Der Physik-Hilfe-Thread

Normierung des Zustands und so...

 

D.h. ich muss den Zustandsvektor X oder den Eigenzustand (bzw. Eigenvektor) noch normieren? [lt]Schätze zweiteres, weil die Wellenfunktion doch normalerweise bereits orthonormiert angegeben wird oder nicht? [/lt]

http://s7.directupload.net/images/130506/dbi9xea7.jpg

Sorry dass ich so doof frage, aber bei uns wurde dieses Semester der vollkommen mathematische Einstieg in die QM gewählt weswegen ich mir das mit Fließbach & co etwas zusammenreime.

 

Ersteres. Für einen Zustand der so durch Eigenzustände ausgedrückt wird gilt die
Normierungsbedingung.

Der normierte Drehimpulszustand des Deuterons sieht z.b. so aus.

.ed Eigenzustände normiert man natürlich auch.

 

vollkommen mathematisch? Sicher?
(zur Erläuterung: Ich "quäle" -es ist schon spannend, aber doch ziemlich hart- durch die Mathematische Quantenmechanik II bei uns und naja, am Ende der I hatten wir immerhin das Kastenpotential fertig, auch wenn wir auf dem Weg dahin auch mal andere Potentiale gesehen haben. )

Ansonsten hat psycho das Wichtigste schon gesagt: physikalische (reine) Zustände sind auf Norm 1 zu normieren und die W'keit des Messergebnisses ist dann, wenn es Eigenwerte und so gibt, die quadrierte Norm der (orthogonalen) Projektion des Zustands in den ensprechenden Eigenraum.

 

https://dl.dropboxusercontent.com/u/77758943/Skripte/skriptQM1.pdf

Kurzer Überblick sollte genügen, mMn ja :P
Didaktisch ist der Fließbach Einstieg da um MEILEN besser.

@psycho7765
Vielen Dank!
Aber für was steht denn beim ersten Link das Ket n? Der Index von alpha wirds ja wohl kaum sein.
Und sonst passt der Rest aber?

 

OK, den Spektralsatz (für unbeschränkte Operatoren) im vierten Semester reinzuhauen hat schon was charmant Wahnsinniges. Noch wahnsinniger wäre es allerdings, zu versuchen das Teil in dem Rahmen noch zu beweisen.

 

Ich bin ja noch zuversichtlich, dass sowas nicht klausurrelevant ist.
Zumindest spekuliere ich drauf

 

Das ist einfach nur der n-te Eigenzustand zu irgendeinem Operator. Könntest auch phi_n da hin schreiben wenns dir besser gefällt.

 

Achso, dachte das wäre alpha_n; dann dreht sich die Frage natürlich um

 

keine ahnung, ob man das als physiker weiß/wissen muss, aber vlt rennt hier ja auch n e-techniker oder was ähnliches rum:

mir gehts um ne impedanzanpassung, zweier komplett reeller impedanzen (also idealer wiederstände).

Kann ich die in der HF-Technik nur mit nem parallelen wiederstand anpassen, oder kann ich da auch ne Leitung zu nutzen?

in ner alten klausuraufgabe (grundlagen der hf-technik), gabs dazu ne frage. (waren alle möglichen einzelnen bauteile angegeben, man sollte sagen womits geht und womit nicht. jegliche induktivitäten und kapazitäten dürften ja rausfliegen, die ändern idealerweise ja nur den imaginärteil der impedanz)

bleibt ein paralleler wiederstand und eine leitung.
Die ganze aufgabe soll mti dem smith-chart gelöst werden(man sollte dann noch die kenngrößen des bauteiles bestimmen, welches die geringste verlustleistung hat. Mich verwirrt, dass da so quasi plural verwendet wird, sonst hätte ich nur den wiederstand genommen)
, da dreht ja zumindest in dem fall, dass man mit dem ZL der leitung normiert hat, die leitung im den mittelpunkt, kann man diesen mittelpunkt der drehung verschieben?

 

1. Es heißt Widerstand
2. Was stand denn alles zur Auswahl?
3. Hattest du zu der Leitung ein Datenblatt?
4. Ob du etwas parallel oder in Reihe nimmst ist für die Dimensionierung mit dem Smith Chart wichtig aber ohne genauere Angaben zu den Bauteilen kann man da wenig zu sagen.

