Das selbe wie in Koblenz oder München - Taxifahren, Döner verkaufen, Ingenieur werden, Bundeskanzlerin.

Klingt vielleicht nicht ernst, is es aber. Physik ist ein abstraktes grundlagen-orientiertes Studium, wie Mathematik, Philosophie uä auch. Was Du dann später machst ist ganz Dir überlassen. Bei gutem Arbeitsmarkt kommst Du z.B. im IT-Bereich, im Finanzsektor oder im Ingenieursbereicht unter. Bei schlechter Lage am Markt - Arbeitslosigkeit lässt grüßen.

Zudem macht ein Physik studium nur Spaß, wenn Du wirklich interessiert bist - bitte keinesfalls wegen Arbeitsmarkt in XYZ studieren (oder nicht studieren).

Nein (und Ja).

Prinzipiell funktioniert ein Universum ohne Schwarze Löcher. Damit sich aber stabile Galaxien bilden benötigt es Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien.

Das jedes schwarze Loch ein neues Universum in einem "Multiversum" mit jeweils eigenen Urknall und Lebenszyklus ist, ist eine von vielen Hypothesen. Allerdings sind auch andere Szenarien mit Multiversen denkbar: z.B. die ewige Inflation von Adrei Linde etc. Und ob es ein Universum oder mehrere gibt - Spekulation!

Das Problem liegt wohl hier:

"Den aus bestimmten Partikeln wie Photonen kann sie ja nicht bestehen."

Aber doch: Genau das ist der Welle-Teilchen-Dualismus: Du kannst in einer Lichtwelle einen Photon-Detektor reinhalten. Mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit (die ist durch die Welle bestimmt), kannst Du ein Photon dort zu einer bestimmten Zeit finden.

Ganz allgemein: Die Welle gibt die Wahrscheinlichkeit an, Teilchen zu finden. Die Frage nach bestimmten Photonen stellt sich aber nicht. Was es in der Physik gibt, ist die Wahrscheinlichkeit ein Photon mit bestimmten Eigenschaften zu finden.

In der theoretischen Physik löst man den Dualismus wieder auf: Die Photonen sind die Quanten des elektromagnetischen Feldes. Wellen sind wiederum die Änderungen des elektromagnetischen Feldes. Die Eigenschaften des Feldes bestimme ich in dem ich ein Photon messe. Kreis geschlossen.

Tipp: Aufgabe c hat nix mit Elektronen zu tun und ist ein Einschub zu den anderen Aufgaben. Die Formeln sind natürlich in c die gleichen, nur das He++ viel schwerer ist (Formelsammlung hilft)

PS: Bitte Hausaufgaben bitte selber lösen - nur Übung macht den Meister.

Wie hier schon von geschrieben wurde: In der schule muss man viele dinge lernen (und lehren) ohne dass man auf Grundlagen zurückgreifen kann.

Man muss aber auch sagen, dass der Energieerhaltungssatz schon ein Kaliber für sich ist und alles andere als einfach. Zunächst ist es einfach eine Erfahrungstatsache, dass Energie nicht vernichtet werden kann (und auch nicht aus dem nichts erzeugt wird). Erst mit den mitteln der theoretischen Physik war es im 20. Jahrhundert (!) möglich, den Energieerhaltungssatz auf noch abstraktere Konzepte zurückzuführen (Noether-Theoreme). Aber letztlich muss man auch da wieder Annahmen reinstecken, die man als "wahr" akzeptiert. Das nennt man dann Axiom oder Postulat. Das gleiche gilt für die "Entropie" die man recht schwer begreifbar machen kann.

Hier finde ich es etwas Schade, dass in der Schule (immer noch?) so getan wird als ob die Wissenschaft absolut ist. Ganz im Gegenteil: Jede Annahme muss immer wieder neu hinterfragt werden mit jedem Körnchen wissen das man dazu bekommen hat.

Mit wäre es da deutlich lieber wenn man gute Fragen (wie "Was ist Energieverbrauch", nein nicht nur wegen Greta) diskutieren würde, statt einfach den "Stoff" mit vielen "das ist halt so" durchziehen würde.

Erstmal zu den Generatoren. Im Prinzip liefern beide den gleichen Typ von Strom (also Wechselstrom in Phasen, meist eben drei Phasen) mit einer bestimmten Frequenz und Amplitude. Sind die drei Parameter gleich, spielt es keine Rolle wie der Generator "im Inneren" funktioniert.

Im inneren:Synchrongeneratoren und Asynchrongeneratoren sind aber wieder etwas anderes als Inverter. Inverter sind elektronische Generatoren und können praktisch beliebig programmiert werden. Über kurze Zeit wird hier ein Leistungsschalter (früher Thyristor heute fast immer IGBT) geschaltet und zum Verbraucher hin geglättet. D.h. der Strom ist immer gleich. Beim mechanischen Generator muss der Verbaucher doch gewisse Schwankungen aushalten (bei Insellösungen!)

In dem Sinn: Ja, eine Leuchtstoffröhre funktioniert mit allen Wechselstrom-/Phasen-Strom Generatoren bei denen die Kennzahlen (Phasen, Amplitude, Frequenz) passen.

Beim Vorschalt-Gerät wird's jetzt kompliziert. KVG haben keine Halbleiter-Komponenten, EVG schon. Was aber die Leistungsfähigkeit bzw. Fähigkeiten betrifft muss man immer ins Datenblatt schauen. Es gibt z.B. EVG, die Wechselstrom mit genau definierten Parametern benötigen (z.B. weil die intern mit DIACs und Schwingkreisen arbeiten) oder EVGs, die eigentlich kleine programmierbare Netzteile sind und mit verschiedenen Eingangsbereichen umgehen können (z.B. 50-60 Hz/ 100-250V)

Elektroautos mit Batterien sind vermutlich erst mal eine Übergangslösung für das CO2-Problem. Die Stromversorgung wird ja nach und nach mehr auf regenerative Energien gebracht, an guten Tagen haben wir ja schon 100% Versorgung. Auch die neuesten Verbrenner (wenn man die Probleme mit Feinstaub und Stickoxiden mal außer acht lässt) sind noch immer ziemlich ineffizient, was sie aus dem Energieträger "Treibstoff" rausholen (da wird irgendwas zwischen 30-45% erreicht).

Ob die spätere Lösung irgendwann mal Richtung Wasserstoff, FuelCell, Hybride oder … oder doch zum E-Auto kombiniert mit intelligenten Stromnetz geht wird sich in den nächsten Jahren zeigen.

Am einfachsten "konstruktiv". Widerstand ist R=U/I. Also gibt der Widerstand dir an: Wie viel Spannung brauche ich um einen Bestimmten Strom durch ein Bauelement durchzubringen...

• Zeichne das Koordinatensystem U auf horizontalen, I auf der Vertikalen I(U)
• Zeichne nun eine kurze Gerade von der null (bis auf wenige Ausnahmen: alle Bauelemente starten aus der null) nach oben rechts. Warum? Alle Bauelemente sollten sich ungefähr stetig Verhalten (ja, da gibt's Ausnahmen)
• Nun kannst Du überlegen, was für die drei Fälle gilt: (a) R bleibt konstant. Also U/I. Die gerade muss also genau so weitergehen: Für etwas mehr Strom musst du stets die gleiche Änderung in der Spannung dazutun. (b) Der Widerstand nimmt mit den Strom zunehmen. Du musst also mehr und mehr Spannung anlegen um immer weniger Stromzuwachs zu bekommen (die Kurve biegt sich nach unten weg) (c) Du musst immer weniger Spannung dazutun, um mehr Strom durchzubringen. Die Kurve biegt nach oben weg

Die drei fälle gibt's natürlich auch in der Realität

(a) Ohmscher Widerstand

(b) MOSFET: Irgendwann sättigt der Strom egal wie viel Spannung noch angelegt wird

(c) Diode: Erst kleiner Widerstand, dann ab der Schwellenspannung immer mehr Strom

Die Frage ist leider ziemlich sinnfrei.

Frage wäre welche vier Eigenschaften hat Max Mustermann?

