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Leitfäden und Tipps
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Formeln Physik für das Abitur Baden-Württemberg, Formelsammlungen von Physik

Art: Formelsammlungen

2019/2020

Hochgeladen am 15.07.2020

Laura_Hälker
Laura_Hälker 🇩🇪

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FORME L/ D EF IN IT IO N
EINHE IT / AN ME RK UN G
KOHÄR ENZ
Zwei Wellen heißen kohärent, wenn sie von
Quellen gleicher Frequenz mit konstanter
Phasendifferenz abgestrahlt werden.
MONOC HROMATISCHES LICHT
Licht, das nur aus elektromagnetischen
Wellen einer einzigen Frequenz besteht
einfarbiges Licht
KONSTRUKT IVE INTERFERENZ
Gangunterschied 𝛿 ist ein ganzzahliges
Vielfaches der Wellenlänge
𝜹 = 𝒌 𝝀 𝑚𝑖𝑡 𝑘 = 0, 1, 2,
-Wellenberg trifft stets auf Wellenberg und
Wellental trifft stets auf Wellental
gegenseitige Verstärkung; maximale
Amplitude
DESTR UKTIVE I NTERFERE NZ
Gangunterschied 𝛿 ist ein ungeradzahliges
Vielfaches der halben Wellenlänge
𝜹 = (𝟐𝒌 𝟏)𝝀
𝟐
𝑚𝑖𝑡 𝑘 = 1, 2,
-Wellenberg trifft stets auf Wellental
gegenseitige Auslöschung; Amplitude ist
null
INTER FERENZ A M
DOPPELSPALT
-Die Maxima entstehen für Winkel 𝛼𝑘 mit
𝐬𝐢𝐧 𝜶𝒌=𝒌∗𝝀
𝒈
(mit 𝑘 = 0, 1, 2 )
-Die Minima entstehen für Winkel 𝛼𝑘 mit
𝐬𝐢𝐧 𝜶𝒌=(𝟐𝒌−𝟏)∗𝝀
𝟐
𝒈 (mit 𝑘 = 1, 2 )
-Für die Abstände 𝑑𝑘 der Maxima von der
Schirmmitte gilt:
𝐭𝐚𝐧 𝜶𝒌=𝒅𝒌
𝒂
𝑔: Spaltmittenabstand
𝛼𝑘: Ablenkwinkel/ Austrittswinkel
𝑎: Abstand von Doppelspalt und Schirm
𝑑𝑘: Abstand des k-ten Maximums/ Minimums
von der Schirmmitte
bzw. vom Maximum
0.Ordnung
ABSTA ND ZWEIER MAXIMA
(BZW. MINIMA) BEI KLEINEN
ABLENKWINKEL 𝛼𝑘
sin 𝛼𝑘=tan 𝛼𝑘
𝑘 𝜆
𝑔=𝑑𝑘
𝑎
𝒅 = 𝒂 𝝀
𝒈
-nur für kleine Winkel (𝛼𝑘<) darf die
Kleinwinkelnäherung
sin 𝛼𝑘tan 𝛼𝑘
Verwendet werden
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FORMEL/ DEFINITION EINHEIT/ ANMERKUNG

KOHÄRENZ Zwei Wellen heißen kohärent, wenn sie von Quellen gleicher Frequenz mit konstanter Phasendifferenz abgestrahlt werden. MONOCHROMATISCHES LICHT Licht, das nur aus elektromagnetischen Wellen einer einzigen Frequenz besteht „einfarbiges Licht“ KONSTRUKTIVE INTERFERENZ (^) Gangunterschied 𝛿 ist ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge

  • Wellenberg trifft stets auf Wellenberg und Wellental trifft stets auf Wellental  gegenseitige Verstärkung ; maximale Amplitude DESTRUKTIVE INTERFERENZ (^) Gangunterschied 𝛿 ist ein ungeradzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge
  • Wellenberg trifft stets auf Wellental  gegenseitige Auslöschung ; Amplitude ist null INTERFERENZ AM DOPPELSPALT
  • Die Maxima entstehen für Winkel 𝛼𝑘 mit

𝒌∗𝝀 𝒈 (mit 𝑘 = 0 , 1 , 2 …)

  • Die Minima entstehen für Winkel 𝛼𝑘 mit

(𝟐𝒌−𝟏)∗𝝀 𝟐 𝒈 (mit 𝑘 = 1 , 2 …)

  • Für die Abstände 𝑑𝑘 der Maxima von der Schirmmitte gilt: 𝐭𝐚𝐧 𝜶𝒌 =

𝑔: Spaltmittenabstand 𝛼𝑘: Ablenkwinkel/ Austrittswinkel 𝑎: Abstand von Doppelspalt und Schirm 𝑑𝑘: Abstand des k-ten Maximums/ Minimums von der Schirmmitte bzw. vom Maximum 0.Ordnung ABSTAND ZWEIER MAXIMA (BZW. MINIMA) BEI KLEINEN ABLENKWINKEL 𝛼𝑘

sin 𝛼𝑘 = tan 𝛼𝑘

  • nur für kleine Winkel (𝛼𝑘 < 5°) darf die Kleinwinkelnäherung

sin 𝛼𝑘 ≈ tan 𝛼𝑘

Verwendet werden

FORMEL/ DEFINITION EINHEIT/ ANMERKUNG

MEHRFACHSPALTE MIT 𝑛

SPALTEN

- 𝒏 − 𝟐 Nebenmaxima zwischen zwei

Hauptmaxima

- 𝒏 − 𝟏 Minima zwischen zwei

Hauptmaxima INTERFERENZ AM GITTER (^) Trifft paralleles Licht der Wellenlänge 𝜆 auf ein Gitter mit der Gitterkonstanten 𝑔, gilt für die Winkel 𝛼𝑘 zu den Maxima:

Mit 𝑘 = 0 , 1 , 2 , … Abstände 𝑑𝑘 der Maxima von der Schirmmitte:

𝑔: Abstand der Mitten benachbarter Spalte; Gitterkonstante Es gilt: 𝑘∗𝜆 𝑔 ≤ 1 bzw. 𝑘 ≤ 𝑔 𝜆 INTERFERENZ AM EINZELSPALT Bei der Beugung von Licht der Wellenlänge 𝜆 an einem Einzelspalt der Breite 𝑏 gilt für die Winkel 𝛼𝑘 zu den Minima:

Mit 𝑘 = 1 , 2 , 3 , … und 𝑘 < Abstände 𝑑𝑘 der Minima von der Schirmmitte:

𝑏: Spaltbreite 𝑎: Abstand von Schirm und Einzelspalt ENTFALL VON MAXIMA BEIM DOPPELSPALT/ MEHRFACHSPALT/ GITTER Maxima sind nur dann beobachtbar, wenn die Einzelspalte in diese Richtungen merkliche Intensitäten liefern. Fällt ein Gitter-/ Doppelspaltmaximum k-ter Ordnung auf ein Einzelspaltminimum n-ter Ordnung, so ist das Maximum nicht beobachtbar.

sin 𝛼𝑘 = sin 𝛽𝑛

Für die Maxima am Gitter/ Doppelspalt gilt:

Für die Minima am Einzelspalt der Breite 𝑏 gilt: