Physik am Samstagmorgen 2007 Physik und Vorlesungsreihe zur

Physik am Samstagmorgen 2007 – Physik und. . . Vorlesungsreihe zur modernen Physik für Schülerinnen und Schüler der Oberstufe

Das Veranstaltungsprogramm Samstag · 21. April 2007 · 9: 30 Uhr Was ist Physik? Heinz-Georg Sander Samstag · 28 April 2007 · 9: 30 Uhr Physik und Atmosphäre Stephan Borrmann Samstag · 5. Mai 2007 · 9: 30 Uhr Physik und Sport Lars-Patrick May Samstag · 12. Mai 2007 · 9: 30 Uhr Physik und Medizin Werner Heil Samstag · 19. Mai 2007 · 9: 30 Uhr Physik, Klima und Energie Konrad Kleinknecht

Was ist Physik? physis ( gr. ) : die Natur Physik ist die Naturwissenschaft überhaupt spezieller: Physik ist die Wissenschaft von der Materie Übergänge fließend: - Chemie ( phys. Chemie) - Biologie ( Biophysik) - Geographie ( Geophysik) - Astronomie ( Astrophysik) - Medizin (med. Physik) - Ingenieurwissenschaften…. allgemein: Die Physik ist für die grundlegenden Fragen der Natur zuständig!

Ziel der Physik: Beschreibung der Natur mit Hilfe mathematischer Modelle ( Rätsel, dass das funktioniert) Arbeitsteilung: Experimentalphysik (gezielte Experimente bzw Beobachtungen unter kontrollierten Bedingungen) Theoretische Physik (Formulierung von Gesetzmässigkeiten in der Sprache der Mathematik)

Geschwindigkeit einer Pistolenkugel α 25 Hz t / T = α / 360°

Beispiel: Allgemeine Relativitätstheorie Experiment: alle Körper erfahren die gleiche Beschleunigung durch die Gravitation Äquivalenzprinzip: Beschleunigung und Gravitation sind (lokal) ununterscheidbar (Einstein 1905) Gravitation verändert die Struktur von Raum und Zeit Mathematische Formulierung: R μν - ½Rg μν + Λg μν = 8πG/c T μν (Einstein 1916) Vorhersage: Ablenkung von Licht im Gravitationsfeld

Ablenkung von Sternenlicht im Gravitationsfeld der Sonne Θ Erde Mond Sonne klassische Rechnung: Θ = 0, 87 ″ jedoch ART: Θ = 1, 75 ″ ( Einstein 1916) bestätigt durch Eddington bei Sonnenfinsternis 1919 Stern

Schwarzes Loch von 3 Millionen Sonnenmassen in Zentrum unserer Milchstraße Quelle: ESO Video Clip 02/02

Teilgebiete der Physik klassische Physik: moderne Physik: - Mechanik - Relativitätstheorie - Akustik - Quantenphysik - Wärmelehre - Atomphysik - Elektrizitätslehre - Molekülphysik - Magnetismus - Festkörperphysik - Optik - Kernphysik - Elementarteilchenphysik

Die Newtonschen Gesetze 1. Ein kräftefreier Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit 2. Beschleunigung = Kraft / Masse 3. Kraft = - Gegenkraft

Erhaltungsgrößen beim elastischen Stoß 1. Impuls p = Masse m · Geschwindigkeit v 2. kinetische Energie E = ½ · m · v²

Brachistochrone Johann Bernoulli ( 1696 ): Auf welchem Weg kommt man am schnellsten von A nach B ? A B Zykloide

Kräfte in rotierenden Systemen - Zentrifugalkraft ( z. B. Karussell ) - Corioliskraft ( z. B. auf der Nordhalbkugel dreht der strömende Wind entgegen dem Uhrzeigersinn )

Elektrizitätslehre Magnetismus Elektromagnetismus ( Maxwell ) elektromagnetische Wellen Optik

Ladungstransport - negative Elektronen - positive und negative Ionen Pb ++ - + 2 e Pb

Magnetismus - Diamagnetismus - Paramagnetismus - Ferromagnetismus

Schwebendes Graphitplättchen

Spektralzerlegung des Lichts

Strukturbestimmung durch Beugung von Licht d/λ = L/D L D d λ

Compact Disc ( CD )

Strukturbestimmung von Atomkernen an MAMI (Mainzer Mikrotron)

Was ist Physik? …. . auf jeden Fall eine spannende Sache!