Physikalische Größen – Lexikoneinträge
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Die Aktivität A eines radioaktiven Stoffs gibt die die Zerfallsrate in Zerfällen \(\Delta N\) pro Zeitspanne \(\Delta t\) an: \(A = \dfrac{\Delta N}{\Delta t} \quad\text{bzw.}\quad A = \dot N\) SI-Einheit ist das Becquerel (sprich: „Beckerel“). Es gilt 1 Bq = 1 s –1 . Die Aktivität eines Gramms einer radioaktiven Substanz nennt man spezifische Aktivität .
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Die Energie (griech. energos „wirksam“), Formelzeichen E (auch U oder W ) ist die wohl wichtigste physikalische Grundgröße. Man kann sie als die Fähigkeit eines physikalischen Systems definieren, Arbeit zu verrichten. Beispielsweise hat ein gespanntes Gummiband die Fähigkeit, kinetische Energie auf eine Papierkugel zu übertragen, welche diese Energie ihrerseits in Formänderungsarbeit an einem hinreichend formbaren Objekt umsetzen kann. Die SI-Einheit der Energie ist das Joule (J), es ist \(1\ {\rm J} = 1\ \dfrac {{\rm kg} \cdot {\rm m}^2}{{\rm s}^2}= 1\ {\rm Nm} = 1 {\rm Ws}\) . Die Zufuhr...
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Die Frequenz (von lat. frequentia „Häufigkeit“) f gibt an, wie oft ein Vorgang sich innerhalb einer Zeitspanne t wiederholt: \(f = \dfrac n t\) ( n : Anzahl der Wiederholungen). Bei Schwingungen und Wellen gibt die Frequenz an, wie viele Perioden pro Zeiteinheit durchlaufen werden. f ist der Kehrwert der Dauer T einer Schwingungsperiode: \(f = \dfrac 1 T\) Die Einheit von f ist demnach das 1/s. Hierfür wird in der Regel der Name Hertz (nach Heinrich Hertz ) benutzt, es ist \(1\,\text{Hz} = \dfrac 1 {\text s}\) . Das \(2\pi\) -Fache der Frequenz ist die Kreisfrequenz \(\omega = 2\pi f\) . In...
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Ein Impuls (von lat. impulsus „Stoß“) ist allgemein ein Vorgang, bei dem eine Messgröße nur für einen kurzen Zeitraum von null abweichende Werte hat, wie in der Akustik ein Knall oder in der Elektrotechnik ein Stromstoß . Die physikalische Vektorgröße Impuls hat das Formelzeichen \(\vec p\) und ist als das Produkt aus der Masse m und der Geschwindigkeit \(\vec v\) eines Körpers definiert: \(\vec p = m \cdot \vec v\) Die Richtung des Impulsvektors stimmt also immer mit der der Geschwindigkeit überein. Sein Betrag wird manchmal auch Bewegungsgröße genannt. Die SI-Einheit des Inpulses ist \(...
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Das Internationale Einheitensystem SI (Système international) führt alle gebräuchlichen und (in Deutschland) gesetzlichen physikalischen Einheiten auf sieben Basiseinheiten zurück: Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampere, Kelvin, Mol, Candela. Alle übrigen erlaubten Einheiten sind entweder Produkte bzw. Quotienten aus den Basiseinheiten oder entstehen durch Multiplikation mit Einheitenvorsätzen . Beispiele: Ein Kilonewton (kN) ist eine Einheit der Kraft . Sie setzt sich aus dem Vorsatz „Kilo“ für 10 3 und der abgeleiteten Einheit Newton zusammen. Es ist daher \(1\,\text{kN} = 1000\,\text N = 1000\...
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Eine Materialkonstante oder Stoffkonstante ist eine physikalische Größe, deren Wert vom Material des betrachteten Körpers abhängt. Eine Materialkonstante hat für dasselbe Material unter denselben Bedingungen immer den gleichen Wert, sie kann aber durchaus von der Temperatur , dem pH-Wert oder anderne Umgebungsvariablen abhängen. Im Gegensatz zu Materialkonstanten haben Naturkonstanten immer und überall denselben Wert. Beispiele: Dichte , Wärmeleitfähigkeit , Brechungsindex , spezifischer (elektrischer) Widerstand
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Ein (physikalisches) Naturgesetz ist ein durch mathematische Formeln ausgedrückter quantitativer Zusammenhang zwischen physikalischen Größen , der mindestens für einen bestimmten Teil der materiellen Welt gültig ist. Viele Naturgesetze wurden ursprünglich aus experimentellen Ergebnissen abgeleitet. Sie lassen sich aber heute im Rahmen einer als grundlegend betrachteten Theorie herleiten oder verstehen. Beispiele: Gravitationsgesetz , Coulomb-Gesetz , Ohm’sches Gesetz , Hauptsätze der Wärmelehre
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Physikalische Größen werden danach unterschieden, ob sie Skalare oder Vektoren sind. „Normale“ Größen wie Energie , Masse oder elektrische Ladung , die man zum Teil schon im Naturkundeunterricht in der Grundschule oder Unterstufe kennenlernt, sind Skalare , d. h., sie lassen sich mathematisch durch Angaben von (nur) einer Zahl darstellen. Es gibt aber auch sog. gerichtete Größen , zu denen neben einer zahlenmäßigen Angabe ihrer „Stärke“ auch noch eine Richtungsangabe gehört. Das einfachste Besipiel ist die Geschwindigkeit : Es kommt etwa bei der Fahrt in den Urlaub nicht nur darauf an, wie...