Schwingungen und Wellen: Online-Quiz für die Klasse 13

Question 1

Erläutere den Doppler-Effekt und gib ein Beispiel aus dem Alltag, wie beim Vorbeifahren eines Krankenwagens.

Accepted Answer

Der Doppler-Effekt beschreibt die Veränderung der wahrgenommenen Tonhöhe einer Schallwelle, wenn sich die Quelle oder der Beobachter bewegt.

Answer

Der Doppler-Effekt tritt nur auf, wenn sich die Schallquelle bewegt.

Answer

Der Doppler-Effekt bewirkt, dass sich die Wellenlänge einer Schallwelle ändert.

Answer

Der Doppler-Effekt spielt keine Rolle in der Akustik.

Question 2

Beschreibe die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, der Frequenz und der Wellenlänge einer Welle.

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit ist proportional zur Frequenz und umgekehrt proportional zur Wellenlänge.

Answer

Die Geschwindigkeit ist umgekehrt proportional zur Frequenz und proportional zur Wellenlänge.

Answer

Die Frequenz ist proportional zur Wellenlänge und umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit.

Answer

Die Frequenz ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge und proportional zur Geschwindigkeit.

Question 3

Wie tragen Schwingungen und Wellen zur drahtlosen Übertragung von Informationen in der Telekommunikation bei?

Accepted Answer

Schwingungen und Wellen ermöglichen die drahtlose Übertragung von Informationen über elektromagnetische Felder.

Answer

Schwingungen und Wellen werden nur für die kabelgebundene Übertragung von Informationen verwendet.

Answer

Schwingungen und Wellen werden nur für die Sprachübertragung verwendet.

Answer

Schwingungen und Wellen spielen keine Rolle in der Telekommunikation.

Question 4

Was versteht man unter Resonanz und wie zeigt sie sich bei erzwungenen Schwingungen?

Accepted Answer

Resonanz ist die Verstärkung der Schwingungen, wenn die Anregungsfrequenz der Eigenfrequenz entspricht.

Answer

Resonanz ist die Abschwächung der Schwingungen, wenn die Anregungsfrequenz kleiner als die Eigenfrequenz ist.

Answer

Resonanz tritt nur bei freien Schwingungen auf.

Answer

Resonanz tritt nur in linearen Systemen auf.

Question 5

Wie funktionieren Laserinterferometer und wo werden sie eingesetzt? Erläutere ihre besondere Bedeutung in Bereichen wie Präzisionsmesstechnik und Astrophysik.

Accepted Answer

Laserinterferometer messen kleinste Längenänderungen durch Interferenz zweier Laserstrahlen.

Accepted Answer

In der Astrophysik bestimmen Laserinterferometer Entfernungen zu Sternen und Galaxien.

Answer

Laserinterferometer arbeiten im sichtbaren Lichtbereich und werden nicht in der Medizin eingesetzt.

Answer

Laserinterferometer sind einfach zu bedienen und erfordern keine besonderen Kenntnisse.

Question 6

Beschreibe die Merkmale nichtlinearer Schwingungen und erläutere ihre Bedeutung für komplexe Systeme wie das menschliche Herz-Kreislauf-System oder Wettervorhersagen.

Accepted Answer

Unregelmäßige Änderungen von Amplitude und Frequenz

Accepted Answer

Auftreten in chaotischen Systemen, was zu unvorhersehbarem Verhalten führt

Answer

Keine Rolle in komplexen Systemen

Answer

Zunehmende Amplitude im Laufe der Zeit

Question 7

Welche Arten von gedämpften Schwingungen gibt es? Erkläre, wie sie die Schwingungsamplitude und -frequenz beeinflussen.

Accepted Answer

Unterdämpfte Schwingungen: Die Amplitude nimmt mit der Zeit ab, während die Frequenz nahezu konstant bleibt.

Accepted Answer

Überdämpfte Schwingungen: Die Amplitude nimmt mit der Zeit ab, während die Frequenz ebenfalls abnimmt.