Hab da erst letzte Woche ne Klausur geschrieben und muste auch ein wenig im Smith Chart rummalen vielleicht kann ich dir ja helfen wenn du den genauen Wortlaut der Aufgabenstellung wiedergeben kannst.

Vielleicht hilft dir auch das schon weiter
http://www.beispielrechnung.org/ele...ein-anpassnetzwerk-mittels-smithdiagramm.html

 

1. ok
2: idealer kondensator in serie/parallel, ideale spule in serie/parallel, idealer widerstand in serie/parallel und ne ideale leitung.
3:nur er = 4 gegeben.
4: klar, aber man kann ja sagen in welche richtung sie die impedanz verschieben/anpassen.


grundlegend is mir das auch klar, was mri jetzt halt n problem macht ist, ob man mit ner leitung nur um den mittelpunkt des smith chart drehen kann, oder auch um andere punkte. im skript haben wir nur stehen, dass man für den normierungsfaktor ZL um den mittelpunkt dreht, aber nicht, was man in anderen fällen macht.

 

Hm.. Ich kenne es auch nur, dass man alles auf den realen Anteil des Widerstands normiert diesen dann auf die Mitte vom Smith legt und alles drum herum konstruiert, dimensioniert und rücknormiert. Das man die Leitung in einen anderen Punkt legen kann wäre mir bzw. habe ich davon noch nie was gehört. Geht vielleicht aber dafür hätte ich jetzt spontan keinen Ansatz. Ich habe es immer so gemacht wie in der Beispielrechnung im Link.

Zur Anpassung sagt mir mein Gefühl, dass man ne Spule in Reihe und eine Kapazität parallel nehmen kann in der Praxis. idealer Widerstand in Reihe ist natürlich am einfachsten wenn man den Anpassungsfall will. Bei der Leitung bin ich mir jetzt nicht sicher aber unser prof meinte auch, dass man eine Leitung als Abschlusswiderstand nehmen kann wie man die aber dimensioniert weiß ich nicht.

 

k, danke, also genauso wie ich das meine.

die kombi aus spule und kondensator geht nicht, die netzwerke waren fest vorgegeben mit je nur 1 idealen bauteil drinne.

vlt werd ich den freitag mal nach der übung fragen, sonst geh ich davon aus, dass das in der gegebenen aufgabe (malwieder) verwirrungstaktik ist... die klausur is davon so gespickt...

(in der ersten aufgabe ist ne kurzgeschlossene leitung mit lambda/4 länge parallel zur zu berechnenden leitung eingezeichnet. Das die wegfallen kann(wir ja zu nem leerlauf transformiert) muss einem auch erstmal einfallen...

 

Wie schnell bzw stark fällt die Temperatur im Backofen wenn man ganz kurz die Klappe öffnet (1-5 Sekunden) und wieder schließt?

Draußen herrscht natürlich Umgebungstemperatur so ~20°
Temperatur des Ofens ist bei 220° (eingestellt und laut Kontrolleuchte auch erreicht).

Die Abmessungen der Klappe sind halt Standard, geöffnet wird die Klappe komplett im 90° Winkel.

Wie kann man dieses Problem theorethisch auf die Spur kommen?
Viel besser wäre wenn man das mal experimentell bestimmt hat. Ich weiß nicht ob sich die Kontrolleuchte(konstruktionsbedingt) als Messinstrument dafür aneignet.
Denn wenn es nach der Kontrolleuchte geht, dauert es eine halbe Ewigkeit bis die Temperatur 220° erreicht hat. Kann ich mir irgendwie schwer vorstellen, oder ist das schon richtig?

Danke für Vorschläge

 

Theoretisch geht das nicht ... du willst ja nicht mal eben 3 Monate eine 3D-CFD Berechnung programmieren.

Das Thermostat, das hinter der Kontrollleuchte steht, eignet sich da durchaus, wobei dei Frage ist, wie genau du die Abkühlung erfassen willst. An sich ja ganz einfach. Aufheizen, bis die Leuchte ausgeht, dann Tür auf und wieder zu und Ofentemperatur zurückdrehen, bis die Leuchte wieder ausgeht und schon hast du die Temperatur, die noch im Ofen vorhanden ist.

