Physik Definition:
Die Physik (gr. “physis = Natur) untersucht als Naturwissenschaft die grundlegenden Phänomene der Natur.
Forschungsgebiet:
Aufgrund der beobachteten Ereignisse versucht sie Gesetzmäßigkeiten zu erkennen.
Dabei steht die Wechselwirkung von Raum und Zeit im Vordergrund.
Daraus werden quantitative Erklärungsmodelle und Formeln abgeleitet.
Diese werden mit Hilfe von Experimenten überprüft.
Physiker erforschen vom Allerkleinsten (Atome) bis zum Allergrößten (Weltall) alles.
Teilgebiete der Physik:
a) Die Lehre der Akustik:
Die Akustik ist die Lehre von der Schallentstehung und -ausbreitung.
Insbesondere auch die Wahrnehmung von Schall durch das Gehör sowie die Wirkung von Schall (Lärm) auf Menschen.
Themengebiete:
– der Schall
– der Ultraschall
– die Resonanz
– die Tonhöhe
– die Lautstärke
– der Schallpegel
– die Schallgeschwindigkeit, etc.
b) Die Atomphysik:
Die Atomphysik untersucht hingegen den Aufbau der Atomhülle.
In weiterer Folge werden die Wechselwirkungen der Atome und Ionen mit anderen Atomen betrachtet.
Themengebiete:
– das Atommodell
– das Periodensystem der Elemente
– der Laser
– die Resonanzabsorption
– die Röntgenstrukturanalyse
– Spektralanalyse, etc.
c) Die Elektrizitätslehre:
Ein weiteres Teilgebiet der Physik ist die Elektrizitätslehre.
Die Elektrizität ist dabei der Oberbegriff für alle Phänomene, die ihre Ursache in einer ruhenden oder bewegten elektrischen Ladung haben.
Themengebiete:
– der elektrische Strom
– die elektrische Spannung
– der elektrische Widerstand
– das Ohmsche Gesetz
– der Magnetismus
– die elektrische Leitfähigkeit
– die elektromagnetisch Induktion
– der Spannungsabfall
– die elektrische Ladung
– der Wirkungsgrad
– elektromagnetische Schwingungen und Wellen
– Halbleiter
– elektrische Schaltungen
– die Solarzelle
– der Transformator
– der Generator,
– der Elektromotor, etc.
d) Die Kernphysik:
Die Kernphysik ist jener Teilbereich der Physik, der sich mit dem Aufbau und dem Verhalten von Atomkernen beschäftigt.
Themengebiete:
– Alphastrahlung
– Betastrahlung
– Gammastrahlung
– Zerfallsgesetz
– Strahlenrisiko
– Kernenergie
– Kernspaltung,
– Kernfusion, etc.
e) Die Mechanik:
Im Teilgebiet der Mechanik stehen die physikalischen Eigenschaften von Körpern (Volumen, Masse, Dichte) im Vordergrund; sowie die Bewegungszustände von Körpern in Abhängigkeit von Kräften.
Themengebiete:
– das Teilchenmodell
– die Masse
– die Dichte
– das Volumen
– die Gewichtskraft
– die Gravitation
– die schiefe Ebene
– der freie Fall
– die Energie
– die Wärme- und Wärmeübertragung
– die Geschwindigkeit
– die Beschleunigung
– Newtonsche Gesetze
– das Impulserhaltungsgesetz
– das Energieerhaltungsgesetz
– die Zentripetalkraft
– die Zentrifugalkraft
– die Relativitätstheorie, etc.
f) Die Optik:
Die Optik, die Lehre vom Licht, beschäftigt sich mit der Ausbreitung von Licht sowie dessen Wechselwirkung mit der Materie.
Teilgebiete:
– die Reflexion
– die Brechung
– die Totalreflexion
– die Farbe
– Licht und Schatten
– die Linsengleichung
– der ebene Spiegel
– der konvexe Spiegel
– der konkave Spiegel, etc.
g) Die Quantenphysik:
Die Quantenphysik beruht auf der Annahme, dass unterschiedliche physikalische Größen wie z.B. Energie ein Vielfaches eines kleinsten Betrages, dem Quant sind.
Daraus folgt, dass die Effekte der Quantenphysik erst auf atomaren Niveau oder noch kleiner sichtbar werden.
Themengebiete:
– die Heisenberg’sche Unschärferelation
– das Planksche Wirkungsquantum
– die Quantentheorie
– der Welle-Teilchen-Dualismus
– Schrödingers Katze, etc.
h) Die Relativitätstheorie:
Die Relativitätstheorie befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der Gravitation.
Sie besteht aus zwei von Albert Einstein geschaffenen physikalischen Theorien, der 1905 veröffentlichten speziellen Relativitätstheorie und der 1916 abgeschlossenen allgemeinen Relativitätstheorie.
Themengebiete:
– Raumkrümmung,
– Gravitationswellen
– Schwarze Löcher
– Beziehung von Raum und Zeit, etc.
i) Die Thermodynamik:
Ein weiteres Teilgebiet der klassischen Physik ist die Thermodynamik, auch Wärmelehre genannt.
Sie beschäftigt sich u.a. mit der Frage, wie man Wärme in mechanische Arbeit umwandeln kann (z.B. Dampfmaschine) und warum bestimmte chemische Reaktionen spontan ablaufen.
Themengebiete:
– der Aggregatzustand
– die Wärmeenergie
– die thermische Energie
– die Wärmeausdehnung
– der Wärmeausdehnungskoeffizient
– die Isotherme Zustandsänderung
– die Isobare Zustandsänderung
– die Temperaturmessung
– die absolute Temperatur, etc.
j) Wellenlehre:
Unter einer Welle versteht man in der Physik eine sich räumliche ausbreitende periodische oder einmalige Veränderung des Gleichgewichtszustands eines Systems.
Von dieser Schwingung (periodisch) oder Störung (einmalig) ist mindestens eine orts- oder zeitabhängige physikalische Größe betroffen.
Themengebiete:
– die Frequenz
– die Wellenlänge
– die Amplitude
– stehende Wellen
– die Lichtbeugung
– die Interferenz
– das elektromagnetische Spektrum
– elektromagnetische Wellen
– Gravitationswellen, etc.
Übungen:
PDF-Übungsblätter:
Physik Definition und Teilgebiete Übungsblatt
Physik Definition und Teilgebiete Merkblatt