Physik

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Experimente im Physik-Studium?

Ich habe eine generelle Frage über die Experimente im Physikstudium. Wenn man sich ,im Internet verfügbare, Vorlesungen der Experimentalphysik 1 anschaut sieht man eines… und zwar besonders viel Mathematik. Nicht das mich das stört oder beängstigt, aber ich persönlich sehe Experimente als etwas sehr wichtiges und schönes an. Meine Frage werden die nur nicht veröffentlicht im Internet oder ist es wirklich so, dass die Experimente im Physik Studium nur in R^3 auf bahnkurven stattfinden ? Also es müsste doch zumindest einen Vorlesung geben wo man mal ein Experiment macht oder habe echt nichts gefunden und wenn ja (es wird wohl welche geben) wie groß ist der Anteil an Experimenten. Verglichen z.B. mit der Schule?

Ist das Universum ein emergentes Phänomen aus einem nicht-funktorialen, kategorial kohärenten ∞‑Topos – und wie können darin nichtlokale … (Frage zu lang)?

Ist das Universum ein emergentes Phänomen aus einem nicht-funktorialen, kategorial kohärenten ∞‑Topos – und wie können darin nichtlokale Quantenkorrelationen mit lokal kausaler Dynamik kohärent koexistieren, ohne dass ein physikalisch privilegierter Zeitparameter vorausgesetzt wird? Stellen wir uns ein Universum vor, das nicht auf klassischen Feldern oder differenzierbaren Mannigfaltigkeiten basiert, sondern auf einer rein abstrakten, höheren Kategorientheorie: ein ∞‑Topos, der nicht bloß Mengen, sondern gleich ganze Homotopietypen von Zuständen und Prozessen umfasst. In diesem Modell sind physikalische Objekte nicht einfach Entitäten, sondern Funktoren höherer Ordnung – Strukturen, die nicht lokal, sondern global-logisch definiert sind. Doch was, wenn dieses ∞‑Topos nicht funktorial im klassischen Sinn ist? Wenn also Kompositionen von Prozessen nicht eindeutig, sondern nur bis zu höherer Homotopie definiert sind? Die Konsistenz wäre nur „quasi“, die Kohärenz nur in einem allgemeinen, schwach strukturierten Sinn garantiert. Und doch müssen sich innerhalb dieses formalen Rahmens sowohl nichtlokale Korrelationen – etwa solche aus der Quantenverschränkung – als auch lokale Kausalstrukturen , wie sie aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bekannt sind, widerspruchsfrei manifestieren. Ohne Zeitparameter. Ohne global definierte Metrik. Ohne klassischen Raum. Nur durch interne Beziehungen, interne Transformationen, interne Logik. Wo aber liegt dann der Ursprung der Dynamik? Wenn alles, was wir als „Bewegung“ oder „Entwicklung“ bezeichnen, nur interne Äquivalenz zwischen abstrakten Objekten in einem hochkategorialen Raum ist? Was bedeutet dann „Veränderung“? Die eigentliche Zumutung dieser Frage liegt nicht im Mathematischen, sondern im Ontologischen: Gibt es „Wirklichkeit“ jenseits aller beobachtbaren Strukturen – als reine Relation, als formale Struktur ohne Substrat? Oder konkreter: Ist Kausalität ein emergenter Effekt aus der Nicht-Funktorialität kategorialer Kohärenz?

Wie Löse ich diese physik aufgabe?

Ich habe ein problem dabei diese Lufgabe zu lösen und wollte daher fragen ob irgendwer sinnvolle Lösungsansätze hat. Ein Baum wächst mit einer Geschwindigkeit 𝑣, die von der Lichteinstrah- lung abhängt, und zwar gilt 𝑣 = 𝑐 · 𝐼 , wobei 𝐼 die Lichteinstrahlung ist und 𝑐 = 1.5 ⋅ 10^-10 m/(s·lx). Die Sonneneinstrahlung beträgt: 𝐼 (𝑡) = 𝐼0 + 𝐼var · sin(𝜔𝑡), mit 𝐼0 = 1.2 ⋅ 10^4 lx, 𝐼var = 1.0 ⋅ 10^4 lx und 𝜔 = 2𝜋 /a. Der Baum wird sonst nicht nennenswert beleuchtet. 1. Skizzieren Sie 𝐼 sowie die Höhe ℎ des Baumes in Abhängigkeit von der Zeit. Sie brauchen keine konkreten Werte auf der ℎ-Achse ein- zeichnen. 2. Entspricht 𝑡 = 0 am ehesten der Wintersonnenwende, der Früh- lingstagundnachtgleiche, der Sommersonnenwende oder der Herbsttagundnachtgleiche? 3. Um welche Höhendifferenz 𝛥ℎ wächst der Baum in einer Zeit 𝑇 = 1.5 a, startend bei 𝑡 = 0?

Wie funktioniert ein Swing-by (Slingshot)?

Ich habe mich jetzt mehrere Stunden mit diesem Thema befasst, aber ich verstehe es leider nicht ganz. Wenn ich ein Raumschiff mit 100km/s in einer Perfekten Hyperbelbahn vorbeifliegen lasse, dann erfährt dieses beim Heranflug eine Beschleunigung von 30km/s (Erdgeschwindigkeit (Relativ zur Sonne)). Anschließend fliegt es in einer Kurve um die Erde (In Flug Richtung der Erde) und tritt wieder aus dem Gravitationsfeld des Planeten aus. Meine Frage: Die Formel für die Berechnung Lautet: v gesamt = v Rakete Anfang + 2 * v Erde = 160km/s. Wo bekommt die Rakete ihre 2. Beschleunigung und warum wird sie beim entkommen aus dem Gravitationsfeld nicht abgebremst bzw. wo ist das in Der Rechnung zu sehen. Falls mir irgendjemand Helfen kann währe ich ihm/ ihr sehr dankbar. Vielen Dank im Voraus.