"Streng" genommen hast du damit zwar nur die Temperatur im Ofen am Thermostat bestimmt, nicht "die" Ofentemperatur. Ungenauigkeiten ergeben sich durch die Auslösetemperatur des Thermostats, die Geschwindigkeit des Thermostats und deine Ablesegenauigkeit.

Andere Möglichkeiten wäre zB ein Ofenthermometer zu plazieren, wobei auch hier die Wärmekapazität evtl. täuschen kann.

Wenn du es wirklich genau wissen willst, brauchst du am besten 0,25 ... 0,5er Mantelthermoelemente, die du genau im Raum platzieren kann und ein geeignetes Oszi. Aber ich denke, dass das nicht erforderlich ist

 

Ist bei mir schon länger her, aber könnte man das irgendwie nicht so machen, dass man bei gegebenem Wärmeübergangskoeffizient und Zeit etwas in den Ofen stellt, dessen Temperatur vor und nach Öffnen der Türe bekannt ist und dadurch den Wärmestrom errechnet, welcher durch die geöffnete Ofentüre bei einer gewissen Zeit ausströmt?

Zumindest überschlagsmäßig sollte das doch einigermaßen gehen, oder?

Dann rechnet man einfach mit dem Energiestrom Delta-T aus. Ist zwar sehr vereinfacht, aber alles andere wäre zu aufwändig.

 

Der Wärmeübergangskoeffizient bzw. die Strömungsverhältnisse dürften maßgebliche Probleme sein. Entweder ist der Körper sehr klein, d.h. die Stromungsverhältnisse beeinflussen den Koeffizienten massiv, oder der Körper ist sehr groß, dementsprechend gering der relative Einfluss der Störmung. Mit der Größe geht aber auch eine hohe absolute Wärmekapazität einher. Damit wird die Messung sehr träge und die Temperaturgradienten gering, womit die Messgenauigkeit jede Aussage sehr stark verfälscht.

 

Er müsste einfach mal sagen, in welchem Zusammenhang (in welcher Vorlesung) diese Frage gestellt wurde.

 

Ich habe mal berechnet, wie lange ein Hühnchen im Ofen bleiben muss, bis eine bestimmte Kerntemperatur erreicht wird. War zwar nicht das beste Hühnchen, aber essbar. Deshalb schließe ich daraus, dass man das schon grob überschlagen kann.

Ansonsten kann man gleich noch ein Turbulenzmodell aufstellen.

 

Naja ... das ist ja auch ein quasistationärer Zustand, den man mit dem Block-Modell rechnen kann.
Bei heißem Ofen die Klappe öffnen, dann hohes Temperaturgefällt mit Umgebung, vermutlich hoher heißer Luftstrom nach draußen, kalter nach innen. Dann wieder zu und welche Temperatur stellt sich jetzt ein? Das geht mit dem Block-Modell nicht mehr. Wahrscheinlich hat man zu dem Zeitpunkt sogar ein sehr großes Temperaturgefälle im Ofen selbst ...

 

Mal eine kurze Frage:
Gegeben sei ein Stromkreislauf wie bei
http://www.kids-and-science.de/typo3temp/pics/e71e2d5032.jpg
nur mit einer Kartoffel statt drei und ohne LED.

Schließt man nun gleichzeitig ein Multimeter und Spannungsmessgerät an, so ist es möglich Spannung und Strom zu messen, jedoch wird der Kreislauf für die Strommessung kurzgeschlossen (U=0).
Gibts auch eine Möglichkeit Strom UND Spannung gleichzeitig zu messen?

 

Für eine Messung wäre es sinnvoll, einen Vorwiderstand zu verwenden, den Spannungsabfall über diesen messen und dann daraus den Strom zu berechnen.
So eine Kartoffelbatterie ist ja eh nur eine Spielerei...

Spannungsmessgerät, Stromkreislauf... wer bringt euch solche Begriffe bei?

 

Das verwirrt mich.
Im Multimeter sind ja gerade mehrere Widerstände eingebaut um den Spannungsabfall zu messen und damit den Strom anzeigen zu können.
Oder versteh ich da was falsch?

 

1) Ein Multimeter ist ganz allgemein der Begriff für ein digitales Messgerät, mit dem du zahlreiche Größen messen kannst. Strom, Spannung, Widerstände, Kapazitäten, Dioden durchmessen... kommt eben auf das Modell drauf an, welches du hast. Du meinst ein Voltmeter (zur Messung von Spannungen) und ein Amperemeter (zur Messung von Strömen).
2) Digitale Amperemeter messen den Strom tatsächlich über den Spannungsabfall bei einem integrierten Widerstand. Da wird nichts kurzgeschlossen.
3) Du kannst natürlich auch ein Amperemeter einschalten und so den Strom ermitteln. Seite 9 in diesem Dokument: http://www.lmrl.lu/PDFs/Aufgabebogen 2011_def .pdf
Kannst ja daheim nachbauen die Versuche.

 

1) Hab mich vielleicht missverständlich ausgedrückt, mit dem Multimeter konnte man Spannung, Strom und Widerstand messen, wobei es bei der Strommessung eben im "Modus" "Strommessung" war (über einen Drehschalter eben).
Zur Spannungsmessung wurde ein computergestütztes Messsystem verwendet.

3) Ne mach ich in der Uni
Danke für die pdf! Würds mit dem Multimeter auch so gehen:
http://i.imgur.com/RTWul5v.jpg ?
Kann sein, dass es bei der Messung damals genau andersrum war (Multimeter unten) und deswegen immer kurzgeschlossen werden musste

 

In diesem Stromkreis hast du keinen Verbraucher, was willst du da messen, außer das du eventuell das Multimeter beschädigst?

Wenn das Amperemeter zwischen die Pole der "Batterie" geschalten wird, ist das wie ein Kurzschluss. Der Strom wird über das Multimeter fließen und nicht über die LED (da ja der Innenwiderstand des Multimeters sehr klein ist). Ein Amperemeter wird immer in Reihe zum Verbraucher geschaltet, ein Voltmeter immer parellel dazu.

Wegen dem Multimeter "unten" und "oben": Was du meinst könnte vielleicht der Unterschied zwischen stromrichtiger und spannungsrichtiger Messung sein? (http://de.wikipedia.org/wiki/Stromrichtige_Schaltung)

 

Ich glaube ich verstehe da was falsch.
So wie ich das bisher sehe, fließt der Strom im Multimeter bei der Strommessung über einen nennenswert großen Widerstand, an dem dann der Spannungsabfall (und damit der Strom) gemessen wird.
Fungiert dieser Widerstand dann nicht als Verbraucher?
Eine Glühbirne ist vereinfacht gesagt ja auch nicht mehr als ein Widerstand?

In dem Sinne könnte man auch einfach 2 Voltmeter verwenden, eins zwischen den beiden Polen und eins für den Spannungsabfall an einem Widerstand?

E: Btw. im Stromkreis ist keine LED

 

Ein Messgerät ist kein Verbraucher.

In der Theorie kann ein Messgerät gar kein Verbraucher sein, da der Innenwiderstand eines Ampermeters 0 und eines Voltmeters unendlich ist. Dh über ein Amperemeter gibt es keinen Spannungsabfall und über ein Voltmeter wird kein Strom fließen.

Das ist in der Praxis logischerweise nicht realisierbar. Bei digitalen Multimetern ist der Spannungsabfall aber so gering, dass er in vielen praktischen Anwendungen nicht wirklich nennenswert ist (nennt sich Bürdenspannung und steht im Handbuch des Multimeters).

 

Und wie kann man sich dann die Strommessung an einem Multimeter vorstellen?
Laut Wiki "Zur Strommessung wird die Spannung über einem eingebauten Messwiderstand gemessen". Der Widerstand ist doch nennenswert groß oder nicht?

Alternativ kann man das Multimeter doch auch einfach raussschmeißen und stattdessen einen Widerstand einbauen, über den man mit einem 2. Voltmeter den Spannungsabfall misst?

 

Ja, aber vernachlässigbar gering.
Bei dem Multimeter von Fluke das grad neben mir liegt, ist die Bürdenspannung lt. Handbuch im Bereich bis 60mA bei 1,8mV/mA.
Für dich ist, außer in Spezialfällen, das Messgerät einfach eine Blackbox, deren innerer Aufbau nicht wirklich interessant ist. Für die Messung relevant ist vorallem die Genauigkeit und die Auflösung (Fehlerfortpflanzung...).

Bei so einer Kartoffelbatterie wirst du kein Problem haben wenn du das Amperemeter zwischen die Pole schaltest, aber bei einer richtigen Spannungsquelle wird dann ein relativ hoher Strom fließen und vllt die Sicherung des Multimeters durchbrennen.

Nennt sich Shuntwiderstand und wird so auch oft in der Praxis gemacht.

 

Jetzt verstehe ichs

Ok, also dann ist die Lösung meines Problems einfach statt dem Multimeter in meiner Zeichnung einen bekannten Messwiderstand (welche Größenordnung würdest du vorschlagen? Strom dürfte im Mikro-Ampere Bereich liegen) einzubauen, bei dem ich dann mit einem 2. Voltmeter den Spannungsabfall messe?

 

Was für ein Problem jetzt?

Eine Kartoffelbatterie ist keine Stromquelle dh sie liefert dir keinen konstanten Strom. Du wirst einen Verbraucher brauchen, der deine Batterie belastet damit ein Strom fließen wird. Dieser Verbraucher kann ein Widerstand sein (z.B. 100 Ohm). Wenn du dann den Spannungsabfall über diesen Widerstand misst, kannst du auch den Strom berechnen.
Nur für was brauchst du dann das zweite Voltmeter? In dem Fall brauchst du nur ein Voltmeter. Der Gesamtstrom durch die Schaltung ist ja der Strom durch den Widerstand.

 

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Also so:
http://i.imgur.com/7ewhcvN.jpg

E: Ja, sollte so funktionieren

E: Das 2. Voltmeter ist natürlich quatsch wie du schon angemerkt hast.

 

Ich hab mal ein paar Fragen zur Physik in HL. Habe jetzt mehere Bücher zu dem Thema befragt und wenn sie es überhaupt behandeln, dann reicht das mir nicht aus.

Folgende Situation: Dotierter HL aus 4x Si und 1x Phosphor. Es entsteht ja ein freies Elektron. Dieses begibt sich nun, weil wir ordentlich heizen , ins Leitungsband.
Es entsteht dann durch das zurückbleibende "Loch" ein Donatorniveau kurz unter der Leitungsbandkante. Das liegt in der sogenannten "Verbotenen Zone". Warum wird dieses Niveau nun nicht benutzt um andere Elektronen (wenn wir mehr dotiert hätten) da hin zu bringen?

Generell, warum trägt dieses "lokale Loch" nicht der Leitfähigkeit bei? In manchen Büchern steht das so. Da steht dann sowas wie "Das Loch wandert nicht". Warum nicht? Ich finde dazu leider echt nichts, weder im Netz noch in der Literatur auf Deutsch oder Englisch. (Und frage mich das schon mehrere Monate).

 

Hallo!
Ich hab da mal ne grundsätzliche Verständnisfrage...

gegeben ist folgender Stromkreis (Die Problemstellung ist so weit wie möglich aufs wesentliche reduzuert...)

http://ubuntuone.com/489AVGj2IuyEHN1XW1yngN

Wie groß ist die Spannung zwischen A und B??

Vielen Dank an jeden, der meinen Hirnknoten auflöst

 

Ok, nachdem ich mich nun doch entschieden habe das eine Ding als Spannungsquelle zu erkennen ist die Leerlaufspannung einfach die, die über dem Widerstand R2 abfällt.
Also U_ab = U_R2.

 

Ja Danke

So hab ich mir das auch gedacht...Aber Danke für die Bestätigung.

Und wir sind hier ja nicht beim Designcontest

 

Unter realen Bedingungen fällt jedoch ein kleiner Teil der Spannung an R_1 ab. Du misst also nicht exakt die Spannung über R_2 sondern etwas (sehr leicht) verringert.
Du kannst dir mal zum Verständnis zwischen AB einen Widerstand mit 1 Megaohm hinmachen und darüber die Spannung bestimmen. Das misst dann das Messgerät sozusagen.
Unter den ominösen idealen Bedingungen aber, fliesst kein Strom durch R_1 und damit kann auch keine Spannung abfallen, da das Voltmeter einen unendlichen Innenwiderstand besitzt.