Accepted Answer

Kritisch gedämpfte Schwingungen: Die Amplitude nimmt am schnellsten ab, ohne zu schwingen, während die Frequenz konstant bleibt.

Answer

Resonanzschwingungen: Die Amplitude nimmt mit der Zeit zu, während die Frequenz konstant bleibt.

Question 8

Wie funktioniert ein Laser und in welchen Bereichen findet er Anwendung?

Accepted Answer

Durch stimulierte Emission erzeugt ein Laser gebündeltes, monochromatisches Licht mit hoher Intensität und Kohärenz.

Answer

Durch spontane Emission erzeugt ein Laser diffuses, polychromatisches Licht mit geringer Intensität.

Answer

Durch Reflexion erzeugt ein Laser monochromatisches, inkohärentes und gerichtetes Licht.

Answer

Durch Absorption erzeugt ein Laser polychromatisches, kohärentes und diffuses Licht.

Question 9

Was ist Resonanz bei erzwungenen Schwingungen?

Accepted Answer

Die Verstärkung von Schwingungen, wenn die Frequenz der erzwungenen Schwingung der Eigenfrequenz des Systems entspricht.

Answer

Das Auftreten von Schwingungen, wenn die Frequenz der erzwungenen Schwingung höher als die Eigenfrequenz des Systems ist.

Answer

Die Erhöhung der Amplitude der Schwingungen durch Resonanz.

Answer

Das Auftreten von Resonanz nur bei gedämpften Schwingungen.

Question 10

Welche physikalische Größe bleibt bei einer harmonischen Schwingung unverändert?

Accepted Answer

Frequenz

Answer

Amplitude

Answer

Phase

Answer

Energie

Question 11

Die Schwingungsdauer einer harmonischen Schwingung beträgt 1 Sekunde. Welche Frequenz ergibt sich daraus?

Accepted Answer

1 Hz

Answer

0,5 Hz

Answer

2 Hz

Answer

4 Hz

Question 12

Welche Wellenart entsteht, wenn sich eine Störung in einer Flüssigkeit ausbreitet?

Accepted Answer

Longitudinale Welle

Answer

Transversalwelle

Answer

Oberflächenwelle

Answer

Stehende Welle

Question 13

Unter welchen Bedingungen tritt an einer Grenzfläche Reflexion auf?

Accepted Answer

Die Wellen haben unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten.

Answer

Die Wellen haben unterschiedliche Frequenzen.

Answer

Die Wellen haben unterschiedliche Amplituden.

Answer

Die Wellen haben die gleiche Polarisation.

Question 14

Welche Arten von Schwingungen gibt es und welche Eigenschaften zeichnen sie aus?

Accepted Answer

Freie Schwingungen: Schwingen ohne äußere Kraft mit ihrer Eigenfrequenz.

Accepted Answer

Erzwungene Schwingungen: Werden durch äußere Kraft angeregt und schwingen mit deren Frequenz.

Accepted Answer

Gedämpfte Schwingungen: Werden durch Reibung abgebremst und schwingen mit abnehmender Amplitude.

Answer

Alle Schwingungen haben die gleiche Amplitude.

Question 15

Was ist das Prinzip von Ultraschall und wie wird er in Bereichen wie Medizin und Industrie eingesetzt?

Accepted Answer

Ultraschall ist Schall mit Frequenzen über dem hörbaren Bereich.

Accepted Answer

Ultraschall kann zur Reinigung und zerstörungsfreien Prüfung verwendet werden.

Answer

Ultraschall wird nur in der Medizin zur Bildgebung genutzt.

Answer

Ultraschall hat keine Anwendungen außerhalb der Medizin.

Question 16

Was versteht man unter Polarisation bei elektromagnetischen Wellen? Beschreibe eine Methode zur Erzeugung linear polarisierten Lichts.

Accepted Answer

Polarisation beschreibt die Ausrichtung der elektrischen Feldvektoren elektromagnetischer Wellen.

