Homepage von Dr. Arthur Ruh

Professor emeritus für Physik der Hochschule Rapperswil, Schweiz (HSR).


Vorträge 

An der Volkshochschule Rapperswil-Jona hielt ich in den Jahren 2005, 2007 und 2008 drei Vorträge mit den Titeln

Zu jedem dieser Vorträge verfasste ich ein Skript, das eine etwas modifizierte und erweiterte Fassung des betreffenden Vortrags ist.

Einsteins Relativitätstheorie.... relativ einfach erklärt (Pdf)

Eine (relativ) leicht verständliche Einführung in die wichtigsten Resultate der speziellen Relativitätstheorie.

Wellen oder Teilchen? (Pdf)

Ein kleiner Einblick in die seltsame Welt der Quantenobjekte, in der zum Teil völlig andere Gesetze gelten als in der alltäglichen Umwelt.

Von den Röntgenstrahlen zum Fusionskraftwerk (Pdf I mit "LoRes"-Bildern, Pdf II (50 MB) mit "HiRes"-Bildern)

Die Geschichte der Entwicklung der Kernphysik und ihrer Anwendungen.


Aufsätze zur Physik

Fermis Messung der Energie der ersten Atomexplosion  (Pdf)

In vielen Berichten über die Testexplosion der ersten Atombombe findet man die Schilderung, Enrico Fermi hätte bei der Ankunft der Druckwelle einige Papierschnitzel fallen lassen und aus deren Abdrift sofort die Stärke der Explosion bestimmt. Nachdem ich mich lange vergeblich bemüht hatte, eine genauere Beschreibung von Fermis Methode zu finden, versuchte ich, sein Vorgehen zu rekonstruieren. Ich konnte schliesslich tatsächlich eine Beziehung herleiten, mit deren Hilfe aus der Distanz, um die die Papierschnitzel durch den Windstoss der Druckwelle weggeweht wurden, durch eine einfache Kopfrechnung die durch die Explosion freigesetzte Energie abgeschätzt werden kann. Ob es Fermi wirklich so gemacht hat, ist mir natürlich leider nicht bekannt.

Regenerierungszeit eines geothermischen Wärmereservoirs  (Pdf I, Pdf II)

Durch die Wärmeentnahme eines geothermischen Kraftwerks wird eine nicht wasserführende Gesteinsschicht in relativ wenigen Jahren unter die Temperatur abgekühlt, bei der das Kraftwerk noch wirtschaftlich betrieben werden kann. Es stellt sich die Frage, wie lange es dauert, bis sich nach Beendigung der Wärmeentnahme die Temperatur der Gesteinsschicht wieder an die Umgebung angeglichen hat.

Bahnradius  (Pdf)

In der vierdimensionalen Raumzeit haben die Bahnkurven der Körper, die sich im Gravitationsfeld der Erde ohne den Einfluss anderer Kräfte bewegen, alle die gleiche Krümmung.

Schnecke auf expandierendem Ballon  (Pdf)

Welche Distanz kann das Licht in einem expandierenden Universum zurücklegen?

Chicago Pile 1  (Pdf)

Wie gross war die maximale Strahlenbelastung der Physiker, die ungeschützt oberhalb des ersten Kernreaktors (Chicago Pile 1) standen?

Drehung der Erde  (Pdf)

Wie stark würde sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erde ändern, wenn die Polkappen abschmelzen würden?

Irreversibler Prozess   (Pdf)

Wie wahrscheinlich ist ein irreversibler Prozess? Ein Behälter sei durch eine Trennwand in zwei Abteile unterteilt. Das eine Abteil enthält ein Gas, während das andere Abteil vollständig evakuiert ist. Wird die Trennwand entfernt, so strömt das Gas vom ersten in das zweite Abteil, bis in beiden Abteilen der gleiche Druck herrscht. Dieser Vorgang ist ein irreversibler Prozess, d.h. es wird nie beobachtet, dass ein Gas in einem Behälter sich spontan in einem Teil des Behälters verdichtet, so dass sich im anderen Teil ein perfektes Vakuum bildet. Nie? Wie lange müsste man im Mittel warten, bis so etwas passieren würde?

