Physik

[Prometheus94]

Warum ist Physik interessant?

Naturwissenschaften haben immer mit Mathematik zu tun. (Nächstes Thema wird Chemie sein, ich gehe alles durch.)

Wofür ist Albert Einstein berühmt geworden?

Ausschließlich Für die Gleichung:

E=mc^2

Was bedeutet sie?

E steht für Energie
m steht für Masse
c steht für Geschwindigkeit

Auf der Sonne sind Wasserstoffatome vorhanden, in der Chemie als 1H bekannt.
Durch Kernfusion entsteht Helium, also 2H, in dem zwei 2 Wasserstoffatome verschmelzen. Helium ist nach dem griechischen Gott Helios benannt.

E=mc^2 beschreibt dabei die exotherme Energie die freigesetzt wird. Diese Energie erreicht uns als Licht, die Wärme können wir förmlich spüren. Die Lichtgeschwindigkeit beträgt 299XXXXXX m/s.

Was ist Meter?
Meter wird definiert als der Weg, den das Licht in 1/299XXXXXX SEKUNDEN zurücklegt, genau 100 cm, was 1 Meter ist.


Anderes Thema:
Man kann sogar SEHR einfach den Radius der Erde nur mittels Mathematik (ohne genaue Messung) berechnen, was Euklid damals tat.
Wie soll DAS denn gehen?

Mittels Trigonometrie!

Die Grenze der Sichtweite des Menschen beträgt Richting offenes Meer ca. 4400 Meter, wenn man sich flach legt, dann beginnt die Krümmung ( man kann halt nicht um die Ecke schauen).
Sieht man nun ein Schiff exakt an dieser Grenze, sieht man nur 1/4 des Rumpfes, die restlichen 3/4 sieht man nicht. Diese 3/4 sind gleich 1,5m.

Nun vorher ein Bild:

https://goo.gl/images/J8yueV

Die Ankathete ist gesucht, hier R ( R=Radius), dass ist der Erdradius.
Die Gegenkathete beträgt hier 4400m
Die Hypotenuse ist 1,5 m + R (R=Radius).

Warum ist dass so?

Satz des Pythagoras:
a^2+b^2=c^2

a= 4400 m
b= R
c= R+1,5 m

Nun verwendet man die binomische Formel, löst man dann nach R auf erhielt man damals...6380 km! Heute weiss man dass es 6500 km sind!

Eine Meisterleistung!

Rätsel:
Was passiert wenn man eine Feder, die 1g wiegt, und eine Eisenkugel, die 1kg wiegt, im Vakuum fallen lässt?

Lösung:
Beide fallen LANGSAM und gleichzeitig zu Boden.
Warum? Heute sagt man, weil es keinen Luftwiderstand gibt!

Ich finde das so fasznierend!!!

P.S.:
Wenn man sich fragt, warum ich hier solche Sachen poste...ich hoffe das Potential des einen oder anderen Lesers zu wecken!

 

[Prometheus94]

Kleine Korrektur:

a=4400 m
b=R
c=(R-1,5m)^2 (deshalb die binomische Formel) + 4400m^2

Und es war Erathosthenes, nicht Euklid.

Allein diese Rechnung zeigt, dass man in der Antike bereits wusste die Erde ist eine Kugel.

 

[UFO-Pilot]

Leider haben sich in deinem Start Port mehrere kleine Fehler eingeschlichen

Warum ist Physik interessant?
Wofür ist Albert Einstein berühmt geworden?

Ausschließlich Für die Gleichung:

E=mc^2

Nicht ganz richtig. Zwar ist das definitiv die bekannteste Formel und zieht sich wohl durch die meisten seiner Forschungen aber Einstein ist sogar Namensgeber für viele andere Entdeckungen und Forschungen wie das Einstein-Bose-Kondensat oder der Einstein-de-Haas-Effekt. Außerdem stammt die Grundlage des modernen Lasers von ihm und auch die einheitliche Feldtheorie.

E steht für Energie
m steht für Masse
c steht für Geschwindigkeit

Auf der Sonne sind Wasserstoffatome vorhanden, in der Chemie als 1H bekannt.
Durch Kernfusion entsteht Helium, also 2H, in dem zwei 2 Wasserstoffatome verschmelzen. Helium ist nach dem griechischen Gott Helios benannt.