Accepted Answer

Lineares polarisiertes Licht entsteht, wenn unpolarisiertes Licht durch einen Polarisator geleitet wird.

Answer

Zirkular polarisiertes Licht kann nicht durch Reflexion an einer Metalloberfläche erzeugt werden.

Question 17

Welche Arten von Schwingungen und Bewegungen gibt es? Erläutere ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede.

Accepted Answer

Harmonische Schwingungen, gedämpfte Schwingungen, erzwungene Schwingungen, periodische Bewegungen, aperiodische Bewegungen

Answer

Nur harmonische Schwingungen und periodische Bewegungen

Answer

Nur erzwungene Schwingungen und aperiodische Bewegungen

Question 18

Beschreibe das Prinzip der Überlagerung von Wellen und erläutere, wie es physikalische Phänomene wie Schwebung erklärt.

Accepted Answer

Überlagerung bedeutet, dass sich die Amplituden zweier oder mehrerer Wellen an jedem Punkt im Raum addieren und eine resultierende Welle bilden.

Accepted Answer

Schwebung ist ein Phänomen, das durch die Überlagerung von zwei Wellen mit leicht unterschiedlichen Frequenzen entsteht und zu einer wahrnehmbaren Änderung der Lautstärke führt.

Answer

Überlagerung tritt nur bei stehenden Wellen auf.

Answer

Schwebung ist ein Phänomen, das durch die Überlagerung von zwei Wellen gleicher Amplitude entsteht.

Question 19

Wie entstehen Solitonen? Nenne ihre Eigenschaften und erläutere ihre Bedeutung in Forschung und Praxis, wie z. B. in der optischen Kommunikation.

Accepted Answer

Solitonen entstehen durch das Zusammenspiel nichtlinearer und dispersiver Effekte.

Accepted Answer

Solitonen sind stabile Wellenpakete, die ihre Form auch bei äußeren Störungen behalten.

Answer

Solitonen sind Teilchen mit wellenartigen Eigenschaften, die nur in bestimmten Materialien existieren.

Answer

Solitonen haben keine praktische Bedeutung und werden nur in theoretischen Studien untersucht.

Question 20

Wie funktioniert ein Oszilloskop und wie misst man damit die Frequenz elektrischer Schwingungen und Wellen?

Accepted Answer

Es wandelt elektrische Signale in sichtbare Signale um, die auf einem Bildschirm angezeigt werden. Die Frequenz kann direkt abgelesen werden.

Answer

Es misst mechanische Schwingungen und Wellen direkt.

Answer

Es misst nur die Frequenz elektrischer Schwingungen, nicht aber von Wellen.

Answer

Es ist kein geeignetes Messgerät für elektrische Signale.

Question 21

Wie hat die Quantenmechanik unser Verständnis von Schwingungen und Wellen auf atomarer und subatomarer Ebene verändert?

Accepted Answer

Sie hat die klassischen Konzepte in Frage gestellt und die Wellen-Teilchen-Dualität eingeführt.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf unser Verständnis, da sie sich nur mit Teilchen befasst.

Answer

Sie gilt nur für makroskopische Objekte und ist für die Physik auf atomarer Ebene irrelevant.

Question 22

Was ist der Doppler-Effekt und nenne zwei seiner Anwendungen?

Accepted Answer

Der Doppler-Effekt ist die Veränderung der Frequenz einer Welle, wenn sich Quelle und Beobachter bewegen.

Accepted Answer

Eine Anwendung des Doppler-Effekts ist die Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen mit Radargeräten.

Answer

Der Doppler-Effekt tritt nur bei Schallwellen auf.

Question 23

Wie funktionieren Hologramme und wo werden sie praktisch eingesetzt, um dreidimensionale Bilder zu speichern und wiederherzustellen?

Accepted Answer

Hologramme nutzen die Interferenz von Licht, um die Amplituden- und Phaseninformationen eines 3D-Objekts zu speichern und wiederherzustellen.

