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Physik

23. Nov. 2025

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Physik LK Klausur: Wellen und Interferenz

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In der Physik nutzen wir Laser, um winzige Strukturen wie optische Gitter zu vermessen. Wenn Licht durch ein... Mehr anzeigen

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
Name:

Grundlagen der Interferenz

Stell dir vor, du willst mit Laserlicht die Gitterkonstante eines unbekannten optischen Gitters messen. Der Versuchsaufbau ist simpel Eine Lichtquelle strahlt durch ein Gitter auf einen Schirm.

Durch das Gitter werden die Lichtwellen gebeugt, wodurch jeder Gitterspalt wie eine neue Wellenquelle wirkt. Diese Wellen treffen aufeinander und interferieren miteinander.

Das resultierende Interferenzmuster auf dem Schirm zeigt abwechselnde helle und dunkle Bereiche - ein direkter Beweis für die Welleneigenschaften des Lichts.

Merke Licht verhält sich wie eine Welle und kann durch Beugung am Gitter sichtbar gemacht werden!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
Name:

Versuchsaufbau und Messdaten

Die Messung erfolgt mit präzisen Werten Der Abstand vom Gitter zum Schirm beträgt 74,5 cm, die Wellenlänge des verwendeten Laserlichts liegt bei 623,8 nm. Das nullte Maximum (der hellste zentrale Punkt) befindet sich bei etwa 16,8 cm auf dem Lineal.

Auf dem Schirm erkennst du ein symmetrisches Muster aus hellen Punkten (Maxima) und dunklen Zwischenräumen (Minima). Die hellen Bereiche entstehen durch konstruktive Interferenz, die dunklen durch destruktive Interferenz.

Diese präzisen Messwerte ermöglichen es, die unbekannte Gitterkonstante zu berechnen.

Tipp Je genauer deine Messungen, desto exakter wird dein Ergebnis für die Gitterkonstante!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
Name:

Konstruktive Interferenz - Maxima entstehen

Konstruktive Interferenz bedeutet Verstärkung der Lichtwellen. Sie tritt auf, wenn Wellenberg auf Wellenberg und Wellental auf Wellental treffen. Die Wellen sind gleichphasig zueinander.

Entscheidend ist der Gangunterschied Δs - das ist der Unterschied der Wegstrecken, die verschiedene Lichtstrahlen zurücklegen. Bei konstruktiver Interferenz muss dieser Gangunterschied ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge λ sein.

Die mathematische Bedingung lautet Δs = k·λ wobeik=0,1,2,3...istwobei k = 0, 1, 2, 3... ist. Selbst wenn eine Welle um eine ganze Wellenlänge verschoben ist, entsteht trotzdem konstruktive Interferenz.

Eselsbrücke Konstruktive Interferenz = helle Streifen = Wellen "arbeiten zusammen"!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
Name:

Destruktive Interferenz - Minima entstehen

Destruktive Interferenz führt zur Auslöschung der Lichtwellen. Hier treffen Wellenberg auf Wellental - die Wellen sind gegenphasig zueinander und löschen sich gegenseitig aus.

Bei destruktiver Interferenz muss der Gangunterschied ein ungeradzahliges Vielfaches einer halben Wellenlänge sein. Die Formel dafür Δs = 2k+12k+1·λ/2.

Im Interferenzmuster erkennst du die Maxima als weiße/helle Punkte und die Minima als dunkle Bereiche dazwischen. Diese regelmäßige Anordnung macht die Wellennatur des Lichts sichtbar.

Wichtig Destruktive Interferenz bedeutet nicht "kein Licht da", sondern "Licht löscht sich gegenseitig aus"!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
Name:

Geometrische Zusammenhänge

Für die Berechnung nutzt du geometrische Beziehungen. Im Gitter gilt sin(α) = Δs/g (wobei g die Gitterkonstante ist). Daraus folgt Δs = g·sin(α).

Auf dem Schirm verwendest du tan(β) = dk/a (dk ist der Abstand zum Maximum, a der Schirmabstand). Diese beiden Dreiecke hängen zusammen, da die Gitterstrahlen im betrachteten Punkt zusammentreffen.