Nope. Wasserstoff ist nur H. 1H heißt nur, dass man ein einzelnes Wasserstoff Atom hat. Helium ist nicht 2H sondern He. Auf der Sonne hat man dazu keinen reinen Wasserstoff sondern größtenteils Deuterium und Tritium, also Wasserstoff mit einem und zwei Neutronen im Kern, H2 und H3.

E=mc^2 beschreibt dabei die exotherme Energie die freigesetzt wird.

Nein. E = mc^2 beschreibt die pure Energie die Materie beinhaltet. Sie Würde beschreiben wie viel Energie freigesetzt wird, wenn man den Wasserstoff in reine Energie auflösen würde, sodass die Materie des Atoms vollkommen verschwindet. Der kleine aber feine Unterschied liegt hier in einem Delta. E = Δmc^2. Das Endsprodukt einer Fusion ist nämlich leichter als die Summe beider Ausgangsstoffe.

Anderes Thema:
Man kann sogar SEHR einfach den Radius der Erde nur mittels Mathematik (ohne genaue Messung) berechnen, was Euklid damals tat.
Wie soll DAS denn gehen?

Mittels Trigonometrie!

Die Grenze der Sichtweite des Menschen beträgt Richting offenes Meer ca. 4400 Meter, wenn man sich flach legt, dann beginnt die Krümmung ( man kann halt nicht um die Ecke schauen).
Sieht man nun ein Schiff exakt an dieser Grenze, sieht man nur 1/4 des Rumpfes, die restlichen 3/4 sieht man nicht. Diese 3/4 sind gleich 1,5m.

Nun vorher ein Bild:

https://goo.gl/images/J8yueV

Die Ankathete ist gesucht, hier R ( R=Radius), dass ist der Erdradius.
Die Gegenkathete beträgt hier 4400m
Die Hypotenuse ist 1,5 m + R (R=Radius).

Warum ist dass so?

Satz des Pythagoras:
a^2+b^2=c^2

a= 4400 m
b= R
c= R+1,5 m

Nun verwendet man die binomische Formel, löst man dann nach R auf erhielt man damals...6380 km! Heute weiss man dass es 6500 km sind!

Eine Meisterleistung!

Das stimmt
Es gibt noch andere Wege mit denen man sich ca. den Erdradius ausrechnen kann wie z.B. über die Länge von Schatten von zwei Stangen an einem Meridian zur selben Zeit. Aber darauf geh ich jetzt nicht weiter ein. Wie du bereits angedeutet hast sind das aber eben nur Annäherungen an eine perfekt Kugel und die Erde sieht in Wahrheit eher aus wie eine Kartoffel.^^

Rätsel:
Was passiert wenn man eine Feder, die 1g wiegt, und eine Eisenkugel, die 1kg wiegt, im Vakuum fallen lässt?

Lösung:
Beide fallen LANGSAM und gleichzeitig zu Boden.
Warum? Heute sagt man, weil es keinen Luftwiderstand gibt!

Naja nicht wirklich langsam. Beide fallen in etwa so schnell wie die Eisenkugel in der Luft fallen würde.

Was in der Physik aber wirklich interessant ist ist meiner Meinung nach die Verschränkung von Teilchen. Vor allem weil man noch nicht wirklich weiß, wie da funktioniert.

 

[Prometheus94]

Nope. Wasserstoff ist nur H. 1H heißt nur, dass man ein einzelnes Wasserstoff Atom hat. Helium ist nicht 2H sondern He. Auf der Sonne hat man dazu keinen reinen Wasserstoff sondern größtenteils Deuterium und Tritium, also Wasserstoff mit einem und zwei Neutronen im Kern, H2 und H3.

Nein, 1H ist schon richtig, die 1 soll die Ordnungszahl sein. H20 ist das was du meinst, 2 Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. 2He wollte ich schreiben, also für die Ordnungszahl, was meint, der Atomkern hat 2 Protonen und 2 Neuronen. H1 meint 1 Wasserstoffatom, das meinte ich aber nicht, sondern dass Wasserstoff nur ein Proton und ein Neutron hat, durch Verschmelzung der Atomkerne zweier Wasserstoffatome entsteht Helium bzw. 2He. Die Ordnungszahl schreibt man zwar über dem Buchstaben, aber wie schreibt man das hier?