Answer

Hologramme entstehen durch Lichtreflexion an Objektoberflächen.

Answer

Hologramme können nur 2D-Bilder wiedergeben.

Answer

Hologramme haben keine praktischen Anwendungen.

Question 24

Welche Anwendung von Ultraschall ist in der Industrie am weitesten verbreitet?

Accepted Answer

Zerstörungsfreie Prüfung

Answer

Sonographie

Answer

Schweißen

Answer

Reinigung

Question 25

Was versteht man unter Interferenz von Lichtwellen?

Accepted Answer

Überlagerung von Lichtwellen gleicher Wellenlänge und Phase, die zu einer Verstärkung oder Abschwächung der Lichtintensität führt

Answer

Ablenkung von Licht beim Auftreffen auf Hindernisse

Answer

Änderung der Lichtgeschwindigkeit beim Übergang zwischen verschiedenen Materialien

Question 26

Definiere den Begriff "Polarisation" im Zusammenhang mit elektromagnetischen Wellen und erläutere seine Bedeutung für verschiedene Anwendungen.

Accepted Answer

Polarisation ist die Eigenschaft einer Welle, ihre Schwingungsrichtung beizubehalten.

Answer

Polarisation ist die Eigenschaft einer Welle, ihre Amplitude zu ändern.

Answer

Polarisation ist die Eigenschaft einer Welle, ihre Frequenz zu ändern.

Answer

Polarisation ist eine Eigenschaft, die nur für Schallwellen gilt.

Question 27

Was ist ein Wellenpaket und welche Bedeutung hat es in der Quantenmechanik?

Accepted Answer

Ein Wellenpaket ist eine Überlagerung von Wellen verschiedener Wellenlängen, die sich zu einem lokalisierten Impuls zusammenfügen.

Answer

Ein Teilchen wird durch eine Wellenfunktion beschrieben, die bei einer Messung zu einem Punkt kollabiert.

Answer

Eine Welle breitet sich aus, ohne ihre Form zu ändern.

Answer

Eine Schwingung ist eine periodische Bewegung um einen Ruhepunkt.

Question 28

Was ist das grundlegende Prinzip, das der Funktionsweise eines Lasers zugrunde liegt?

Accepted Answer

Stimulierte Lichtemission

Answer

Spontane Lichtemission

Answer

Lichtabsorption

Answer

Lichtreflexion

Question 29

Nenne drei medizinische Anwendungen von Schwingungen und Wellen und beschreibe sie kurz.

Accepted Answer

Ultraschall zur Darstellung innerer Organe

Accepted Answer

Röntgen zur Untersuchung von Knochen und Lunge

Accepted Answer

Magnetresonanztomographie (MRT) zur Untersuchung von Gehirn und Muskeln

Question 30

Welche Aussage zur harmonischen Schwingung ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Ihre Periodendauer ist das Doppelte ihrer Schwingungsdauer.

Answer

Ihre Amplitude entspricht ihrer maximalen Auslenkung.

Answer

Ihre Schwingungsdauer ist die Zeit für eine einzelne Schwingung.

Answer

Ihre Frequenz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit an.

Question 31

Welche der aufgeführten Größen ist **keine** Welleneigenschaft?

Accepted Answer

Geschwindigkeit **der Quelle**

Answer

Wellenlänge

Answer

Frequenz

Answer

Amplitude

Question 32

Was besagt das Prinzip der Überlagerung von Wellen?

Accepted Answer

Die resultierende Welle ist die Summe der Einzelwellen.

Answer

Die resultierende Welle ist das Produkt der Einzelwellen.

Answer

Die resultierende Welle ist unabhängig von den Einzelwellen.

Answer

Die resultierende Welle hat die gleiche Amplitude wie die Einzelwellen.

Question 33

Was beschreibt der Doppler-Effekt?

Accepted Answer

Die wahrgenommene Frequenzänderung einer Welle aufgrund der Relativbewegung zwischen Quelle und Beobachter.