Impuls und energieehaltung anwendungsaufgaben?

Hallo, Ich habe mich mit folgender Aufgabe beschäftigt und hätte eine frage: Grundsätzlich verstehe ich die Antworten, ein kleiner Teil bleibt mir jedoch aus: wie kann die gummikugel einen größeren Impuls übertragen? Ich habe es mir anders vorgestellt: stößt die Kugel auf den Klotz, so wird eine größere Geschwindigkeit übertragen, weil es ein elastischer und nicht ein unelastischer (wie bei der aluminiumkugel) ist.
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Kann man das Universum als endliches topologisches Quanten‑Kohärenzregister beschreiben – und welche Paradoxien ergeben sich daraus?

Guten Abend, in diversen Forschungsansätzen – von kategorialer Quantenmechanik über non‑kommutative Geometrie bis hin zu TQFTs und Kausalmengen – taucht immer wieder die Vorstellung auf, unser Universum ließe sich als endliches Register kohärenter Quantenzustände (ein „Quanten‑Kohärenzregister“) modellieren. Dabei wäre die Gesamtheit aller topologischen Invarianten, Faserbündel‑Konfigurationen und Knoteninvarianten bereits vorgegeben, und Dynamik ergäbe sich nur durch Interferenz­morphismen innerhalb dieses Registers. Mich irritieren hierbei vor allem folgende Punkte: Kohärenz vs. Kausalität – Wie vereinbart man simultane Superposition mit einer eindeutigen Partialordnung? Endlichkeit vs. Unendlichkeit – Ein endliches Register suggeriert eine maximale Kolmogorov‑Komplexität; wie lässt sich das mit einem unendlich ausgedehnten Raumzeitkontinuum in Einklang bringen? Dissipation ohne Zeitfluss – Wenn Dynamik nur als Automorphismus im Kohärenzregister auftritt, wo bleibt der thermodynamische Pfeil? Superselektion und Äquivalenzklassen – Welche Äquivalenzrelationen zwischen Topoi, Spektraltripletts oder Spin‑Foams definieren physikalisch unterscheidbare Zustände? Ich suche keine schnellen Antworten, sondern eine tiefgehende Diskussion mit verschiedenen, teils widersprüchlichen Perspektiven – ohne finale Lösung.

Physik: Photoeffekt – mehrere Photonen gleichzeitig?

Angenommen, wir haben eine Photozelle mit einem Kathodenmaterial, das eine Ablöseenergie von 1 eV hat. Dann werden ja nur Elektronen gelöst – und somit ein Photostrom erzeugt – unterhalb der Grenzwellenlänge: Wₐᵦₗₒₛₑ = h * c / λ → λ ≤ 1240 nm. Könnten aber nicht theoretisch zwei Photonen, z. B. mit einer Wellenlänge von 1300 nm, gleichzeitig ein Elektron treffen und dieses somit aus der Kathode schlagen, sodass ein Photostrom entsteht? Also: Können generell mehrere Photonen gleichzeitig auf z. B. ein Elektron Energie übertragen? Ein anderes Beispiel wäre zum Beispiel bei der Resonanzabsorption? Vielen Dank für Rückmeldungen.

Physik: Kanonenschuss von Ballon aus?

Hallo an alle Physik-Profis. Ich habe ein Frege zu folgender Aufgabe (Bild angehängt): "Ein Ballon schwebt über einer Ebene vertikal nach oben. Eine Kanone ist an ihm horizontal aufgehangen und schießt eine Kugel ab. Vernachlässigen Sie die Luftreibung und Ausdehnung der Kugel. 1. Welche der oben eingezeichneten Trajektorien ist die einzig plausible? 2. Bei Abschuss der Kugel bewegt sich der Ballon mit einer Geschwindigkeit 𝑣B = 20m/s und die Mündung der Kanone befindet sich auf der Höhe ℎ = 25m. Die Kugel verlässt die Mündung der Kanone mit einer horizontalen Geschwindigkeit 𝑣K = 16m/s. In welcher horizontalen Entfernung 𝑑 von der Mündung der Kanone schlägt die Kugel (zum ersten Mal) auf den Boden auf? Rechnen Sie mit 𝑔 =10m/s2. Setzen Sie Werte ausnahmsweise früh ein. Folgende Überlegungen habe ich mir dazu gemacht: Die beiden Aufgaben sind ja miteinander verbunden, also je nach dem welche Flugbahn ich auswähle, so rechne ich dann auch. Es gibt in meinen Augen zwei Möglichkeiten. Entweder die vertikale Geschwindigkeit des Ballons ist irrelevant, da die Kugel ja nur nach vorne rausgeschossen wird und nicht nach oben. Also rechne ich nur mit der Höhe und der horizontalen Geschwindigkeit in Aufgabe 2 und komme auf 35.8 m. Das wäre ja dann verbunden mit der Flugbahn 2. Die zweite Überlegung ist, dass sich durch die vertikale Aufwärtsbewegung des Ballons man auch die vertikale Geschwindigkeit berechnen muss, somit quasi eine "Wurfparabel" entsteht und die Kugel erstmal durch die Geschwindigkeit nach oben fliegt und dann auf den Boden. Dann würde nach meinen Berechnungen die Kugel nach ca. 80 m den Boden zum ersten Mal berühren. Dazu passend wäre dann eine andere Flugkurve (4 oder 3?). Da ich leider nicht so gut in Physik bin, um noch andere Gegebenheite mit einzuberechnen, hoffe ich sehr auf eure Hilfe bei der Aufgabe! Danke schonmal :)
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