PhysikAufgaben transparent thin small

Artikel 1: Motivation

  • Aufgabe 1: Die mittlere Distanz Erde-Sonne beträgt 149 600 000 km, welche in der Astrophysik als 1 Astronomische Einheit (AE) definiert wird. Der Radius der Erde beträgt 6 371 km. Gib den Durchmesser der Erde in AE und nAE (Nano Astronomische Einheit) an. Was fällt euch an diesem Ergebnis auf (Stichwort: Größenordnung)?
  • Aufgabe 2: Angenommen eines der beiden Täler, sagen wir das rechte, ist größer und tiefer ausgebrägt. Diskutiere mit deinen Mitschülern darüber was ihr denkt wie sich der Ball nun verhalten wird. Wo erwartest du dass der Ball im Fall (a) der klassischen Physik und im Fall (b) der Quantenphysik anzutreffen ist?

Artikel 2: Skalierung

  • Aufgabe 1: Aus wievielen Transistoren müsste ein Chip nach dem Moor'schen Gesetz im Jahr 2020 bestehen? Gehe davon aus, dass im Jahr 2000 etwa 40 Millionen Transistoren auf einem Chip vorhanden sind. 

  • Aufgabe 2: Berechne die Schwingungsdauer $T$ und die Frequenz $f$ für ein Pendel der Länge $L = 1$ m mit der Masse $m = 1$ kg, sowie für ein Pendel der $L = 1$ cm mit der Masse $m = 1000$ g und vergleiche $T$ und $f$ untereinander. Was kannst du daraus schließen?

  • Aufgabe 3: Berechne das Verhältnis von Oberfläche und Volumen $O/V$ für
    a) eine Kugel mit Radius $a$,
    b) für eine Pyramide mit quadratischer Grundfläche mit Seitenlänge $a$ und Höhe $a$.

    Vergleiche die Ergebnisse untereinander und skizziere diese.

Artikel 3: Nanotechnologie - Plasmonen

  • Aufgabe 1: Diskutiere mit deinen KollegInnen Plasmonic Sensing - Wie stehst du zu diesem Thema? Welche möglichen (politischen, ethischen, ...) Auswirkungen könnten diese Fortschritte auf unsere Gesellschaft haben?

  • Aufgabe 2: Diskutiere mit deinen KollegInnen plasmonische Solarzellen - Wie stehst du zu diesem Thema? Welche möglichen (politischen, ...) Auswirkungen könnten diese Fortschritte auf unsere Gesellschaft haben?

Artikel 4: Nobelpreis 2010 - Graphen

 

Artikel 5: Die Natur als Vorbild

  • Aufgabe 1: Jedes Spatulae Härchen kann in etwa 200 nN/cm$^{2}$ Last tragen und auf einem Fuß kann befinden sich etwa eine halbe Milliarde solcher Härchen. Schätze die Gesamttragkraft der Geckofüße ab.

Artikel 6: Wie werden Nanoteilchen hergestellt?

Artikel 7: Forschung in Graz

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