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Schwingungen und Wellen - Physik wellen und teilchen

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55 questions

Jul 7, 2025

Types de questions :

Réponse courte

Question 1

Was kennzeichnet ein schwingungsfähiges System?

Réponse

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

Question 2

Wodurch wird eine Schwingung verursacht?

Réponse

Durch Rückstellkräfte, nach Ausrenkung aus der GGL.

Question 3

Was ist eine Schwingung?

Réponse

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

Question 4

Was beschreibt das Prinzip eines Oszillographs?

Réponse

Ein Gerät zur Aufzeichnung von Schwingungen.

Question 5

Was ist die Periode einer Schwingung?

Réponse

Die Zeitdauer eines vollen Schwingungszyklus.

Question 6

Was beschreibt die Frequenz einer Schwingung?

Réponse

Wie schnell bei einem periodischen Vorgang die Wiederholungen aufeinanderfolgen.

Question 7

Was ist die Amplitude einer Schwingung?

Réponse

Die maximale Ausrenkung des Systems aus GGL.

Question 8

Was versteht man unter Amplitudenmodulation?

Réponse

Periodische bzw. zeitliche Veränderungen der Amplitude.

Question 9

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

Réponse

Diese Funktion beschreibt die Auslenkung des Systems über die Zeit.

Question 10

Was ist ein harmonischer Oszillator?

Réponse

Ein System, das ungedämpfte sinusförmige Zustandsänderungen durchführt.

Question 11

Wie werden harmonische Schwingungen verursacht?

Réponse

Durch lineare Rückstellkräfte, die direkt proportional zur Auslenkung sind.

Question 12

Was sind die Rückstellkräfte beim harmonischen Oszillator?

Réponse

Lineare Rückstellkräfte, die proportional zur Auslenkung des Systems sind.

Question 13

Was ist eine anharmonische Schwingung?

Réponse

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

Question 14

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

Réponse

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

Question 15

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

Réponse

ω^2 = D/m.

Question 16

Wie lautet der Ausdruck für ω^2 beim Fadenpendel?

Réponse

ω^2 = g/l.

Question 17

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

Réponse

ω^2 = 1/LC.

Question 18

Wie lauten die Bewegungsgleichungen für den harmonischen Oszillator?

Réponse

Sie beschreiben die Dynamik des Systems unter harmonischen Bedingungen.

Question 19

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

Réponse

E = 1/2 D x^2.

Question 20

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

Réponse

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

Question 21

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

Réponse

Sie beschreibt die Auslenkung unter Berücksichtigung der Dämpfung.

Question 22

Was ist der schwach gedämpfte Fall beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Réponse

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

Question 23

Was ist der aperiodische Grenzfall beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Réponse

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

Question 24

Was ist der überdämpfte Fall beim gedämpften harmonischen Oszillator?

Réponse

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

Question 25

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

Réponse

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

Question 26

Was versteht man unter Resonanz beim erzwungenen harmonischen Oszillator?

Réponse

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

Question 27

Was ist die Resonanzkatastrophe?

Réponse

Die Zerstörung eines schwingungsfähigen Systems durch übermäßige Schwingungsamplituden.

Question 28

Was beschreibt das Superpositionsprinzip bei Schwingungen?

Réponse

Harmonische Schwingungen stören sich nicht und addieren sich einfach.

Question 29

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

Réponse

Konstruktive Interferenz, destruktive Interferenz und keine Interferenz.

Question 30

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

Réponse

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

Question 31

Was versteht man unter Schwebung bei sich überlagernden harmonischen Schwingungen?

Réponse

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

Question 32

Was versteht man in der Physik unter dem Begriff Welle?

Réponse

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

Question 33

Wie unterscheiden sich Transversalwelle und Longitudinalwelle?

Réponse

Transversalwellen haben Störungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, Longitudinalwellen parallel.

Question 34

Welche physikalischen Größen werden von einer Welle transportiert?

Réponse

Energie und Impuls.

Question 35

Wie ist die Wellenzahl k bei einer harmonischen Welle definiert?

Réponse

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

Question 36

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

Réponse

ψ(x,t) = A cos(kx - ωt).

Question 37

Was ist der Unterschied zwischen Phasengeschwindigkeit und Teilchengeschwindigkeit?

Réponse

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

Question 38

Wie lautet die Wellengleichung für eine beliebige eindimensionale Welle?

Réponse

∂²ψ/∂t² = c² ∂²ψ/∂x².

Question 39

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

Réponse

ψ(r,t) = A/r e^(i(kr - ωt)).

Question 40

In welchem Medium breiten sich Schallwellen am schnellsten aus?

Réponse

In Festkörpern.

Question 41

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

Réponse

wE = 1/2 A² ρ ω².

Question 42

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

Réponse

I(r) ∝ 1/r².

Question 43

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

Réponse

f' = f(v + v₀)/(v - vₛ).

Question 44

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

Réponse

f' = f(v - v₀)/(v + vₛ).

Question 45

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

Réponse

f' = f(1 ± v/c).

Question 46

Was sind die Bedingungen für konstruktive Interferenz?

Réponse

Der Gangunterschied d muss ein Vielfaches der Wellenlänge λ sein.

Question 47

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

Réponse

Die Welle wird invertiert reflektiert.

Question 48

Wie wird ein Wellenimpuls an einem losen Ende reflektiert?

Réponse

Die Welle wird nicht invertiert reflektiert.

Question 49

Was versteht man bei der Wellenausbreitung unter Beugung?

Réponse

Die Ablenkung einer Welle beim Auftreffen auf ein Hindernis.

Question 50

Wie lautet die Beugungsbedingung für die Lage der Minima?

Réponse

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

Question 51

Wie lautet das Brechungsgesetz von Snellius?

Réponse

n₁ sin(θ₁) = n₂ sin(θ₂).

Question 52

Was beschreibt das Phänomen der Dispersion?

Réponse

Ein Wellenpaket verändert seine Gestalt und zerfließt.

Question 53

Was passiert mit einem Wellenpaket in einem dispersiven Medium?

Réponse

Es breitet sich unterschiedlich schnell aus und zerfließt.

Question 54

Was versteht man unter Gruppengeschwindigkeit?

Réponse

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

Question 55

Was versteht man unter Polarisation bei Wellen?

Réponse

Die Ausrichtung der Schwingungsebene einer Transversalwelle.

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