Durch Kombination beider Formeln erhältst du Δs = g·sintan(dk/a)tan(dk/a). Diese Beziehung ist der Schlüssel zur Berechnung der unbekannten Gitterkonstante.

Voraussetzung Der Abstand zwischen den Gitterspalten muss viel kleiner sein als der Gitter-Schirm-Abstand!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
Name:

Berechnung der Gitterkonstante

Mit den gegebenen Werten berechnest du die Gitterkonstante g. Gegeben a = 74,5 cm, λ = 623,8 nm, dk = 0,7 cm (halber Abstand zwischen den ersten Maxima), k = 1.

Die Strecke zwischen den ersten Maxima beträgt 1,4 cm, geteilt durch 2 ergibt dk = 0,7 cm. Mit der Formel k·λ = g·sintan(dk/a)tan(dk/a) stellst du nach g um g = k·λ / sintan(dk/a)tan(dk/a).

Das Ergebnis g = 6,6·10⁻⁶ m. Diese winzige Gitterkonstante zeigt, wie präzise optische Gitter strukturiert sind.

Erfolg Du hast mit einfachen geometrischen Überlegungen eine mikroskopisch kleine Struktur vermessen!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
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Weißes Licht und Farbaufspaltung

Verwendest du weißes Licht statt Laserlicht, entsteht ab dem ersten Maximum ein Farbspektrum. Am nächsten zum nullten Maximum siehst du Blau, gefolgt von Grün, Gelb, Orange und am weitesten entfernt Rot.

Im nullten Maximum haben alle Farben denselben Gangunterschied Δs=0Δs = 0, weshalb du weißes Licht wahrnimmst. In den anderen Maxima unterscheidet sich die Wegdifferenz für jede Farbe, da alle verschiedene Wellenlängen haben.

Weißes Licht besteht aus vielen Farben mit unterschiedlichen Wellenlängen - das Gitter zerlegt es wie ein Prisma in seine Bestandteile.

Spektakulär Das Gitter wirkt wie ein natürlicher "Regenbogen-Generator" und zeigt die Zusammensetzung des Lichts!

Physikklausur 12 eA
15.05.2023
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Wellenlängenabhängige Beugung

Blaues Licht 430490nm430-490 nm hat die kürzeste Wellenlänge des sichtbaren Spektrums und erscheint daher am nächsten zum nullten Maximum. Rotes Licht 640770nm640-770 nm hat die längste Wellenlänge und wird am stärksten gebeugt.

Die Wegdifferenz hängt direkt von der Wellenlänge ab Δs = k·λ. Für das erste Maximum k=1k=1 gilt Blaues Licht hat Δs = 430-490 nm, rotes Licht Δs = 640-770 nm.

Je größer die Wellenlänge, desto größer die Beugung und desto weiter außen erscheint die Farbe im Spektrum. Diese wellenlängenabhängige Beugung ermöglicht die spektrale Zerlegung des Lichts.

Regel Kurze Wellen (blau) → kleine Beugung, lange Wellen (rot) → große Beugung!

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Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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Physik LK Klausur: Wellen und Interferenz

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In der Physik nutzen wir Laser, um winzige Strukturen wie optische Gitter zu vermessen. Wenn Licht durch ein Gitter fällt, entsteht ein faszinierendes Muster aus hellen und dunklen Streifen - ein Beweis für die Wellennatur des Lichts.

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Stell dir vor, du willst mit Laserlicht die Gitterkonstante eines unbekannten optischen Gitters messen. Der Versuchsaufbau ist simpel: Eine Lichtquelle strahlt durch ein Gitter auf einen Schirm.

Durch das Gitter werden die Lichtwellen gebeugt, wodurch jeder Gitterspalt wie eine neue Wellenquelle wirkt. Diese Wellen treffen aufeinander und interferieren miteinander.

Das resultierende Interferenzmuster auf dem Schirm zeigt abwechselnde helle und dunkle Bereiche - ein direkter Beweis für die Welleneigenschaften des Lichts.

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Die Messung erfolgt mit präzisen Werten: Der Abstand vom Gitter zum Schirm beträgt 74,5 cm, die Wellenlänge des verwendeten Laserlichts liegt bei 623,8 nm. Das nullte Maximum (der hellste zentrale Punkt) befindet sich bei etwa 16,8 cm auf dem Lineal.

