Grundbegriffe und Methoden

Aufgabe und Arbeitsweise der Physik
Physik 12
Aufgabe der Physik 12
Teilgebiete der Physik 12
Arbeitsweise der Physik 12
Beobachtung, Hypothese, Experiment 12
Induktive und deduktive Methode 12
Modelle 12
Messungen 12
Physikalische Gesetze 12

Physikalische Größen und Einheiten
Basisgrößen und Basiseinheiten 13
Länge 13
Zeit 13
Abgeleitete Größen und Einheiten 13
Fläche 13
Volumen 13
Skalare Größen 14
Vektorielle Größen 14
Schreibweisen 14

Auswertung von Messreihen
Messfehler 14
Messreihen 14
Auswertung von Messreihen 15
Proportionalität 15
Antiproportionalität 16
Gekoppelte Proportionalität 16
Größengleichung 16
Genauigkeit 16
Anfertigen von Versuchsprotokollen 16
Lösen physikalischer Aufgaben 16


Strahlenoptik

Lichtquellen und Lichtempfänger
Lichtquellen 17
Beleuchtete Körper 17
Punktförmige Lichtquelle 17
Lichtempfänger 17
Sehen 17
Lichtenergie 17
Licht als Informationsträger 17

Lichtausbreitung und Strahlenmodell
Lichtbündel 17
Geradlinigkeit der Lichtausbreitung 17
Lichtstrahl 17
Geometrische Optik 18
Grenzen der geometrischen Optik 18
Lichtgeschwindigkeit 18

Schatten und Finsternisse
Schatten 18
Kernschatten 18
Schattenbild 19
Halbschatten 19
Übergangsschatten 19
Tag und Nacht 19
Mondphasen 19
Mondfinsternis 19
Sonnenfinsternis 20

Lochkamera
Aufbau der Lochkamera 20
Eigenschaften von Lochkamerabildern 20
Entstehung des Lochkamerabildes 20
Reelles Bild 21
Bildkonstruktion mit Lichtstrahlen 21
Abbildungsmaßstab 21
Abbildungsgesetz 21

Reflexion und Bilder am ebenen Spiegel
Streuung und Reflexion 21
Ebener Spiegel 22
Reflexionsgesetz 22
Eigenschaften der Bilder am ebenen Spiegel 22
Entstehung der Bilder am ebenen Spiegel 23
Virtuelles Bild 23

Reflexion und Bilder an gekrümmten Spiegeln
Gekrümmte Spiegel 23
Reflexion an gekrümmten Spiegeln 23
Bezeichnungen beim kugelförmigen Hohlspiegel 24
Brennpunkt und Brennweite beim kugelförmigen Hohlspiegel 24
Strahlengang bei kugelförmigen Hohlspiegeln 24
Umkehrbarkeit des Lichtweges bei der Reflexion 24
Eigenschaften von Hohlspiegelbildern 25
Entstehung der Bilder beim kugelförmigen Hohlspiegel 25
Konstruktion von Hohlspiegelbildern 25
Hohlspiegelgesetze 26
Strahlengang bei parabolischen Hohlspiegeln 26
Strahlengang und Bilder bei kugelförmigen Wölbspiegeln 26
Anwendungen gekrümmter Spiegel 27

Lichtbrechung und Totalreflexion
Brechung des Lichtes 27
Begriffe zur Beschreibung der Brechung 27
Lichtbrechung quantitativ 27
Brechungsgesetz 28
Umkehrbarkeit des Lichtweges bei der Brechung 29
Totalreflexion 29
Brechung an einer planparallelen Platte 29
Brechung an einem Prisma 29
Totalreflexion in Prismen 29
Lichtleiter 30
Luftspiegelungen 30
Schlierenbildung 30
Optische Hebung 30
Lichtbrechung in der Atmosphäre 31

Strahlengang bei Sammellinsen
Sammellinsen 31
Brechung des Lichtes durch Sammellinsen 31
Bezeichnungen bei Linsen 31
Brennpunkt und Brennweite bei Sammellinsen 31
Brechkraft 32
Prismenmodell der Sammellinse 32
Strahlengang bei Sammellinsen 32