• 180 cm groß, 80 kg schwer, 40 Jahre alt, männlich
• oder doch nett, lustig, geizig, zuverlässig
• oder doch 123 Euro auf dem Konto, Krankenversichert, Berufstätig, Vater?
• oder doch …

Das sind zwei verschiedene Modelle (die dummerweise doch zusammenhängen):

• Kristallgitter-Modell: beschreibt, dass sich ein Kristall (egal ob Leiter, Halbleiter oder Metall) praktisch "unendlich" in jede Richtung fortsetzt. In diesem Modell kann ich viele kollektive Effekte beschreiben: Wenn ich zum Beispiel wissen will, wie flexibel ein Material ist, genügt es sich eine Zelle als Grundeinheit anzuschauen. Das gleiche für Wärmeleitung, Schallausbreitung, ...
• Bändermodell: Beschreibt die Elektronischen Zustände in Kristallen. Hier gibt es eine Überschneidung mit dem Kristallgitter-Modell. Natürlich nutze ich das Kristall-Gittermodell und schaue nur an, wie sich das Material in einer Zelle verhält. Wenn Du solche Darstellungen siehst, dann werden die Bänder allerdings mit einem kleinen mathematischen Kniff dargestellt, statt der realen Koordinaten verwendet man den sogenannten Impulsraum. Da alle Elektronen eines Kristalls ein gemeinsames Zustandssystem aufbauen, gibt es aber keine "scharfen" Energielevels mehr, die Level weiten sich zu Bändern aus. Die sind praktisch wie eine Autobahn für Elektronen mit einer gewissen Breite.

Das Bändermodell kann man für alle Kristalle verwenden. Bei Metallen sind die Zustände so, dass immer eine Leitung von Strom möglich ist, die Bänder sind nicht voll belegt (leere Autobahn). Beim Halbleiter muss erst etwas passieren, da eigentlich das Band belegt ist, das für die Leitung zuständig wäre (Autobahn im Stau) und bei Nichtleitern gibt es keine Möglichkeit mehr den Stau irgendwie aufzulösen.

Professoren werden besoldet.

http://www.w-besoldung.net/forschung/zahlen-zur-w-besoldung/

W1 sind Junior-Professoren (also nach PostDoc) da bekommt man etwas über 4000 Brutto. W3 also Lehrstuhlinhaber oder Direktoren eines Instituts bekommen je nach Bundesland 5000 bis 6000 Euro brutto.

Allerdings: Der weg dahin dauert lange, braucht viel Glück und noch mehr Willen zu durchbeißen.

Halbleiter haben keine mechanischen beweglichen Teile (anders als Relais), brauchen keine Heizwendeln oder Glühkathoden (anders als Gitter-Dioden) und sind kompakter als "klassische" Bauelemente.

Nachteile gibt es auch: Zum Beispiel gibt es in der Musik-Szene viele Liebhaber von Röhren-Bauelementen und z.B. sind Relais unempfindlich gegen Strahlung und Hitze.

Gerade bei Bussen ideal:

• Busse fahren immer die gleichen Strecken. Man kann gut planen wann man zum Laden muss
• Die Geschwindigkeitsprofile sind ideal für E-Antriebe: Anfahren, Bremsen, Anfahren, Bremsen. Über Bremsenergie-Rückgewinnung verbaucht man tatsächlich weniger Energie
• Bei E-Bussen gibt es eine lange Alltagserfahrung, vor allem in China (Shenzen), und die Erfahrung aus den Oberleitungs-Bussen

Nur als Info: Ohne Stimmgerät greift man in den 5. Bund eine Saite und spielt diese und die darunterliegende an. Dann müssen beide die gleiche Tonhöhe haben. Wenn nicht zieht man eine der beiden Saiten nach. Das wiederholt man von der tiefen E-Saite bis zur hohen E-Saite. Nur bei der (b bzw. h)-Saite greift man noch um einen Bund versetzt. So ist die Gitarre zumindest in sich sauber gestimmt.

Bei einigen alten (nicht-)Chromatischen Stimmgeräten muss(te) man auch in manchen Bünden greifen, um besondere Stimmungen zu erhalten (z.B. Drop-Tuning oder E-flat), wenn die dur auf EADGBE anzeigen können.

