Zusammenfassung Physik-LK 12+13 - Gymnasium Horkesgath

© Frank Fasbender, Gereon Gollan, Christian Rohlfing
Formelsammlung Elektrik
Formel Einheit Kommentar
U F
V
el
E = =
d q
m
Q
F = Farad
W ist elektrische Arbeit
C = | W el
= U ⋅ q
U
1
J
Energie im Plattenkondensator
W = ⋅C
⋅U
²
2
F L
= B ⋅ q ⋅ v ⋅sin(γ )
N Lorentzkraft
1 U 1
m
Parabelbahn Ablenkröhre
PK
y( x)
= ⋅ ⋅ ⋅ x²
4 U d
A
1 2 ⋅ me ⋅U
m Fadenstrahlrohr
A
r = ⋅
B e
n
T Lange, gerade Spule
B = µ 0
⋅µ
R⋅
⋅ I
l
U
ind
= −nI
⋅ Φ& (t)
V n
I
Anzahl der Windungen der
Induktionsspule
Φ ( t)
= A ⋅
v
s
B(
t)
N Nm J
⋅ m²
A
= =
s
⊥ B
Am A A
VAs = = Vs
A
= −L
⋅ I(t) &
V
U ind
A
Henry = H
L Selbstinduktionskoeffizient für lange
L = µ 0
⋅ n²
⋅
gerade Spule
l
U
0
= I(
t)
⋅ R + U ⋅ I&
( t)
V Spannungsbilanz beim Einschalten von
U (äußere Spannung)
W
=
1
⋅ L ⋅ I ²
2
J
0
Energie in Spule
Formelsammlung Wellenoptik
Formel Einheit Kommentar
k ⋅ λ
δ = k ⋅ λ Gangunterschied der Maxima
sin( α
k
) =
g
beim Gitter
λ
Minima: δ = (2k
−1)
⋅
2
tan(α
k
) =
n
21
c =
n
λ =
n
d k
a
)
sin( α
=
sin( β )
c n
λ
n
m
s
m
α Eintritts-, β Austrittswinkel,
Brechungsindex n21
Lichtgeschwindigkeit im Medium mit
Brechungsindex n, f ist konstant

© Frank Fasbender, Gereon Gollan, Christian Rohlfing
Formelsammlung Quantenphysik
Formel Einheit Kommentar
E = h ⋅ f
J Durch e teilen, um eV zu erhalten
I = N
Ph
⋅ h ⋅ f
J Intensität I, N
Ph
Anzahl Photonen
h ⋅ f = W kin
+ W A
J
Energiesatz Fotoeffekt
h ⋅ f = e ⋅U
B max
+
f
gr
⋅ h
1
h ⋅ f = ⋅ m ⋅ v²
+ W A
2
h
m
Lorentzkraft
p =
kg ⋅
λ
s
Relativistisch:
E = E + kin
E J 0
Energiesatz, E
0
= Ruheenergie
E0 = m0
⋅ c²
J Ruheenergie, bei Elektronen
E ≈ 0, 0
511MeV
= U ⋅ q
J Energieerhaltung
E kin
m =
E =
m
0
v²
1−
c²
p²
⋅ c²
+ E
2
0
= m ⋅ c
²
kg
J
Ab ca. 0,7*c (gibt’s viel mehr Kuchen)
Gesamtenergie E
Formelsammlung Kreisbahn
Formel Einheit Kommentar
A = π ⋅ r²
m² Fläche
U = 2 ⋅π
⋅ r
m Umfang
1
Hz
Frequenz
f =
T
2 ⋅π
Hz Winkelgeschwindigkeit/Kreisfrequenz
ω = = 2 ⋅π
⋅ f
T
∆s
2 ⋅π
⋅ r
m
Bahngeschwindigkeit
v = =
∆t
T
s
v²
m
Zentripetalbeschleunigung
a ZP
=
r
s²
v²
N
Zentripetalkraft
F ZP
= m ⋅
r