Abbildungen mit Sammellinsen
Eigenschaften von Sammellinsenbildern 33
Entstehung der Bilder bei Sammellinsen 33
Konstruktion von Sammellinsenbildern 34
Gesetze für Abbildungen mit Sammellinsen 34

Strahlengang und Bilder bei Zerstreuungslinsen
Zerstreuungslinsen 34
Strahlengang bei Zerstreuungslinsen 34
Abbildungen mit Zerstreuungslinsen 35
Gesetze für Abbildungen mit Zerstreuungslinsen 35
Linsensysteme 35

Auge und optische Instrumente
Auge 35
Sehvorgang 36
Augenfehler und Brillen 36
Sehwinkel 36
Auflösungsvermögen des Auges 37
Vergrößerung 37
Lupe 37
Mikroskop 38
Astronomisches Fernrohr 38
Prismenfernglas 38
Spiegelteleskop 39
Projektor 39
Fotoapparat 39

Farbzerlegung des Lichtes
Farbzerlegung des weißen Lichtes 40
Komplementärfarben 41
Infrarot und Ultraviolett 41
Kontinuierliche Spektren 41
Linienspektren 41
Spektralanalyse 41

Farben
Körperfarben 41
Additive Farbmischung 42
Subtraktive Farbmischung 42
Dreifarbentheorie 42
Farbfernsehen 42

Fotometrie
Lichtstärke 42
Beleuchtungsstärke 42


Mechanik

Gleichförmige Bewegung und Geschwindigkeit
Bewegung 43
Bezugssystem 43
Bahnformen 43
Gleichförmige Bewegung 43
Geschwindigkeitsbetrag bei einer gleichförmigen Bewegung 43
Geschwindigkeit als vektorielle Größe 43
Einheit der Geschwindigkeit 44
Beispiele für Geschwindigkeiten 44
Weg-Zeit-Gesetz der gleichförmigen Bewegung 44
Weg-Zeit-Diagramm der gleichförmigen Bewegung 44
Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz der gleichförmigen Bewegung 45
Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der gleichförmigen Bewegung 45
Gleichförmige geradlinige Bewegung 45
Gleichförmige Kreisbewegung 45

Ungleichförmige Bewegung und Beschleunigung
Ungleichförmige Bewegung 45
Durchschnittsgeschwindigkeit 45
Momentangeschwindigkeit 46
Beschleunigte Bewegung 46
Gleichmäßig beschleunigte geradlinige Bewegung 46
Beschleunigung 46
Einheit der Beschleunigung 46
Beispiele für Beschleunigungen 46
Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz der gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung 46
Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung 46
Weg-Zeit-Gesetz der gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung 47
Weg-Zeit-Diagramm der gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung 47
Freier Fall 48
Bewegungsgesetze beim freien Fall 48
Fallbeschleunigung 48

Kraft und hookesches Gesetz
Begriff der Kraft 48
Kraft als vektorielle Größe 48
Einheit der Kraft 49
Messung von Kräften 49
Hookesches Gesetz 49
Elastische Körper 50
Plastische Körper 50

Gravitation und Gewichtskraft
Gravitation 50
Gewichtskraft 50
Ortsabhängigkeit der Gewichtskraft 50
Beispiele für Kräfte 51

Masse und Gewichtskraft
Begriff der Masse 51
Einheit der Masse 51
Messung von Massen 51
Beispiele für Massen 52
Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft 52

Dichte und Wichte
Dichte 52
Beispiele für Dichten 53
Wichte 53
Zusammenhang zwischen Dichte und Wichte 53

Masse und Trägheit
Trägheit der Körper 53
Trägheitssatz 53
Kraft, Masse und Beschleunigung 54

Zusammenwirken von Kräften
Kraft und Gegenkraft 54
Wechselwirkungsgesetz 55
Zusammensetzung von Kräften 55
Zusammensetzung gleich gerichteter Kräfte 55
Zusammensetzung entgegengesetzt gerichteter Kräfte 55
Zusammensetzung beliebig gerichteter Kräfte 55
Kräftegleichgewicht 55
Zerlegung einer Kraft 56
Schwerpunkt 56
Gleichgewichtsarten 56
Standfestigkeit 57

