Physik lernen – Überblick
Von Sekundarstufe eins bis in die Oberstufe begleitet Dich das Schulfach Physik. Dabei lernst Du Formeln, Definitionen und Aufgaben kennen. StudySmarter kann Dir helfen, den Inhalt zu verstehen, festigen und zu erweitern, sodass Du keine Probleme mehr haben wirst in Physik Aufgaben zu lösen.
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Physik Themen
Die Physik beschäftigt sich mit den grundlegenden Gesetzen der Natur. Deshalb gehört es auch zu den Naturwissenschaften. Aber was genau heißt das jetzt?
Um das herauszufinden, ist es hilfreich, Dir die Teilgebiete der Physik anzusehen. Einige von ihnen findest Du im Folgenden.
- Astronomie: Erforschung von Himmelskörpern, wie Sterne und Planeten
- Energie in Natur und Technik: Umwandlung von Energie zur Nutzung im Alltag
- Spezielle Relativitätstheorie: baut auf der klassischen Physik auf und erweitert sie durch eine zusätzliche Perspektive
- Quantenmechanik: Forschung der kleinsten Teilchen der Welt, den Quanten
Es gehören außerdem die fünf klassischen Zweige der Physik dazu, mit denen Du sicher schon einmal in Berührung gekommen bist, da sie Dich Deine ganze Schulzeit lang begleiten.
Mechanik
Die Mechanik beschäftigt sich mit der Bewegung von Energien. Dabei kannst Du sie in weitere Teilgebiete untergliedern, wie das folgende Schaubild zeigt.
Bewegung ohne Kräfte wird dabei Ruhe genannt und drückt aus, dass ein Gegenstand an einer Stelle bleibt. Bei der Dynamik, also der Wirkung von Kräften bewegt sich der Gegenstand, entweder durch Einwirkung von Außen oder von allein. Ein Beispiel dafür ist ein Auto, das an einer Stelle steht oder sich fortbewegt.
Zu der Beschreibung von Bewegung gehören Ort, Zeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Wie Du daraus eine Formel erhalten kannst, lernst Du in der Erklärung "Mechanik".
Elektrizitätslehre
Viele alltägliche Phänomene beruhen auf den Prinzipien der Elektrizitätslehre. Warum gibt es zum Beispiel verschiedene Sicherungen in Deiner Wohnung? Oder warum leuchten zwei Lampen in Reihenschaltung unterschiedlich hell?
Elektrische Bauteile (wie z. B. Lampen) liegen dabei immer in einem geschlossenen Stromkreis. Ist der Stromkreis geschlossen, fließen negativ geladene Ladungsträger, sogenannte Elektronen, zum Pluspol der Spannungsquelle. In Deiner Wohnung ist es daher empfehlenswert, verschiedene Lampen parallel in einen Stromkreis einzubringen.
Mehr zum Thema Stromkreis oder Parallelschaltung lernst Du in der Zusammenfassung "Elektrischer Stromkreis".
Ein weiteres, sehr wichtiges Themengebiet der Elektrizitätslehre sind elektrische und magnetische Felder. Jeder Stromfluss erzeugt ein magnetisches Feld und umgekehrt. Dieses Phänomen wird in der Physik als elektromagnetische Induktion bezeichnet, wodurch sich zum Beispiel die Funktionsweise von Induktionsherden erklären lassen.
Optik
Optik kennst Du vermutlich schon vom Optiker, der Deine Sehstärke prüft. Genau darum geht es in diesem Teilgebiet der Physik: sehen. Die Optik umfasst verschiedene Bereiche, die Du in der folgenden Tabelle etwas näher kennenlernst.
| Strahlenoptik | Wellenoptik |
- Licht als Strahl
- Brechungsgesetze, Lichtbrechung und Prismen (Dispersion)
- Schattenarten
| - Licht als Wellen: Überlagerung von Lichtwellen (Superposition)
- Berechnung von Wellenlängen
- Charakterisieren von Farbspektren
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Wärmelehre
Ein weiteres wichtiges Thema in Physik ist die Wärmelehre, die auch oft Thermodynamik genannt wird. Sie untersucht Veränderungen eines Körpers durch Wärmezufuhr oder -abgabe und beschäftigt sich somit mit Prozessen, bei denen Wärme beteiligt ist.
Den Grundpfeiler der Wärmelehre stellen dabei die vier Hauptsätze der Thermodynamik, die in der Tabelle unten kurz erklärt werden.
| Hauptsatz (HS) | Aussage |
| Nullter HS: Gesetz des thermischen Gleichgewichts | Zwei Körper streben eine gemeinsame Gleichgewichtstemperatur an, wenn sie aufeinandertreffen. |
| Erster HS: Energieerhaltungssatz U = Q + W | Änderung der inneren Energie U ist gleich der Summe der Änderung der Wärme Q und der Arbeit W. |
| Zweiter HS: Richtung der Energieumwandlung | Mechanische Arbeit kann in Wärme umgewandelt werden. Wird Wärme aber in mechanische Arbeit umgewandelt, geht Energie verloren. |
| Dritter HS: Nernstsches Wärmetheorem | Der absolute Nullpunkt (0 Kelvin = -273,15 °C) kann angenähert, aber nie erreicht werden. |
Du bist Dir nicht sicher, was das bedeutet? Dann schau direkt in die Erklärung "Hauptsätze der Thermodynamik" um die Grundlagen zu festigen.
Kernphysik
Ein weiteres, schulrelevantes Themengebiet der Physik ist die Kernphysik. Dabei beschäftigst Du Dich mit den kleinsten Teilchen der Wissenschaft, den Atomen. Mit der Kernphysik kannst Du erklären, wie Atomkraftenergie funktioniert und wo der Unterschied zwischen Kernfusion und Kernspaltung liegt.
Bei Kernspaltung geht es darum, ein Atom zu teilen und daraus Energie zu gewinnen, bei Kernfusion werden Atome zusammengeführt. Was das alles mit Protonen und Neutronen zu tun hat, erfährst Du in der Zusammenfassung "Anwendung der Kernphysik".
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Nachdem Du Dir einen ersten Überblick über die Teilgebiete der Physik verschafft hast, kannst Du nun tiefer in die Materie einsteigen. StudySmarter bietet einen intelligenten Lernplan, welcher den Lernfortschritt protokolliert und die Motivation während des Lernens durch Lerntrophäen aufrechterhält.
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