Kolloquium zu Physik für Veterinäre, Human- und Zahnmediziner

Kolloquium zu Physik für Veterinäre, Human- und Zahnmediziner
Aufgabenblatt Nr. 5 HS 2013 ab Montag, 2. Dezember 2013
Wichtige Begriffe und Gesetze
Schwingungen: Eigenfrequenz, Amplitude, Phase Frequenzanalyse
Gedämpfte Schwingung
Elektromagnetische Wellen, Hertz’scher Dipol
Erzwungene Schwingung, Resonanz
Lichtgeschwindigkeit in Vakuum
Wellen: longitudinale und transversale Wellen Huygens’sches Prinzip
Orts- und Zeitbild einer Welle
Brechungsindex eines Materials
Schallwellen, Intensität, Phon- und dB-Skala Brechungsgesetz, Reflexionsgesetz
Ultraschall
Brennweite von Streu- und Sammellinsen, Brechkraft
Dopplereffekt
Abbildungsgleichung, Vergrösserungsmassstab
Aufgabe 1 (MC-Frage Typ K’)
In Fig. 1 sind zwei Ortsbilder einer
harmonischen Welle aufgezeichnet, in Fig. 2
ein Zeitbild der gleichen Welle. Überprüfen
Sie untenstehende Aussagen:
(+) (-)
(A) Die Ortsbilder in Fig. 1 können
eine Schallwelle in Luft darstellen.
(B) Das Zeitbild ist für den Ort x 1 gezeichnet.
(C) Die Frequenz der Welle beträgt 6000 Hz.
(D) Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen in Luft hängt von der Lufttemperatur ab.
Aufgabe 2 (MC-Frage Typ K’)
Glänzende Metalloberflächen wirken als Spiegel. Mithilfe des Reflexionsgesetzes kann das Spiegelbild
eines Punktes konstruiert werden. Machen Sie selber Skizzen und konstruieren Sie das Bild, um die
folgenden Aussagen zu überprüfen:
(+) (-)
(A) Wenn sich ein Gegenstand an der äusseren Oberfläche einer Metallkugel spiegelt, entsteht
immer ein aufrechtes, verkleinertes Bild.
(B) Hohlspiegel: Ein aufrechtes Bild ist immer vergrössert.
(C) Hohlspiegel: Ein Gegenstand steht weit vom Spiegel entfernt. (Distanz > Krümmungsradius
des Spiegels). Dann steht das Bild aufrecht und ist verkleinert.
(D) Wenn ein Hohlspiegel als „Zahnarztspiegel“ verwendet wird, ist das Bild virtuell.
Aufgabe 3 (MC-Frage, Typ A)
Während des Fluges können Astronauten ihre Masse mithilfe eines Stuhls, der an einer Feder schwingt,
bestimmen.
Angaben: Masse des Stuhls: 10 kg, Federkonstante: 810 N/m, Schwingungsperiode (Astronaut + Stuhl)
2 s. Verwenden Sie π = 3 für die Rechnung. Bestimmen Sie die Masse des Astronauten.
(A) 65 kg
(B) 70 kg
(C) 85 kg
(D) 80 kg
(E) 120 kg

Aufgabe 4 (MC-Frage, Typ K’)
Überprüfen Sie die folgende Aussage zu nebenstehender Figur:
(Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalls in den zwei Medien ist verschieden.)
(+) (-)
(A) Die Frequenz des Ultraschalls ist in Medium 1 und 2 gleich.
(B) Die Wellenlänge des Ultraschalls ist in beiden Medien gleich.
(C) Wenn die Dicke der Probe (Medium 2) vergrößert wird,
so nimmt die reflektierte Intensität zu.
(D) Die Frequenz der reflektierten Strahlung hängt von
der Dichte der Probe ab.
Aufgabe 5 (MC-Frage Typ K’)
(+) (-)
(A) Das menschliche Ohr ist bei 4 kHz weniger
empfindlich als bei 400 Hz.
(B) In Luft breitet sich Schall langsamer aus als in Wasser.
(C) Für einen 1000-Hz-Ton muss die Intensität um den
Faktor 100 vergrössert werden, wenn sich die
dB-Zahl um 10 erhöhen soll.
(D) Wenn ein 1-kHz-Ton und ein 3-kHz-Ton gleich laut
gehört werden, so ist die Schalldruckamplitude des
höheren Tones kleiner.
Aufgabe 6 (MC-Frage Typ K’)
Welche der 4 Bildkonstruktionen
sind richtig resp. falsch?
(+) (-)
(A)
(B)
(C)
(D)
Aufgabe 7 (MC-Frage Typ K’)
In der Skizze sind verschiedene Strahlengänge für das Licht eingezeichnet. Welche sind möglich (+)
resp. nicht möglich (-)?
(+) (-)
(A)
(B)
(C)
(D)