Reibung
Reibung 57
Haftreibung 58
Gleitreibung 58
Rollreibung 58
Größenvergleich der Reibungskräfte 58
Reibungsgesetz 58
Luftwiderstand 58

Arbeit, Leistung, Energie
Arbeitsbegriff im Alltag 58
Arbeitsbegriff in der Physik 59
Einheit der Arbeit 59
Arbeitsdiagramm 59
Arbeitsformen 59
Hubarbeit 59
Beschleunigungsarbeit 59
Verformungsarbeit 60
Spannarbeit 60
Reibungsarbeit 60
Leistung 60
Einheit der Leistung 60
Beispiele für Leistungen 60
Leistung, Kraft und Geschwindigkeit 60
Energie 61
Energieformen der Mechanik 61
Lageenergie 61
Energie und Arbeit 61
Nullniveau der Lageenergie 61
Spannenergie 62
Bewegungsenergie 62
Energieumwandlungen 62
Energieerhaltungssatz der Mechanik 63
Energieerhaltungssatz 63
Wasser- und Windturbinen als Energiewandler 63

Einfache Maschinen
Einfache Maschinen 64
Seil 64
Stange 64
Ortsfeste Rolle 65
Ortsveränderliche Rolle 65
Flaschenzug 65
Hebel 65
Hebelgesetz 66
Drehmoment 67
Winkelhebel 67
Wellrad 67
Drehmomentwandler 68
Schiefe Ebene 68
Kraftwandlung und Arbeitserhaltung 68
Goldene Regel der Mechanik 69
Wirkungsgrad 69
Perpetuum mobile 69

Teilchenmodell der Materie
Körper 69
Stoffe 69
Teilchenmodell der Materie 69
Molekularkräfte 69
Kohäsion 69
Adhäsion 69
Oberflächenspannung 70
Kapillarität 70
Aggregatzustände 70
Aggregatzustände im Teilchenmodell 70
Festkörper im Teilchenmodell 70
Flüssigkeiten im Teilchenmodell 71
Gase im Teilchenmodell 71
Brownsche Bewegung 71
Temperaturbewegung 71
Diffusion 71

Kolbendrock in Flüssigkeiten und Gasen
Druckzustand in Flüssigkeiten 71
Druckzustand in Gasen 72
Kolbendruck 72
Kolbendruck im Teilchenmodell 72
Definition des Drucks 72
Gesetz des Kolbendrucks 73
Kraft und Druck 73
Einheit des Drucks 73
Druckmessung 73
Kraftwandlung durch Druck 73
Hydraulische Presse 74
Druck und Volumen eines Gases 74
Gesetz von Boyle und Mariotte 75

Schweredruck in Flüssigkeiten und Gasen
Schweredruck in Flüssigkeiten 75
Berechnung des Schweredrucks 76
Schweredruck und Gefäßform 76
Verbundene Gefäße 76
Kolbendruck, Schweredruck und absoluter Druck 77
Schweredruck in Gasen 77
Erdatmosphäre und Luftdruck 77
Dichte der Luft 77
Luftdruck und Höhe 77
Experimenteller Nachweis des Luftdrucks 78
Messung des Luftdrucks 78
Barometer 78
Anwendungen des Luftdrucks 79
Pumpen 79
Überdruck und Unterdruck 80
U-Rohr-Manometer 80
Beispiele für Drücke 80

Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen
Auftrieb in Flüssigkeiten 80
Berechnung des Auftriebs 81
Gesetz des Archimedes 81
Sinken, Schweben, Steigen 81
Schwimmen 82
Aräometer 82
Auftrieb in Gasen 82
Dynamischer Auftrieb 82

Akustik
Schall 83
Schallerzeugung 83
Schallquellen 83
Schallausbreitung 83
Schallempfänger 83
Frequenz 83
Amplitude 83
Ton 83
Klang 83
Geräusch 83
Knall 84
Hörbereich 84
Saitenschwingungen 84
Töne und Tonleitern 84
Klangfarbe 84
Akustische Resonanz 84
Schallgeschwindigkeit 85
Schallreflexion 85
Echo 85
Hall 85
Lautstärke 85
Lärm und Lärmschutz 85
Schalldämmung und Schalldämpfung 85