Wichtig: Die Ausgabe-Anschlüsse ("Ports") des Arduino sind nicht dafür gedacht, damit Lasten (wie Motoren etc.) zu betreiben. Die sollen nur Signale an passende Schaltungen liefern, die dann z.B. einen Motor steuern. Wenn man zu viel Strom aus den Ports zieht kann man sogar den Microcontroller (das ist die Hauptkomponente auf dem Arduino) beschädigen.

Die einfachste Lösung für Anfänger dürfte eines der Arduino Motor Shields sein. Davon gibt es etliche, aber auch ein offizielles von Arduino selbst:
https://store.arduino.cc/arduino-motor-shield-rev3

Deutlich anspruchsvoller (aber auch interessanter und flexibler) ist eine selbst aufgebaute Motor-Ansteuerung aus Leistungs-MOSFETs. Hierfür gibt es zahlreiche Tutorials. Suche einfach nach "H-Brücke" und "Ardunio".

Ich glaube dein Denk"fehler" liegt genau hier:

"Das ist ja alles bei positiven Potenzial. Also alles kein Problem."

Denn Du hast vorher genau richtig die Fälle "positive Richtung" und "Sperrrichtung" beschrieben. Die Diode kennt natürlich nur Potenzialdifferenzen.

• Ob an der Anode "1V" und "0V" an der Kathode liegen oder "0V" an der Anode und "-1V" an der Kathode ist egal es ist genau der gleiche "Betrieb" in positiver Richtung mit 1V Vorwärts
• Ob an der Anode "-12V" und "0V" an der Kathode oder "0V" an der Anode und "+12V" an der Kathode ist auch genau gleich.

Nur als kleine Anmerkung: Das Bild mit der Sperrschicht erklärt die Diode zwar ganz gut, wenn man aber verstehen will warum auch in der Rückwärtsrichtung manchmal Dioden leiten, dann brauch man schon etwas komplizierte Modelle. Denn, wie gut die Diode sperrt ist von Typ zu Typ verschieden: Schottky-Dioden haben hohe Sperrströme, Ge-Dioden auch, Si-Hochleistungsdioden im Vergleich sehr gering.

Das geht bereits ab der Masse von zwei großen Bowlingkugeln oder Kanonenkugeln mit dem Cavendish-Experiment. Allerdings braucht man da schon ein Torsionspendel und gute Laborbedingungen.

Moderne INS Sensorsysteme können auch kleine Anomalien in der Schwerkraft (z.B. Unterwassergebirge) erkennen. Ob das auch schon für ein "Kreuzfahrtschiff" reicht kann ich leider nicht sagen und wird wegen der militärischen Bedeutung von INS auch kaum bekannt sein.

Gut - wer tatsächlich an eine flache Erde glaubt, der kann das ja kaum mit der Raumfahrt in Einklang bringen

• die Raumfahrt basiert ja gerade auf dem Verständnis, dass Schwerkraft Mechanik etc. konsistent durch das - aus Sicht der Flache Erde Anhänger falschen - Weltbild der Physik beschrieben werden kann
• oft wird in der flachen Erde der Mond als nicht existierend beschrieben, der soll dann nur eine Art Projektion auf der "Himmelskuppel" sein. Der Hintergrund: Wenn man sehen kann, dass alles am Himmel kugelförmige Objekte sind, zwischen denen die Gesetze der Physik gelten, warum sollte dann die Erde so besonders sein.
• die flache Erde ist ja die Mutter aller Verschwörungstheorien: Da ist ja die globale (<- sorry, konnte nicht widerstehen) Regierungsverschwörung ("Sie belügen uns alle"), Mondlandeverschörung (Wer Bilder einer runden Erde zeigt, also NASA, ESA, ROSKOSMOS, die Chinesen,... muss lügen - also auch beim Mond) praktisch um sonst noch mit dabei

Gilt immer.

Habe bislang "Manchmal gewinnt der Bessere - Physik des Fussballspiels" und seinen Artikel im Physik-Journal zu Star Trek gelesen.

Ja, Tolan kann Kompliziertes sehr gut einfach beschreiben - vor allem er vereinfacht hier, ohne die Physik dahinter völlig zu misshandeln. Ob der Humor passend oder unterhaltsam ist, dass ist dann eine persönliche Einschätzung.