Kettenfontäne   (Pdf)

Steve Mould zeigte im Jahr 2013 ein YouTube-Video, das grosse Beachtung fand und von mehr als zwei Millionen Menschen angeschaut wurde. Wird das eine Ende einer in einem Gefäss liegenden Kugelkette über den Gefässrand aussen heruntergezogen und dann losgelassen, rutscht die Kette nicht einfach über den Gefässrand nach unten, sondern steigt steil nach oben weit über den Gefässrand hinaus, bevor sie nach unten fällt.

Maxwells Dämon  (Pdf)

In einem Kasten, der durch eine Trennwand in zwei Abteile A und B unterteilt ist, befindet sich ein ideales Gas mit der Temperatur T. Die Trennwand hat eine Öffnung, die durch eine Schiebetür verschlossen werden kann.

Ein Dämon soll immer dann die (masselose und reibungsfreie) Türe öffnen, wenn ein schnelles Molekül von A nach B fliegt, oder wenn ein langsames Molekül von B nach A fliegt. Dadurch würde die Temperatur in B steigen und in A sinken. Es entstände somit ohne Einwirkung von aussen eine Temperaturdifferenz, was im Widerspruch zum 2. Hauptsatz der Thermodynamik wäre. Dieses Paradoxon wurde 1871 von Maxwell formuliert und wurde bekannt unter dem Namen „Maxwells Dämon“.

Der Widerspruch wurde erst 1951 von Brillouin gelöst.

Saite mit Biegesteifigkeit  (Pdf)

Üblicherweise wird bei der Herleitung der Differentialgleichung einer Saite diese als ideal biegsam vorausgesetzt. Hier wird die Differentialgleichung einer Saite hergeleitet, die eine Biegesteifigkeit aufweist.

Senkrechter freier Fall  (Pdf)

Die Raumzeitkrümmung in der Schwarzschildmetrik zeigt sich unter anderem darin, dass die Zeit in der Nähe des Zentralkörpers langsamer läuft. Um diesen Effekt zu veranschaulichen, soll die Zeit für einen freien Fall einerseits im System eines weit entfernten Beobachters und andererseits im fallenden System (d.h. die Eigenzeit t) berechnet werden.

Solar-Verkehrsflugzeuge  (Pdf)

Die Weltumfliegung des Solarflugzeuges Solar Impulse 2 weckt möglicherweise Hoffnungen, dass eines Tages Verkehrsflugzeuge statt mit Kerosin mit Solarenergie fliegen könnten. Wie realistisch ist die Möglichkeit von Solar-Verkehrsflugzeugen?

Intelligentes Leben im Universum  (Pdf)

Häufig wird die Meinung vertreten, wir seien allein im Universum. Wie wahrscheinlich ist es, dass wir die einzigen intelligenten Lebewesen im Universum (oder genauer gesagt: im für uns beobachtbaren Teil des Universums) sind?


Neue Aufsätze zur Physik

Approximation  (Pdf)

Unter Umständen ist eine Approximation numerisch genauer als die Berechnung mit der mathematisch exakten Beziehung.

Aufladen eines Handy-Akkus durch Sprechen (Pdf)

Kann ein Handy-Akku beim Sprechen tatsächlich durch die Energie der Schallwellen aufgeladen werden?

Cherenkov-Strahlung (Pdf)

Wie gross muss die Energie eines Teilchens sein, damit es beim Eindringen in die hohen Atmosphärenschichten Cherenkov-Strahlung erzeugt?

Fall in ein schwarzes Loch (Pdf)

Wie „unangenehm“ sind die Gezeitenkräfte, die beim Fall in ein schwarzes Loch auftreten?

Kälteempfinden (Pdf)

Wird „feuchte“ kalte Luft als unangenehmer empfunden als trockene kalte Luft? Und wenn ja, warum?

Luftbedarf (Pdf)

Wie lange können Menschen in einem begrenzten Luftvolumen überleben?

Tröpfchendichte in einer Wolke (Pdf)

Wie gross ist die Tröpfchendichte in einer Wolke?

Wasserrad (Pdf)

Die maximal mögliche Leistung und die Leistung der Reibungskräfte werden abgeschätzt für das Wasserrad im Restaurant Mühle der Kartause Ittingen.


Arthur Ruh
aruh*at*bluewin.ch


(Last Edit: 18.10.2017 / ple)