Wärmelehre

Temperatur und Thermometer
Temperaturempfindung 86
Temperatur 86
Thermometer 86
Flüssigkeitsthermometer 86
Thermometerskalen 86
Celsius-Skala 86
Kelvin-Skala 86
Umrechnung zwischen Celsius- und Kelvin-Temperatur 87
Beispiele für Temperaturen 87
Temperaturänderung 87
Messbereich bei Flüssigkeitsthermometern 87
Fieberthermometer 87
Weitere Thermometerarten 88
Temperatur im Teilchenmodell 88

Thermische Volumenänderungen bei Festkörpern und Flüssigkeiten
Thermische Volumenänderung (Wärmeausdehnung) 88
Thermische Volumenänderung bei Festkörpern 88
Thermische Längenänderung (quantitativ) 89
Thermische Volumenänderung bei Festkörpern (quantitativ) 89
Bimetallstreifen 90
Bimetallthermometer 90
Bimetallschalter 90
Thermische Volumenänderung bei Flüssigkeiten 90
Thermische Volumenänderung bei Flüssigkeiten (quantitativ) 90
Thermische Volumenänderung im Teilchenmodell 90
Anomalie des Wassers 91

Temperatur, Druck und Volumen bei Gasen
Thermische Volumenänderung bei Gasen 91
Thermische Volumenänderung bei Gasen (quantitativ) 91
Thermische Volumenänderung und Kelvin-Skala 92
Gasvolumen und Kelvin-Termperatur 92
Gesetz von Gay-Lussac 92
Gasdruck und Kelvin-Temperatur 92
Gesetz von Amontons 92
Allgemeines Gasgesetz 93
Gasthermometer 93
Temperatur, Druck und Volumen im Teilchenmodell 93

Innere Energie, Arbeit und Wärme
Innere Energie 94
Temperatur und innere Energie 94
Änderung der inneren Energie durch mechanische Arbeit 94
Änderung der inneren Energie durch Wärme 94
Wärme 95
Energiebilanz bei der Änderung der inneren Energie 95
Änderung der inneren Energie und Temperaturänderung 95
Spezifische Wärmekapazität 95
Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität durch Reibungsarbeit 96
Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität durch Wärmezufuhr 96
Spezifische Wärmekapazität bei Gasen 96
Wärmekapazität 96
Wärmemischung 96
Mischungstemperatur bei einer Wärmemischung 96
Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität durch Wärmemischung 96

Änderungen der Aggregatzustände
Übersicht über Aggregatzustandsänderungen 97
Schmelzen 97
Schmelztemperatur 97
Schmelzwärme 97
Spezifische Schmelzwärme 97
Spezifische Schmelzwärme von Eis 98
Erstarren 98
Erstarrungstemperatur 98
Erstarrungswärme 98
Spezifische Erstarrungswärme 98
Volumenänderung beim Schmelzen und beim Erstarren 98
Druckabhängigkeit der Schmelz- und Erstarrungstemperatur 98
Schmelzen und Erstarren im Teilchenmodell 98
Unterkühlung 99
Lösungswärme 99
Kältemischung 99
Verdampfen 99
Sieden 99
Siedetemperatur 99
Destillation 99
Verdampfungswärme 99
Spezifische Verdampfungswärme 100
Bestimmung der spezifischen Verdampfungswärme von Wasser 100
Verdunsten 100
Kondensieren 100
Kondensationstemperatur 100
Kondensationswärme 100
Spezifische Kondensationswärme 100
Volumenänderung beim Verdampfen und Kondensieren 100
Druckabhängigkeit der Siede- und Kondensationstemperatur 100
Sieden und Kondensieren im Teilchenmodell 100
Verdunsten im Teilchenmodell 101
Siedeverzug 101
Wasserdampf und Luftfeuchtigkeit 101
Haarhygrometer 101
Temperatur-Wärme-Diagramm des Wassers 101
Sublimieren und Verfestigen 102

Wärmetrarasport
Wärmetransport 102
Wärmeleitung 102
Wärmeströmung 102
Wärmestrahlung 102

Heizen und Kühlen
Sonnenenergie 103
Sonnenkollektor 103
Treibhauseffekt 103
Wärmetauscher 104
Fossile Brennstoffe 104
Spezifischer Heizwert 104
Warmwasserheizung 104
Kompressorkühlschrank 104
Wärmepumpe 104
Wärmeisolierung 104