War also schon richtig was ich schrieb.

Nein. E = mc^2 beschreibt die pure Energie die Materie beinhaltet

Ähm, mein Satz war etwas unpräzise, aber die "Lichtenergie" ist das, was die Erde erreicht und mit E=mc^2 beschrieben wird. Es handelt sich aber um eine exotherme Energie, die durch die Kernfusion freigesetzt wird. Das soll nicht bedeuten, dass es sich ausschließlich auf die Lichtenergie bezieht...es beschreibt sie aber bzw. man kann sie damit beschreiben.

Einstein-Bose-Kondensat oder der Einstein-de-Haas-Effekt.

Also, das wird keinem Ottonormalbürger etwas sagen. Aber jeder Schüler sah einmal E=mc2, entweder auf einem Schulbuch oder in einem Video oder im Hintergrund eines Videos. Das ist die berühmteste Formel innerhalb seiner Relativitätstheorie.

Beide fallen in etwa so schnell wie die Eisenkugel in der Luft fallen würde.

Hast Recht. Ich sah das...halt in Zeitlupe und habe es falsch realisiert.

 

[UFO-Pilot]

Achso. Ja wenn man nicht hoch oder tiefgestellt schreiben kann dann kann das wirklich etwas verwirren. Trotzdem beschreibt die Ordnungszahl nur die Protonenanzahl und nicht die Neutronenanzahl
Die Anzahl der Neutronen wird dann davor und tiefgestellt geschrieben. Uran z.B. hat Ordnungszahl 92, das meist verwendete Isotop ist a er 235 Uran (in den Fall wäre 235 davor und tief gestellt und 92 davor und hoch). Aber das passt dann wohl eher ins Chemie Topic.

Und ja das E = mc^2 beschreibt die Gesamtheit von dem was die Erde erreicht, aber ist eben nur ein Bruchstück der Energie die bei der Fusion freigesetzt wird. Deswegen hat es direkt bei der Fusion das Delta, wenn es bei uns ankommt aber nicht mehr^^

 

[Prometheus94]

Danke für die Korrektur!

 

[Prometheus94]

Jetzt weiß ich, warum ich es falsch formuliert habe.

Die Ordnungszahl gibt die Protonenanzahl wieder, ja, aber gleichzeitig kann man daraus den Schluss ziehen, wie viele Neutronen mindestens im Atomkern sind, also bei Kohlenstoff 6 Protonen und 6 Neutronen im Atomkern. Die Massenzahl, die wie du bereits sagtest, steht links unten vor dem Symbol und gibt die korrekte Anzahl der Neutronen wieder (wenn man zu Ende denkt). Denn für jeden Proton gibt es ein Neutron im Atomkern, für jeden Neutron aber nicht ein Proton.

Beispiel:
6/12 C (6 steht oben links und 12 unten links). 6 Protonen und 6 Neutronen, also insgesamt 12.

Jetzt gibt es, wie du schon sagtest, auch Isotope, Beispiel

6/13 C, hier hat der Kohlenstoff ein Neutron mehr als 6/12 C (Man zieht einfach die Ordnungszahl von der Massenzahl ab, dann weiß man wie viele Neutronen es hat, nämlich 7).

Der Grund warum im Periodensystem bei C 12,0107 als Massenzahl steht ist folgender:

6/12 C hat eine Atommasse von genau 12 u. (u=Atommasse)

Natürlich vorkommender Kohlenstoff besteht allerdings aus 98,93 % 6/12 C und 1,07% 6/13 C. Um die durchschnittliche Atommasse zu berechnen wird folgende Formel verwendet:

(Masse des Atoms) x ( Häufigkeit des Atoms) + (Masse des Isotops) x (Häufigkeit des Isotops)

6/13 hat eine Masse von 13,00335u. Jetzt nur noch einsetzen:

(0,9893) x (12u)+(0,0107)x(13,00335u)= 12,0107 u.

Ich hatte es falsch formuliert, danke dass du mich darauf hingewiesen hast.

Übrigens:
Ich habe wieder ein Dejavu.