Auf dem Schirm erkennst du ein symmetrisches Muster aus hellen Punkten (Maxima) und dunklen Zwischenräumen (Minima). Die hellen Bereiche entstehen durch konstruktive Interferenz, die dunklen durch destruktive Interferenz.

Diese präzisen Messwerte ermöglichen es, die unbekannte Gitterkonstante zu berechnen.

Tipp: Je genauer deine Messungen, desto exakter wird dein Ergebnis für die Gitterkonstante!

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Konstruktive Interferenz - Maxima entstehen

Konstruktive Interferenz bedeutet Verstärkung der Lichtwellen. Sie tritt auf, wenn Wellenberg auf Wellenberg und Wellental auf Wellental treffen. Die Wellen sind gleichphasig zueinander.

Entscheidend ist der Gangunterschied Δs - das ist der Unterschied der Wegstrecken, die verschiedene Lichtstrahlen zurücklegen. Bei konstruktiver Interferenz muss dieser Gangunterschied ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge λ sein.

Die mathematische Bedingung lautet: Δs = k·λ wobeik=0,1,2,3...istwobei k = 0, 1, 2, 3... ist. Selbst wenn eine Welle um eine ganze Wellenlänge verschoben ist, entsteht trotzdem konstruktive Interferenz.

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Destruktive Interferenz führt zur Auslöschung der Lichtwellen. Hier treffen Wellenberg auf Wellental - die Wellen sind gegenphasig zueinander und löschen sich gegenseitig aus.

Bei destruktiver Interferenz muss der Gangunterschied ein ungeradzahliges Vielfaches einer halben Wellenlänge sein. Die Formel dafür: Δs = 2k+12k+1·λ/2.

Im Interferenzmuster erkennst du die Maxima als weiße/helle Punkte und die Minima als dunkle Bereiche dazwischen. Diese regelmäßige Anordnung macht die Wellennatur des Lichts sichtbar.

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Geometrische Zusammenhänge

Für die Berechnung nutzt du geometrische Beziehungen. Im Gitter gilt: sin(α) = Δs/g (wobei g die Gitterkonstante ist). Daraus folgt: Δs = g·sin(α).

Auf dem Schirm verwendest du: tan(β) = dk/a (dk ist der Abstand zum Maximum, a der Schirmabstand). Diese beiden Dreiecke hängen zusammen, da die Gitterstrahlen im betrachteten Punkt zusammentreffen.

Durch Kombination beider Formeln erhältst du: Δs = g·sintan(dk/a)tan(dk/a). Diese Beziehung ist der Schlüssel zur Berechnung der unbekannten Gitterkonstante.

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Berechnung der Gitterkonstante

Mit den gegebenen Werten berechnest du die Gitterkonstante g. Gegeben: a = 74,5 cm, λ = 623,8 nm, dk = 0,7 cm (halber Abstand zwischen den ersten Maxima), k = 1.

Die Strecke zwischen den ersten Maxima beträgt 1,4 cm, geteilt durch 2 ergibt dk = 0,7 cm. Mit der Formel k·λ = g·sintan(dk/a)tan(dk/a) stellst du nach g um: g = k·λ / sintan(dk/a)tan(dk/a).

Das Ergebnis: g = 6,6·10⁻⁶ m. Diese winzige Gitterkonstante zeigt, wie präzise optische Gitter strukturiert sind.

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Im nullten Maximum haben alle Farben denselben Gangunterschied Δs=0Δs = 0, weshalb du weißes Licht wahrnimmst. In den anderen Maxima unterscheidet sich die Wegdifferenz für jede Farbe, da alle verschiedene Wellenlängen haben.

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Die Wegdifferenz hängt direkt von der Wellenlänge ab: Δs = k·λ. Für das erste Maximum k=1k=1 gilt: Blaues Licht hat Δs = 430-490 nm, rotes Licht Δs = 640-770 nm.

Je größer die Wellenlänge, desto größer die Beugung und desto weiter außen erscheint die Farbe im Spektrum. Diese wellenlängenabhängige Beugung ermöglicht die spektrale Zerlegung des Lichts.

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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