Wärmekraftmaschinen
Wärmekraftmaschinen 105
Dampfmaschinen 105
Kolbendampfmaschine 105
Dampfturbine 105
Verbrennungsmaschinen 106
Viertakt-Otto-Motor 106
Zweitakt-Otto-Motor 107
Wankelmotor 107
Dieselmotor 107
Gasturbine 107
Strahltriebwerk 107
Wärmekraftwerk 107
Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen 108
Energieumwandlungsdiagramme 108

Wetterkunde
Wetterkunde 108
Wettergeschehen 108
Lufttemperatur 108
Luftdruck 108
Luftfeuchtigkeit 108
Bewöikung 108
Niederschlag 109
Wind 109
Wettervorhersage 109


Magnetismus

Magnete und magnetische Wirkungen
Natürliche Magnete 110
Künstliche Magnete 110
Ferromagnetische Stoffe 110
Magnetische Kräfte 110
Magnetpole 110
Magnetischer Nord- und Südpol 110
Magnetischer Dipol 110
Kräfte zwischen Magnetpolen 110
Zusammenwirken von Magnetpolen 111
Magnetische Influenz 111

Modell der Elementarmagnete
Elementarmagnete 111
Aufbau magnetisierten Eisens 111
Aufbau nichtmagnetisierten Eisens 111
Magnetisieren 112
Entmagnetisieren 112
Elektromagnetismus 112

Magnetostatische Felder
Magnetfeld 112
Magnetische Feldlinien 112
Homogenes Magnetfeld 113

Erdmagnetismus
Magnetpole der Erde 113
Magnetfeld der Erde 113
Deklination und Inklination 113
Magnetkompass 114


Elektrizitätslehre

Elektrischer Strom kreis
Gefahren der Elektrizität 115
Stromkreis 115
Schaltzeichen und Schaltpläne 115
Stromquellen 115
Stromquelle und Stromstärke 115
Elektrogerät 115
Schalter 116
Leiter und Isolatoren 116
Glimmlampe 116
Pole einer Stromquelle 117

Strom als bewegte Ladung
Ladungsströmung 117
Ladungsarten 117
Ladungsträger 118
Atome 118
Moleküle 118
Ionen 118
Metallische Leiter im Ladungsträgermodell 118
Flüssigkeiten und Gase im Ladungsträgermodell 119
Isolatoren im Ladungsträgermodell 119
Stromquelle als Ladungspumpe 119
Ladungs- und Energieströmung 119
Wasserstrommodell 119
Konventionelle Stromrichtung 120
Gleichstrom 120
Wechselstrom 120

Eigenschaften elektrischer Ladungen
Positive und negative Ladungen 120
Geladene Körper 120
Kräfte zwischen Ladungen 120
Elektroskope 120
Verteilung von Ladungen 121
Ladungsübertragung 121
Faraday-Becher 121
Faraday-Käfig 121
Neutralisation 121
Ladungserhaltung 121
Elektrische Influenz 121
Elektrischer Dipol 122
Glühelektrischer Effekt 122
Elektronenstrahlröhre 122
Berührungselektrizität 123
Bandgenerator 123

Elektrostatische Felder
Elektrisches Feld 123
Elektrische Feldlinien 123
Eigenschaften elektrischer Feldlinien 124
Elektrische Radialfelder 124
Überlagerung elektrischer Felder 124
Homogenes elektrisches Feld 124
Abschirmung elektrischer Felder 125
Elektrisches Feld und Stromkreis 125

Wärmewirkung des Stromes
Stromwärme 125
Stromwärme im Ladungsträgermodell 125
Anwendungen der Stromwärme 125
Thermoelektrizität 126

Chemische Wirkungen des Stromes und chemische Stromquellen
Elektrolyse 126
Elektrolyse von Kupferchlorid 126
Elektrolyse von Wasser 127
Anwendungen der Elektrolyse 127
Chemische Stromquellen 127
Galvanische Elemente 127
Akkumulatoren 127

Magnetische Wirkungen des Stromes
Elektrizität und Magnetismus 128
Stromdurchflossener gerader Leiter 128
Rechte-Faust-Regel 128
Stromdurchflossene Leiterschleife 128
Stromdurchflossene Spule 128
Elektromagnet 129
Anwendungen des Elektromagnetismus 129
Dreheiseninstrument 129
Drehspulinstrument 130
Elektromotor 130
Relais 130
Klingel 130

Kräfte auf bewegte Ladungen im Magnetfeld
Kraft auf frei bewegte Ladungen im Magnetfeld 131
Lorentz-Kraft 131
Drei-Finger-Regel 131
Kraft auf Stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld 131
Kräfte zwischen stromdurchflossenen Leitern 132

Elektrische Stromstärke
Stromstärke im Ladungsträgermodell 132
Stromstärke und Chemische Wirkung des Stromes 132
Stromstärke und magnetische Wirkung des Stromes 133
Einheit der Stromstärke 133
Messung der Stromstärke 133
Beispiele für Stromstärken 133
Stromstärke und Ladung 133
Einheit der Ladung 134

Elektrische Spannung
Ladungstrennarbeit und elektrische Spannung 134
Elektrische Spannung 134
Einheit der Spannung 134
Spannungsmessung 135
Beispiele für Spannungen 135
Spannungsquelle 135
Schaltung von Spannungsquellen 135

Elektrischer Widerstand und ohmsches Gesetz
Elektrischer Widerstand 136
Einheit des Widerstandes 136
Messung des Widerstandes 136
Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes 136
I-U-Kennlinien 136
Ohmsches Gesetz 137
Widerstand und ohmsches Gesetz 137
Anwendung des ohmschen Gesetzes 137
Spannungsmessung mit Drehspulinstrumenten 137
Widerstand eines drahtförmigen Leiters 137
Spezifischer Widerstand 137
Elektrischer Leitwert 138
Technische Widerstände 138


Unverzweigter Stromkreis
Reihenschaltung 138
Spannungsteilung 138
Ersatzwiderstand bei einer Reihenschaltung 139
Vorwiderstand 139
Messbereichserweiterung bei Spannungsmessern 139
Spannungsteilerschaltung 139
Urspannung und Klemmenspannung 139

Verzweigter Stromkreis
Parallelschaltung 140
1. kirchhoffsches Gesetz 140
2. kirchhoffsches Gesetz 140
Ersatzwiderstand bei einer Parallelschaltung 141
Messbereichserweiterung bei Strommessern 141
Messschaltungen 141

Elektrische Arbeit, Energie und Leistung
Elektrische Arbeit und Energie 141
Elektrizitätszähler und Stromrechnung 142
Elektrische Leistung 142
Beispiele für elektrische Leistungen 142
Nennwerte 142
Elektrisches Versorgungsnetz 142

Elektromagnetische Induktion
Elektromagnetische Induktion 143
Induktion in geraden Leitern durch Bewegung 143
Induktion in Spulen durch Bewegung 143
Induktion in Spulen ohne Bewegung 144
Induktionsgesetz 144
Richtung des Induktionsstromes 144
Lenzsche Regel 144
Induktion und Energieerhaltung 144
Generatoren 145
Außenpolgenerator 145
Innenpolgenerator 145
Dynamoelektrisches Prinzip 146
Effektivwerte von Spannung und Stromstärke 146
Transformatoren 146
Transformator als Spannungswandler 146
Transformator als Stromwandler 147

Elektrizitäts- und Energiewirtschaft
Stromerzeugung und Stromverbrauch 147
Transport elektrischer Energie 147
Anteile der Primärenergieträger an der Energieversorgung 147


Elektronik

Elektronenröhren
Braunsche Röhre 148
Oszilloskop 148
Oszillogramm einer Wechselspannung 148
Röhrendiode 149
Gleichrichten mit Röhrendioden 149
Triode 149
Verstärken mit Trioden 150

Halbleiter
Reine Halbleiter 151
Halbleiterkristall 151
Paarbildung 151
Rekombination 151
Eigenleitfähigkeit 151
Heißleiter 152
Fotoleiter 152
Dotierte Halbleiter 152
n-Dotierung 152
p-Dotierung 152

Halbleiterdioden
Aufbau einer Halbleiterdiode 153
Halbleiterdiode in Sperrrichtung 153
Halbleiterdiode in Durchlassrichtung 153
I-U-Kennlinie einer Halbleiterdiode 154
Gleichrichten mit Halbleiterdioden 154
Fotodioden 154
Fotoelemente 155
Solarzellen 155
Leuchtdioden 155

Transistoren
Aufbau eines Transistors 155
Transistoreffekt 155
Schalten mit Transistoren 157
Verstärken mit Transistoren 157
Basisvorwiderstand und Basisspannungsteiler 158
Halbleiterbauelemente und Elektronenröhren 158
Integrierte Schaltkreise 158

Logische Schaltungen
Digital- und Analogtechnik 158
Logische Funktionen 159
Logische Schaltungen 159
NICHT-Schaltung 159
UND-Schaltung 159
ODER-Schaltung 160
NAND-Schaltung 160
NOR-Schaltung 161
Rechenschaltungen 161
Halbaddierer 161
Volladdierer 162
RS-Flipflop 162

Steuerung und Regelung
Steuerung 163
Steuerung mit Transistor 163
Regelung 163
Regelung mit Transistor 163


Atom- und Kernphysik

Atome
Existenz von Atomen 164
Feldelektronenmikroskop 164
Größe von Atomen 164
Atommodelle 164
Atommodell von Dalton 164
Grenzen des Atommodells von Dalton 164
Atommodell von Thomson 164
Grenzen des Atommodells von Thomson 165
Durchlässigkeit der Materie 165
Atommodell von Rutherford 165
Grenzen des Atommodells von Rutherford 165
Größenverhältnis Atom/Atomkern 165
Atomhülle und Atomkern 165
Ionisation 165
Anregung von Atomen zur Lichtaussendung 166
Elektronvolt 166
Röntgenstrahlen 166

Atomkerne
Aufbau der Atomkerne 167
Kernkräfte 167
Kernladungszahl, Neutronenzahl, Massenzahl 167
Periodensystem der Elemente 167
Isotope 167
Elementarteilchen 167

Radioaktive Strahlung
Entdeckung radioaktiver Strahlung 167
Gefahren der Radioaktivität 167
Fotografische Wirkung radioaktiver Strahlung 168
Ionisierende Wirkung radioaktiver Strahlung 168
Nebelkammer 168
Spinthariskop 168
Geiger-Müller-Zählrohr 168
Zählrate 169
Statistische Schwankungen der Zählraten 169
Teilchencharakter radioaktiver Strahlung 169
Null-Effekt 169
Absorption radioaktiver Strahlung 169
Radioaktive Strahlung in Magnetfeldern 169
Komponenten radioaktiver Strahlung 170
Alpha-Strahlung 170
Betta-Strahlung 170
Gamma-Strahlung 170
Energie, Ionisationsvermögen und Reichweite 170

Strahlenschäden und Strahlenschutz
Strahlenschäden 170
Energiedosis 170
Äquivalentdosis 170
Strahlenbelastung 171
Strahlenschutz 171

Radioaktiver Zerfall
Ursprung radioaktiver Strahlung 171
Radioaktiver Zerfall 171
Aktivität 171
Zerfallsgesetz 171
Beispiele für Halbwertszeiten 172
Zerfallsarten 172
Alpha-Zerfall 172
Betta-Zerfall 172
Zerfallsreihen 172
Anwendung radioaktiver Stoffe 172

Kernspaltung und Kernenergie
Künstliche Kernumwandlung 173
Kernspaltung 173
Energiebilanz bei der Kernspaltung 173
Ungesteuerte Kettenreaktion 173
Kritische Masse 173
Atombombe 173
Gesteuerte Kettenreaktion 174

Kernkraftwerke
Kernkraftwerke 175
Brennelemente 175
Steuerstäbe 175
Moderator 175
Siedewasserreaktor 175
Druckwasserreaktor 175
Sicherheit der Kernkraftwerke 176
Entsorgung 176
Nutzung der Kernenergie 176

Kernfusion
Kernfusion 176
Wasserstoffbombe 177
Fusionsreaktor 177


Register

Sach- und Namenverzeichnis 178
Tabelle physikalischer Größen und Einheiten 190