Answer

Die Ausbreitung einer Welle in einem Medium mit variabler Dichte.

Answer

Die Interferenz von Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen.

Answer

Die Reflexion einer Welle an einem Hindernis.

Question 34

Welche Aussage über Schwingungen ist korrekt?

Accepted Answer

Eine Schwingung ist eine periodische Bewegung um eine Ruhelage.

Answer

Eine Schwingung ist eine beschleunigte Bewegung.

Answer

Eine Schwingung ist eine gleichförmige Bewegung.

Question 35

Welche Größe ist keine Kenngröße einer Schwingung?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Amplitude

Answer

Schwingungsdauer

Answer

Frequenz

Question 36

Welche Aussage über Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Wellen sind sich ausbreitende Störungen, die Energie transportieren.

Answer

Wellen sind periodische Bewegungen, die sich nicht ausbreiten.

Answer

Wellen sind stehende Störungen, die keine Energie transportieren.

Question 37

Welche Wellenart ist eine Transversalwelle?

Accepted Answer

Lichtwelle

Answer

Oberflächenwelle

Answer

Druckwelle

Answer

Schallwelle

Question 38

Welche Aussage über die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle hängt vom Medium ab, in dem sie sich ausbreitet.

Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle ist immer konstant.

Answer

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle ist unabhängig von der Wellenlänge.

Question 39

Welche Anwendung nutzt die Eigenschaften von Wellen?

Accepted Answer

Sonar

Answer

Fallschirmspringen

Answer

Klavierspielen

Answer

Fahrradfahren

Question 40

Welche Aussage über Beugung von Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Beugung ist die Ablenkung von Wellen um Hindernisse oder durch Öffnungen.

Answer

Beugung tritt nur bei Lichtwellen auf.

Answer

Beugung ist nur bei Wellen mit kurzer Wellenlänge möglich.

Question 41

Welche Größe ist eine Einheit der Frequenz?

Accepted Answer

Hertz

Answer

Meter

Answer

Sekunde

Answer

Newton

Question 42

Welche physikalische Größe beschreibt die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit?

Accepted Answer

Frequenz

Answer

Amplitude

Answer

Periode

Answer

Phase

Question 43

Welche Art von Welle zeichnet sich durch eine senkrechte Ausbreitung zur Ausbreitungsrichtung aus?

Accepted Answer

Transversale Welle

Answer

Longitudinale Welle

Answer

Biegewelle

Answer

Oberflächenwelle

Question 44

Welche der folgenden Formeln gibt die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle an?

Accepted Answer

v = f * λ

Answer

f = λ * v

Answer

v = λ / f

Answer

f = v / λ

Question 45

Welche Eigenschaft einer Welle beschreibt die maximale Auslenkung aus der Ruhelage?

Accepted Answer

Amplitude

Answer

Phasendifferenz

Answer

Wellenlänge

Answer

Frequenz

Question 46

Wie nennt man die Welle, die entsteht, wenn sich eine Welle an einer Grenzfläche ausbreitet?

Accepted Answer

Reflexionswelle

Answer

Interferenzwelle

Answer

Beugungswelle

Answer

Brechungswelle

Question 47

Welche der folgenden Aussagen über Interferenz ist **richtig**?

Accepted Answer

Interferenz kann sowohl zu Verstärkung als auch zu Auslöschung von Wellen führen.

Answer

Interferenz tritt nur bei longitudinalen Wellen auf.

Answer

Interferenz ist immer konstruktiv.

Question 48

In welcher Einheit wird die Wellenlänge gemessen?

Accepted Answer

Meter

Answer

Joule

Answer

Hertz

Answer

Sekunde

Question 49

Welche Wellenart besitzt die höchste Frequenz im elektromagnetischen Spektrum?

Accepted Answer

Gammastrahlen

Answer

Radiowellen

Answer

Sichtbares Licht

Answer

Mikrowellen

Question 50

Welche der folgenden Größen ist die Einheit der Frequenz?

