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Schwingungen und Wellen - Physik wellen und teilchen

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55 preguntas

Jul 7, 2025

Tipos de pregunta:

Respuesta corta

Pregunta 1

Was kennzeichnet ein schwingungsfähiges System?

Respuesta

Es besitzt stabile Gleichgewichtslage und fährt Schwingungen um diese Gleichgewichtslage aus.

Pregunta 2

Wodurch wird eine Schwingung verursacht?

Respuesta

Durch Rückstellkräfte, nach Ausrenkung aus der GGL.

Pregunta 3

Was ist eine Schwingung?

Respuesta

Ein spezieller periodischer Prozess, bei dem ein physikalisches System um eine Ruhelage oszilliert.

Pregunta 4

Was beschreibt das Prinzip eines Oszillographs?

Respuesta

Ein Gerät zur Aufzeichnung von Schwingungen.

Pregunta 5

Was ist die Periode einer Schwingung?

Respuesta

Die Zeitdauer eines vollen Schwingungszyklus.

Pregunta 6

Was beschreibt die Frequenz einer Schwingung?

Respuesta

Wie schnell bei einem periodischen Vorgang die Wiederholungen aufeinanderfolgen.

Pregunta 7

Was ist die Amplitude einer Schwingung?

Respuesta

Die maximale Ausrenkung des Systems aus GGL.

Pregunta 8

Was versteht man unter Amplitudenmodulation?

Respuesta

Periodische bzw. zeitliche Veränderungen der Amplitude.

Pregunta 9

Wie lautet die Auslenkungs-Zeit-Funktion x(t) für eine harmonische Schwingung?

Respuesta

Diese Funktion beschreibt die Auslenkung des Systems über die Zeit.

Pregunta 10

Was ist ein harmonischer Oszillator?

Respuesta

Ein System, das ungedämpfte sinusförmige Zustandsänderungen durchführt.

Pregunta 11

Wie werden harmonische Schwingungen verursacht?

Respuesta

Durch lineare Rückstellkräfte, die direkt proportional zur Auslenkung sind.

Pregunta 12

Was sind die Rückstellkräfte beim harmonischen Oszillator?

Respuesta

Lineare Rückstellkräfte, die proportional zur Auslenkung des Systems sind.

Pregunta 13

Was ist eine anharmonische Schwingung?

Respuesta

Eine Schwingung, bei der die Rückstellkraft nicht proportional zur Auslenkung ist.

Pregunta 14

Wie lautet die Auslenkungs-Zeit-Funktion x(t) für eine harmonische Schwingung?

Respuesta

x(t) = A cos(ωt), wobei A die Amplitude und ω die Kreisfrequenz ist.

Pregunta 15

Wie lautet der Ausdruck für ω^2 beim horizontalen Federpendel?

Respuesta

ω^2 = D/m.

Pregunta 16

Wie lautet der Ausdruck für ω^2 beim Fadenpendel?

Respuesta

ω^2 = g/l.

Pregunta 17

Wie lautet der Ausdruck für ω^2 im elektrischen Schwingkreis?

Respuesta

ω^2 = 1/LC.

Pregunta 18

Wie lauten die Bewegungsgleichungen für den harmonischen Oszillator?

Respuesta

Sie beschreiben die Dynamik des Systems unter harmonischen Bedingungen.

Pregunta 19

Wie lautet der Ausdruck für die Energie E in einer gespannten Feder?

Respuesta

E = 1/2 D x^2.

Pregunta 20

Was sind die Ausdrücke für die kinetische und potentielle Energie des harmonischen Oszillators?

Respuesta

E_kin = 1/2 mv^2, E_pot = 1/2 D x^2.

Pregunta 21

Wie lautet die Auslenkungs-Zeit-Funktion x(t) für den gedämpften harmonischen Oszillator?

Respuesta

Sie beschreibt die Auslenkung unter Berücksichtigung der Dämpfung.

Pregunta 22

Was ist der schwach gedämpfte Fall beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Respuesta

Ein Fall, in dem die Dämpfung gering ist und Schwingungen stattfinden.

Pregunta 23

Was ist der aperiodische Grenzfall beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Respuesta

Ein Zustand, in dem das System keine periodischen Schwingungen mehr zeigt.

Pregunta 24

Was ist der überdämpfte Fall beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Respuesta

Ein Fall, in dem das System sehr stark gedämpft ist und schnell zur Ruhe kommt.

Pregunta 25

Wie lautet die Gleichung für die Energiebilanz beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Respuesta

dE/dt = -βE, wobei β die Dämpfungskonstante ist.

Pregunta 26

Was versteht man unter Resonanz beim erzwungenen harmonischen Oszillator?

Respuesta

Ein Phänomen, bei dem die Amplitude maximal wird bei der Resonanzfrequenz.

Pregunta 27

Was ist die Resonanzkatastrophe?

Respuesta

Die Zerstörung eines schwingungsfähigen Systems durch übermäßige Schwingungsamplituden.