© Frank Fasbender, Gereon Gollan, Christian Rohlfing
Formelsammlung Thermodynamik
Formel Einheit Kommentar
p ⋅V
N
Universelle Gasgleichung
= R
⋅ m³
R Universelle Gaskonstante:
T ⋅ n
m²
Nm J
= =
J
K ⋅ mol K ⋅ mol K ⋅ mol R = 8, 3144 ⋅
K ⋅ mol
m
g
n Anzahl der Mole
n =
mol =
M
u
m Masse in g
M Molare Masse eines Stoffes in u
A
u
m
Atom
Masse eines Atoms
m
Atom
= g =
−1
N
A
mol
A Atomgewicht in u
N
A
Avogadrozahl:
1
N A
= 6,02 ⋅10
23 ⋅
mol
∆U
= δ W + δQ
J U innere Energie (1. Hauptsatz)
W Arbeit, Q Wärmeenergie
δW
= −p
⋅ ∆V
J Isobare Prozesse, kleines ∆V
V
J
Isotherme Prozesse
2
W = −n
⋅ R ⋅T
⋅ ln( )
V1
δQ
= m ⋅ c ⋅ ∆T
= m ⋅ c ⋅ ∆ϑ
J
c spezifische Wärmekapazität bezogen
J, [c]=
auf Masse
g ⋅K
5
J
C
p
ist die molare spezifische
C p
= ⋅ R | C
p
− CV
= R [ C p
] =
2 K ⋅ Mol
Wärmeenergie bei konstantem Druck für
einatomige Prozesse.
Q = 3
δ R ⋅ ∆ T = c ⋅ ∆ V
T
2 ⋅
J
cV
ist die molare spezifische
Wärmeenergie bei konstantem Volumen,
einatomige Prozesse
∆U
=
3 ⋅ n ⋅R
⋅ ∆T
J Einatomige Gase
2
κ
p ⋅V
= const
Pa ⋅ m³
Adiabatisch, ein Mol, einatomig, ideal,
c
p 5
κ = =
cv
3
Für zweiatomige Gase ist κ = 1, 4 .
κ
κ
p1 ⋅ V1
= p2
⋅V
Pa ⋅ m³
adiabatisch
2
κ −1
„
T1 V2
κ 1 1
( )
− p
= = ( )
κ
T2
V1
p2
3 2 2
− − J
Adiabatisch, Arbeitsänderung, einatomig
∆W
[
3
12 = ⋅const
⋅ V2
−V1
3 ]
2
W1
+ W2
T
η Thermischer Wirkungsgrad
2
η = = 1−
W2
T gewonneneArbeit
1
zugeführteEnergie

© Frank Fasbender, Gereon Gollan, Christian Rohlfing
Thermodynamik - Kreisprozesse:
1 ⇒ 2 isobare Expansion:
p = p , V , T ⇒ p = p , V = V T
1 2 1 1 2 1 2 3,
2 ⇒ 3: isochore Druckveränderung
p = p , V , T ⇒ p , V T
2 1 2 2 3 2,
3 ⇒ 1: isotherme Kompression
p , V , T ⇒ p = p , V T
3 2 1 1 2 1,
1
1
2
Vorgang Isobar (1 ⇒ 2) Isochor (2 ⇒ 3) Isotherm (3 ⇒ 1)
∆p
0
n ⋅ R ⋅ ∆T
n ⋅R
⋅T
∆p
=
∆p
=
V
∆V
∆V
n ⋅R
⋅ ∆T
0
n ⋅R
⋅T
∆V
=
∆V
=
p
∆p
∆T
p ⋅ ∆V
∆p
⋅V
0
∆T
=
∆T
=
n ⋅R
n ⋅R
∆U
∆U
= δ W + δQ
∆U
= δQ
∆U
= δW
+ δQ
= 0
δW
δW
= −p
⋅ ∆V
0
V2
W12
= −n
⋅ R ⋅T
⋅ ln( )
V1
δQ
5
δQ = ⋅ R ⋅ ∆T
= c
p
⋅ ∆T
Q = 3
δ R ⋅ ∆ T = c ⋅ ∆ V
T
2 2 ⋅
δQ = −δW
Kompressionsarbeit
Allgemein
Ideales Gas
W
W
12
12
V2
= −∫
V1
p(
V ) dV
= −n
⋅ R ⋅T
⋅
V2
∫
V1
V dV