Accepted Answer

Hertz

Answer

Meter

Answer

Joule

Answer

Newton

Question 51

Eine Schallwelle hat im Wasser eine Geschwindigkeit von 1500 m/s und eine Wellenlänge von 3 m. Berechne die Frequenz der Schallwelle.

Accepted Answer

500 Hz

Answer

250 Hz

Answer

1000 Hz

Answer

750 Hz

Question 52

Welche Größe beeinflusst die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle NICHT?

Accepted Answer

Amplitude

Answer

Wellenlänge

Answer

Frequenz

Answer

Medium

Question 53

Welche Art von Welle entsteht, wenn sich eine Störung in einem Medium senkrecht zur Ausbreitungsrichtung ausbreitet?

Accepted Answer

Transversalwelle

Answer

Longitudinalwelle

Answer

Stoßwelle

Answer

Oberflächenwelle

Question 54

Was besagt das Prinzip der Überlagerung von Wellen?

Accepted Answer

Die resultierende Welle ist die Summe der einzelnen Wellen

Answer

Die resultierende Welle ist das Produkt der einzelnen Wellen

Answer

Die resultierende Welle ist die Differenz der einzelnen Wellen

Question 55

Welche der folgenden Aussagen über stehende Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Stehende Wellen entstehen durch die Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen gleicher Frequenz

Answer

Stehende Wellen haben nur eine Amplitude

Answer

Stehende Wellen entstehen durch die Überlagerung zweier Wellen unterschiedlicher Frequenz

Question 56

Was versteht man unter der Resonanzfrequenz eines schwingenden Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude der Schwingung maximal ist

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingung am schnellsten ist

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingung am langsamsten ist

Question 57

Welche der folgenden Eigenschaften ist charakteristisch für Lichtwellen?

Accepted Answer

Sie sind transversal und elektromagnetisch

Answer

Sie breiten sich nur in festen Medien aus

Answer

Sie sind longitudinal und mechanisch

Answer

Sie haben eine sehr niedrige Frequenz

Question 58

Wie hängt die Brechzahl eines Mediums mit der Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium zusammen?

Accepted Answer

Die Brechzahl ist der Quotient aus der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und der Lichtgeschwindigkeit im Medium

Answer

Die Brechzahl ist gleich dem Produkt der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und der Lichtgeschwindigkeit im Medium.

Question 59

Was kennzeichnet eine harmonische Schwingung?

Accepted Answer

Ihre Auslenkung von der Ruhelage lässt sich durch eine Sinus- oder Kosinusfunktion beschreiben.

Answer

Ihre Amplitude nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Ihre Frequenz ändert sich im zeitlichen Verlauf.

Question 60

Wovon hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle ab?

Accepted Answer

Von den Materialeigenschaften des Mediums, in dem sie sich ausbreitet

Answer

Von ihrer Frequenz und Wellenlänge

Answer

Von ihrer Energie und Polarisation

Question 61

Wann tritt eine Brechung von Wellen auf?

Accepted Answer

Beim Übergang einer Welle von einem Medium in ein anderes mit unterschiedlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit

Answer

Beim Auftreffen einer Welle auf ein Hindernis

Question 62

Was ist charakteristisch für die Interferenz von Wellen?

Accepted Answer

Die Überlagerung von Wellen kann zu Verstärkung oder Auslöschung führen.

Answer

Sie tritt nur bei Wellen gleicher Wellenlänge auf.

Answer

Sie ist nur bei mechanischen Wellen möglich.

Answer

Sie ist immer mit einer Änderung der Frequenz verbunden.

Question 63

Was ist die Ursache für die Beugung einer Welle?

Accepted Answer

Die Wechselwirkung mit einem Hindernis oder Spalt

Answer

Ihre hohe Frequenz

Answer

Ihre geringe Amplitude

Question 64

Was bewirkt der Doppler-Effekt?

Accepted Answer

Eine Änderung der wahrgenommenen Frequenz einer Welle bei Bewegung zwischen Quelle und Beobachter

Answer

Eine Veränderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle