Bei welchen Alltagsphänomenen spielt die Physik eine Rolle? Diese Frage wird in der Vorlesungsmitschrift anhand verschiedenster Beispiele erläutert. Es finden sich Aufgabenstellungen und Lösungen sowie Analysen und Diskussionen von Texten und Videos. Des Weiteren enthält die Arbeit ein Literaturverzeichnis.
Inhaltsverzeichnis
1 Mitschrift aus den Einheiten
1.1 Einheit am 07.10.2013
1.2 Einheit am 14.10.2013
1.3 Einheit am 21.10.2013
1.4 Einheit am 28.10.2013
1.5 Einheit am 04.11.2013
1.6 Einheit am 11.11.2013
1.7 Einheit am 18.11.2013
1.8 Einheit am 25.11.2013
1.9 Einheit am 02.12.2013
1.10 Einheit am 09.12.2013
1.11 Einheit am 16.12.2013 - "Weihnachtsstunde"
1.12 Einheit am 13.01.2014
1.13 Einheit am 20.01.2014
1.14 Einheit am 27.01.2014
2 Fermi-Rechnungen
2.1 Wie viel Meter Papier befinden sich ungefähr auf einer Toilettenpapierrolle?
2.2 Wie lang ist der Streifen, wenn man eine Zahnpastatube ausdrückt?
2.3 Wieviele Ameisen gibt es auf der Welt?
3 Bilder mit physikalischem Kontext
3.1 Interferenzerscheinung auf Ölfilm
3.2 Groß-Klein-Raum - Optische Täuschung
3.3 Wärmestrahlung - Wärmebild
Zielsetzung & Themen
Das Portfolio dokumentiert die Auseinandersetzung mit physikalischen Prinzipien in alltäglichen Phänomenen, wobei durch Mitschriften, Fermi-Abschätzungen und Bildanalysen ein tieferes Verständnis für die physikalische Welt vermittelt wird.
- Anwendung physikalischer Gesetze auf alltägliche Fragestellungen.
- Durchführung von Fermi-Rechnungen zur Grobabschätzung komplexer Größen.
- Untersuchung von Optik und Interferenz am Beispiel von Ölfilmen und Täuschungen.
- Analyse von Schallausbreitung und menschlicher Wahrnehmung.
- Physikalische Betrachtung moderner Alltagstechnologien wie Mikrowellen, Handys und Laser.
Auszug aus dem Buch
3.1 Interferenzerscheinung auf Ölfilm
Reflexion (lat. reflectere = zurückbeugen, drehen) bezeichnet das Zurückwerfen von Wellen an einer Grenzfläche, an der sich der Wellenwiderstand oder der Brechungsindex des Mediums ändert.
Bei glatten Oberflächen gilt das Reflexionsgesetz, man spricht also von einer gerichteten Reflexion.
An rauen Oberflächen werden Wellen bzw. Strahlung diffus gestreut und gehorcht näherungsweise dem lambertschen Strahlungsgesetz.
Bei der Reflexion wird nur ein Teil der Energie der einfallenden Welle reflektiert. In diesem Zusammenhang spricht man von partieller Reflexion. Der restliche Anteil der Welle breitet sich im zweiten Medium weiter aus (= Transmission), aber durch den geänderten Wellenwiderstand erfährt die Welle dabei eine Richtungs- und Geschwindigkeitsänderung. Der Brechungswinkel lässt sich mit dem snelliusschen Brechungsgesetz n1 sin (δ1) = n2 sin (δ2) berechnen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Mitschrift aus den Einheiten: Diese Aufzeichnungen dokumentieren diverse Fragestellungen und Berechnungen aus den wöchentlichen Vorlesungseinheiten zu Themen wie menschliche Leistungsfähigkeit, Akustik, Mechanik und Technik.
2 Fermi-Rechnungen: Dieses Kapitel widmet sich der Anwendung von Fermi-Abschätzungen, um Größenordnungen für alltägliche Probleme wie Papierlängen oder die Weltpopulation von Ameisen zu bestimmen.
3 Bilder mit physikalischem Kontext: Hier werden optische und thermische Phänomene analysiert, darunter Interferenz an Ölfilmen, optische Täuschungen wie der Ames-Raum sowie die Grundlagen der Wärmestrahlung.
Schlüsselwörter
Physik, Alltag, Fermi-Rechnung, Interferenz, Reflexion, Optik, Wärmestrahlung, Elektrosmog, Schall, Energie, Mechanik, Wellenlehre, Strahlung, Mikrowelle, Datenkompression
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem Portfolio grundsätzlich?
Das Portfolio dokumentiert die in der Lehrveranstaltung "Physik und Alltag" behandelten Inhalte, wobei der Fokus auf der physikalischen Analyse alltäglicher Phänomene und Techniken liegt.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit deckt ein breites Spektrum ab, von grundlegender Mechanik über Akustik, Optik und Wärmelehre bis hin zu modernen technischen Anwendungen wie Mobilfunk und Speichermedien.
Was ist das Ziel der enthaltenen Berechnungen?
Das primäre Ziel ist es, physikalische Gesetzmäßigkeiten durch Fermi-Rechnungen und Abschätzungen für den Alltag greifbar zu machen und mathematisch zu validieren.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es werden Methoden wie physikalische Schätzungen, Energie- und Leistungsbilanzen sowie die Anwendung grundlegender physikalischer Gesetze zur Erklärung von Alltagsbeobachtungen genutzt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in Mitschriften zu verschiedenen Vorlesungseinheiten, Fermi-Rechnungen und eine vertiefende Bildanalyse physikalischer Kontexte.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Zu den zentralen Begriffen zählen physikalische Abschätzungen (Fermi), Interferenzerscheinungen, energetische Analysen und das Verständnis von Wellenphänomenen in der Umwelt.
Was ist die Besonderheit bei der Untersuchung der "Weihnachtsstunde"?
In dieser Einheit wurden neben den Gefahren der Mikrowellenstrahlung auch verschiedene Videoclips aus populären Medien auf ihre physikalische Korrektheit überprüft.
Wie erklärt die Autorin das Schillern einer CD?
Das Schillern entsteht durch Interferenz von Licht an der mikrostrukturierten Oberfläche der CD, welche als dünne Schicht wirkt.
Warum betrifft die Caisson-Krankheit eher Flaschentaucher?
Da Flaschentaucher unter hohem Druck atmen, reichert sich Stickstoff im Blut an, der beim zu schnellen Auftauchen ausperlt, was bei Apnoe-Tauchern aufgrund der begrenzten Luftmenge kaum geschieht.
Wie lässt sich die Leistung eines Sprinters physikalisch abschätzen?
Durch die Arbeit, die der Sprinter verrichtet, um seinen Körper über eine bestimmte Distanz in einer gegebenen Zeit zu bewegen, lässt sich die physikalische Leistung (P = W/t) berechnen.
- Citar trabajo
- Birgit Bergmann (Autor), 2013, Bei welchen Alltagsphänomenen spielt die Physik eine Rolle?, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/301167
