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Quantenphysik

Photoeffekt (Einstein-Gleichung)

E_{kin} = h f - W_A

Photon

E = h f = \frac{hc}{\lambda}

de-Broglie-Wellenlänge

\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}

Heisenbergsche Unschärferelation

\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{h}{4\pi}

Konzepte

•Welle-Teilchen-Dualismus: Doppelspaltexperiment (Interferenz einzelner Photonen/Elektronen)

•Bohr-Modell, Energieniveaus: Eₙ = −13,6 eV / n²

•Emissionsspektren und Absorptionsspektren

Elektrisches Feld

E = \frac{F}{q} \quad\quad F = k \cdot \frac{q_1 q_2}{r^2} \quad\quad E_{Platte} = \frac{U}{d}

Kondensator

C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d} \quad\quad W = \frac{1}{2} C U^2

Lorentzkraft

F = q v B \sin\alpha \quad\quad F_{Leiter} = B I l \sin\alpha

Induktion (Faraday)

U_{ind} = -\frac{d\Phi}{dt} = -n \cdot A \cdot \frac{dB}{dt}

Spule & Selbstinduktion

U_L = L \cdot \frac{dI}{dt} \quad\quad W = \frac{1}{2} L I^2

Merksätze

•Lenz'sche Regel: Induktionsstrom wirkt seiner Ursache entgegen

•Drei-Finger-Regel (rechte Hand, technische Stromrichtung) für Lorentzkraft

Kinematik & Dynamik

x = v_0 t \quad\quad x = \frac{1}{2} a t^2 \quad\quad F = m a

Energie

E_{kin} = \frac{1}{2} m v^2 \quad\quad E_{pot} = m g h

Harmonische Schwingung

x(t) = \hat{x} \cos(\omega t + \varphi_0) \quad\quad \omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi f

Pendel

T_{Feder} = 2\pi \sqrt{\frac{m}{D}} \quad\quad T_{Faden} = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}

Schwingungsenergie & Resonanz

•Gesamtenergie: W_ges = ½·D·x̂² (konstant, Energieerhaltung)

•Resonanz: Anregungsfrequenz ≈ Eigenfrequenz f₀ → maximale Amplitude

Wichtige Naturkonstanten

Konstante	Wert	Bedeutung
c	3·10⁸ m/s	Lichtgeschwindigkeit
h	6,626·10⁻³⁴ J·s	Plancksches Wirkungsquantum
e	1,602·10⁻¹⁹ C	Elementarladung
mₑ	9,109·10⁻³¹ kg	Elektronenmasse
g	9,81 m/s²	Erdfallbeschleunigung
ε₀	8,854·10⁻¹² F/m	elektrische Feldkonstante