Strahlenoptik, Schwingungen und Wellen (E-Book)

Lerntext, Aufgaben mit kommentierten Lösungen und Kurztheorie

Autorenschaft: Hansruedi Schild | Thomas Dumm

«Strahlenoptik, Schwingungen und Wellen» vermittelt Grundwissen zu den Themen Strahlenoptik und ihre Grenzen, Schwingungen, Wellen, Schallwellen, elektromagnetische Wellen sowie Materiewellen.

Das Lehrmittel orientiert sich an den seit Januar 2009 geltenden Richtlinien der schweizerischen Maturitätsprüfung für das Grundlagenfach Physik sowie am Stoffprogramm der Arbeitsgruppe Schnittstelle Hochschule-Gymnasien. Daher richtet es sich in erster Linie an Schülerinnen und Schüler einer Maturitätsschule, es kann aber auch in der technisch oder naturwissenschaftlich ausgerichteten Berufs- und Erwachsenenbildung eingesetzt werden.

«Strahlenoptik, Schwingungen und Wellen» zeichnet sich durch einen gut verständlichen und klar strukturierten Text aus, enthält viele einprägsame Grafiken, illustrative Beispiele, zahlreiche Aufgaben mit ausführlich kommentierten Lösungen sowie eine zusammenfassende Kurztheorie. Durch diese Elemente eignet es sich besonders für einen von Stoffvermittlung entlasteten Unterricht oder für das Selbststudium etwa als Vorbereitung für die Universität oder Fachhochschule.

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Inhaltsverzeichnis 

1. Wie breitet sich Licht aus? (10 Seiten)
1.1 Mit welchem Modell lässt sich die Ausbreitung des Lichts beschreiben?
1.2 Wie breitet sich das Licht einer punktförmigen Lichtquelle aus?
1.3 Wie breitet sich das Licht einer ausgedehnten Lichtquelle aus?
1.4 Wie wird die Lichtausbreitung einer weit entfernten Lichtquelle beschrieben?

2. Was passiert, wenn Licht auf einen Körper trifft? (17 Seiten)
2.1 Wie wird Licht von einem Körper zurückgeworfen?
2.2 Wie wird Licht durch einen Körper durchgelassen?
2.3 Wie wird weisses Licht in farbiges Licht aufgefächert?

3. Welches sind die Abbildungseigenschaften von Sammellinsen? (21 Seiten)
3.1 Wie entsteht ein Bild?
3.2 Welches sind die Eigenschaften von Sammellinsen?
3.3 Wie funktioniert das Auge?
3.4 Wie funktionieren Lupe und Mikroskop?

4. Wo versagt die Strahlenoptik? (16 Seiten)
4.1 Mit welchem Modell erklärt man den Fotoeffekt?
4.2 Mit welchem Modell erklärt man die Beugung?
4.3 Welches ist das richtige Modell für Licht?
Exkurs: Modelle für den Sehvorgang und das Licht

5. Charakteristische Grössen einer mechanischen Schwingung (5 Seiten)
5.1 Die Auslenkung und die Amplitude
5.2 Die Periode und die Frequenz
5.3 Die Rückstellkraft

6. Die harmonische Schwingung (9 Seiten)
6.1 Das Zustandekommen von harmonischen Schwingungen
6.2 Das Orts-Zeit-Gesetz der harmonischen Schwingung
6.3 Geschwindigkeit und Beschleunigung der harmonischen Schwingung
6.4 Die Periode einer harmonischen Schwingung

7. Charakteristische Grössen einer mechanischen Schwingung (2 Seiten)

8. Eindimensionale Querwellen (Transversalwellen) (9 Seiten)
8.1 Wie entstehen Transversalwellen?
8.2 Periodische Transversalwellen
8.3 Harmonische Transversalwellen

9. Eindimensionale Längswellen (Longitudinalwellen) (5 Seiten)

10. Vergleich zwischen Transversal- und Longitudinalwellen (4 Seiten)

11. Reflexion und Interferenz von Wellen (12 Seiten)
11.1 Die Reflexion bei Seilwellen
11.2 Die Überlagerung von Wellen
11.3 Die Interferenz harmonischer Wellen
11.4 Stehende Wellen

12. Schall breitet sich aus (2 Seiten)
12.1 Schallleiter
12.2 Schall ist eine Longitudinalwelle

13. Ausbreitungsgeschwindigkeit, Frequenz, Periode und Wellenlänge (5 Seiten)
13.1 Die Schallgeschwindigkeit
13.2 Frequenz und Periode einer Schallwelle
13.3 Die Wellenlänge einer periodischen Schallwelle

14. Interferenz von Schallwellen (9 Seiten)
14.1 Verstärkung und Auslöschung harmonischer Wellen
14.2 Die Schwebung
14.3 Stehende Schallwellen

15. Der Dopplereffekt (4 Seiten)

16. Interferenz des Lichts (9 Seiten)
16.1 Grundsätzliche Betrachtungen zur Interferenz von Lichtwellen
16.2 Der Doppelspaltversuch von Young
16.3 Wellenlänge und Farbe des sichtbaren Lichts
16.4 Interferenz bei dünnen Schichten

17. Dopplereffekt und Polarisation bei elektromagnetischen Wellen (5 Seiten)
17.1 Das elektromagnetische Spektrum
Exkurs: Das elektromagnetische Spektum in der Astronomie
17.2 Die Polarisation von Lichtwellen
17.3 Der Dopplereffekt bei Licht

18. Das Prinzip von Huygens (3 Seiten)
18.1 Die Elementarwelle
18.2 Das Huygens-Prinzip

19. Die Berechnung von Beugungserscheinungen (7 Seiten)
19.1 Berechnung des Beugungsmusters
19.2 Wellenlänge und Beugungsbild
19.3 Wann tritt Beugung auf?

20. Die Wellennatur der Materie (2 Seiten)

21. Wellenfunktionen zur Beschreibung von Materie (3 Seiten)

22. Wellenfunktionen bei gebundener Materie (5 Seiten)

Auflage: 1. Auflage 2009

Umfang: 218 Seiten

ISBN: 9783715571164

Art. Nr.: E-13143

Code: XPHE 009

Sprache: Deutsch

Reihe: Physik Grundlagen