Pregunta 28

Was beschreibt das Superpositionsprinzip bei Schwingungen?

Respuesta

Harmonische Schwingungen stören sich nicht und addieren sich einfach.

Pregunta 29

Was sind die drei prinzipiellen Fälle bei der Superposition von zwei harmonischen Schwingungen?

Respuesta

Konstruktive Interferenz, destruktive Interferenz und keine Interferenz.

Pregunta 30

Welche Bedingungen müssen an die Kreisfrequenzen ω1 und ω2 gestellt werden?

Respuesta

Sie müssen ein Verhältnis haben, das eine periodische Funktion ergibt.

Pregunta 31

Was versteht man unter Schwebung bei sich überlagernden harmonischen Schwingungen?

Respuesta

Ein Phänomen, bei dem die Amplitude der resultierenden Schwingung variiert.

Pregunta 32

Was versteht man in der Physik unter dem Begriff Welle?

Respuesta

Eine Übertragung von Energie und Impuls durch ein Medium ohne dauerhafte Verschiebung.

Pregunta 33

Wie unterscheiden sich Transversalwelle und Longitudinalwelle?

Respuesta

Transversalwellen haben Störungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, Longitudinalwellen parallel.

Pregunta 34

Welche physikalischen Größen werden von einer Welle transportiert?

Respuesta

Energie und Impuls.

Pregunta 35

Wie ist die Wellenzahl k bei einer harmonischen Welle definiert?

Respuesta

k = 2π/λ, wobei λ die Wellenlänge ist.

Pregunta 36

Wie lautet die Wellenfunktion ψ(x,t) für eine harmonische Welle?

Respuesta

ψ(x,t) = A cos(kx - ωt).

Pregunta 37

Was ist der Unterschied zwischen Phasengeschwindigkeit und Teilchengeschwindigkeit?

Respuesta

Phasengeschwindigkeit beschreibt die Ausbreitung der Störung, Teilchengeschwindigkeit die Bewegung der Teilchen.

Pregunta 38

Wie lautet die Wellengleichung für eine beliebige eindimensionale Welle?

Respuesta

∂²ψ/∂t² = c² ∂²ψ/∂x².

Pregunta 39

Wie lautet die Wellenfunktion ψ(r,t) für eine Kugelwelle?

Respuesta

ψ(r,t) = A/r e^(i(kr - ωt)).

Pregunta 40

In welchem Medium breiten sich Schallwellen am schnellsten aus?

Respuesta

In Festkörpern.

Pregunta 41

Wie lautet der Ausdruck für die Energiedichte wE für eine harmonische ebene Welle?

Respuesta

wE = 1/2 A² ρ ω².

Pregunta 42

Wie verhält sich die Intensität I(r) einer Kugelwelle als Funktion des Abstands r?

Respuesta

I(r) ∝ 1/r².

Pregunta 43

Wie lautet die Formel für den Doppler-Effekt bei ruhendem Empfänger?

Respuesta

f' = f(v + v₀)/(v - vₛ).

Pregunta 44

Wie lautet die Formel für den Doppler-Effekt bei bewegtem Empfänger?

Respuesta

f' = f(v - v₀)/(v + vₛ).

Pregunta 45

Wie lautet die Formel für den Doppler-Effekt bei elektromagnetischen Wellen?

Respuesta

f' = f(1 ± v/c).

Pregunta 46

Was sind die Bedingungen für konstruktive Interferenz?

Respuesta

Der Gangunterschied d muss ein Vielfaches der Wellenlänge λ sein.

Pregunta 47

Was tritt bei der Reflexion einer Welle an einem festen Ende auf?

Respuesta

Die Welle wird invertiert reflektiert.

Pregunta 48

Wie wird ein Wellenimpuls an einem losen Ende reflektiert?

Respuesta

Die Welle wird nicht invertiert reflektiert.

Pregunta 49

Was versteht man bei der Wellenausbreitung unter Beugung?

Respuesta

Die Ablenkung einer Welle beim Auftreffen auf ein Hindernis.

Pregunta 50

Wie lautet die Beugungsbedingung für die Lage der Minima?

Respuesta

d sin(θ) = mλ, wobei m eine ganze Zahl ist.

Pregunta 51

Wie lautet das Brechungsgesetz von Snellius?

Respuesta

n₁ sin(θ₁) = n₂ sin(θ₂).

Pregunta 52

Was beschreibt das Phänomen der Dispersion?

Respuesta

Ein Wellenpaket verändert seine Gestalt und zerfließt.

Pregunta 53

Was passiert mit einem Wellenpaket in einem dispersiven Medium?

Respuesta

Es breitet sich unterschiedlich schnell aus und zerfließt.

Pregunta 54

Was versteht man unter Gruppengeschwindigkeit?

Respuesta

Die Geschwindigkeit, mit der sich die Amplitude eines Wellenpakets bewegt.

Pregunta 55

Was versteht man unter Polarisation bei Wellen?

Respuesta

Die Ausrichtung der Schwingungsebene einer Transversalwelle.

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