Übungen zur Physik III (Wellen, Akustik, Optik)

Übungen zur Physik III (Wellen, Akustik, Optik)
Dr. Harm Fesefeldt
(RWTH Aachen, WS 2000/2001)

1. Übung.
Lösungen.
Präsenzübung
Wiederholungsaufgaben
Einige einfache Fragen
      Harmonische Schwingung
Harmonische Wellen
Wellenfunktionen
Wellengleichung       Applet: Das einfache nichtlineare Pendel.
Applet: Das lineare und nichtlineare Pendel im Vergleich.
Applet: Ein riesiges Pendel- Labor.
Applet: Erzwungene Schwingung einer Feder.
Applet: Überlagerung zweier harmonischer Wellen.

2. Übung.
Lösungen.
Wiederholungsaufgaben
Fragen zur Wellengleichung
      Leistung einer Welle
Schallwellen
Schallintensität
Wasserwellen
Phasengeschwindigkeit
Gruppengeschwindigkeit       Applet: Gruppen- und Phasengeschwindigkeit.
Applet: Spass- Applet mit Wasserwellen

3. Übung.
Lösungen.
Präsenzübung
      Fourieranalyse
Fouriersynthese
Akustik
Kondensatormikrophon       Applet: Fourieranalyse einer gezupften Saite.
Applet: Fourieranalyse zeitbegrenzter Signale.
Applet: Fouriersynthese.
Applet: Fourieranalyse periodischer Funktionen.
Applet: Fast Fourier Transformation (FFT) von akustischen Signalen.

4. Übung.
Lösungen.
Zusätzliche Aufgaben
Fragen zum Doppler- Effekt
      Lissajousche Figuren
Doppler- Effekt
Elektrische und magnetische Wellen       Applet: Lissajousche Figuren.

5. Übung.
Lösungen.
Weitere Aufgaben
      Poyntingvektor
Dipolstrahlung
Antennen
Teilchenbeschleuniger       Applet: Simulation von Richtantennen.

6. Übung.
Lösungen.
Präsenzübung
      Signalübertragung auf Kabeln
Relativistischer Dopplereffekt       Applet: Dimensionierung von Signalkabeln.

7. Übung.
Lösungen.
Weitere Aufgaben
      Reflexion und Brechung
Glasfaser
Prinzip von Fermat
Prisma       Tutorial: Dass Fermat'sche Prinzip und seine Anwendung in der geometrischen Optik (mit 17 Java Applets und weiteren Aufgaben).
Applet: Das Brechungsgesetz.
Applet: Das Brechungsgesetz.

8. Übung.
Lösungen.
Präsenzübung.
      Linsen
Optische Instrumente       Tutorial: Optische Instrumente ( mit 15 Java Applets und weiteren Aufgaben).
Applet: Ein optisches Labor.
Applet: Zum Begriff der Kaustik.
Tutorial: Matrizenoptik.
Tutorial: Vorlesung über Matrizenoptik mit weiteren Aufgaben.

9. Übung.
Lösungen.
      Dispersion
Phasen- und Gruppengeschwindigkeit
Komplexer Brechungsindex und Absorption
Chromatische Linsenkorrektur
      Applet: Wellen an Grenzflächen.
Applet: Erdbebenwellen.

10. Übung.
Lösungen.
      Polarisation
      Applet: Braggsche Interferenz.

11. Übung.
Lösungen.
      Fresnelsche Formeln
Polarisation
Drehung der Polarisationsebene
      Applet: Interferenz an dünnen Schichten.

12. Übung.
Lösungen.
      Interferenz
Beugung am Spalt
Beugung am Doppelspalt
      Applet: Fresnelsche Beugung.
Applet: Das Huygensche Prinzip.
Applet: Fraunhofersche Beugung an frei editierbaren Strukturen.
Applet: Fraunhofersche Beugung.

13. Übung.
Lösungen.
      Auflösungsvermögen optischer Instrumente


Klausur.
Lösungen.
Nachklausur.

1. Übung. Lösungen. Präsenzübung Wiederholungsaufgaben Einige einfache Fragen	Harmonische Schwingung Harmonische Wellen Wellenfunktionen Wellengleichung	Applet: Das einfache nichtlineare Pendel. Applet: Das lineare und nichtlineare Pendel im Vergleich. Applet: Ein riesiges Pendel- Labor. Applet: Erzwungene Schwingung einer Feder. Applet: Überlagerung zweier harmonischer Wellen.
2. Übung. Lösungen. Wiederholungsaufgaben Fragen zur Wellengleichung	Leistung einer Welle Schallwellen Schallintensität Wasserwellen Phasengeschwindigkeit Gruppengeschwindigkeit	Applet: Gruppen- und Phasengeschwindigkeit. Applet: Spass- Applet mit Wasserwellen
3. Übung. Lösungen. Präsenzübung	Fourieranalyse Fouriersynthese Akustik Kondensatormikrophon	Applet: Fourieranalyse einer gezupften Saite. Applet: Fourieranalyse zeitbegrenzter Signale. Applet: Fouriersynthese. Applet: Fourieranalyse periodischer Funktionen. Applet: Fast Fourier Transformation (FFT) von akustischen Signalen.
4. Übung. Lösungen. Zusätzliche Aufgaben Fragen zum Doppler- Effekt	Lissajousche Figuren Doppler- Effekt Elektrische und magnetische Wellen	Applet: Lissajousche Figuren.
5. Übung. Lösungen. Weitere Aufgaben	Poyntingvektor Dipolstrahlung Antennen Teilchenbeschleuniger	Applet: Simulation von Richtantennen.
6. Übung. Lösungen. Präsenzübung	Signalübertragung auf Kabeln Relativistischer Dopplereffekt	Applet: Dimensionierung von Signalkabeln.
7. Übung. Lösungen. Weitere Aufgaben	Reflexion und Brechung Glasfaser Prinzip von Fermat Prisma	Tutorial: Dass Fermat'sche Prinzip und seine Anwendung in der geometrischen Optik (mit 17 Java Applets und weiteren Aufgaben). Applet: Das Brechungsgesetz. Applet: Das Brechungsgesetz.
8. Übung. Lösungen. Präsenzübung.	Linsen Optische Instrumente	Tutorial: Optische Instrumente ( mit 15 Java Applets und weiteren Aufgaben). Applet: Ein optisches Labor. Applet: Zum Begriff der Kaustik. Tutorial: Matrizenoptik. Tutorial: Vorlesung über Matrizenoptik mit weiteren Aufgaben.
9. Übung. Lösungen.	Dispersion Phasen- und Gruppengeschwindigkeit Komplexer Brechungsindex und Absorption Chromatische Linsenkorrektur	Applet: Wellen an Grenzflächen. Applet: Erdbebenwellen.
10. Übung. Lösungen.	Polarisation	Applet: Braggsche Interferenz.
11. Übung. Lösungen.	Fresnelsche Formeln Polarisation Drehung der Polarisationsebene	Applet: Interferenz an dünnen Schichten.
12. Übung. Lösungen.	Interferenz Beugung am Spalt Beugung am Doppelspalt	Applet: Fresnelsche Beugung. Applet: Das Huygensche Prinzip. Applet: Fraunhofersche Beugung an frei editierbaren Strukturen. Applet: Fraunhofersche Beugung.
13. Übung. Lösungen.	Auflösungsvermögen optischer Instrumente
Klausur. Lösungen. Nachklausur.