GK 12.2 - Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen

  • Mechanische und elektromagnetische Schwingungen
    • Harmonische Schwingungen
      • Grundlage: lineare Rückstellkraft bei mechanischen Schwingungen
      • Fadenpendel, Federpendel, elektromagnetischer Schwingkreis
      • charakteristische Größen: Schwingungsdauer T, Frequenz f, Kreisfrequenz ω, Amplitude s0, Elongation s(t)
      • Schwingungsgleichung: s(t)=s0⋅sin(ωt)
      • Formeln für Schwingungsdauern
      • Energieerhaltung
    • Resonanzphänomene (Probleme und Anwendung)
      • erzwungene mechanische und elektromagnetische Schwingungen
      • qualitative Behandlung von Eigenfrequenz und Dämpfung
  • Mechanische und elektromagnetische Wellen
    • Arten, Eigenschaften und charakteristische Größen
      • Wasserwellen, Seilwellen, Schallwellen, elektromagnetische Wellen (elektromagnetisches Spektrum)
      • Welle als räumlich und zeitlich periodischer Vorgang
      • Transversalwellen (Polarisation), Longitudinalwellen
      • charakteristische Größen: Ausbreitungsgeschwindigkeit c, Wellenlänge λ, Frequenz f, Zusammenhang: c=λ ⋅ f
    • Überlagerung von Wellen
      • stehende Wellen
        • stehende Wellen durch Reflexion (ohne Behandlung von Phasensprüngen)
        • Wellenlängenbestimmung, z.B. mit dem Kundtschen Rohr
      • Beugung und Interferenz
        • Doppelspalt, Gitter
        • in einfachen Fällen Interferenzbedingungen herleiten können (keine Zeigerdiagramme)
        • Interferenz von weißem und monochromatischem Licht am Gitter
        • Maxima- und Minimabedingungen am Doppelspalt, Maxima am Gitter
      • Reflexion und Brechung
        • Reflexionsgesetz (Einfallswinkel gleich Reflexionswinkel)
        • Brechungsgesetz (sinα/sinβ=c1/c2)