vorlesungsexperimente tu chemnitz institut für physik
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VORLESUNGSEXPERIMENTE TU CHEMNITZ INSTITUT FÜR PHYSIK Inhaltsverzeichnis Seite 1. Einführung ...........................................................................................................................2 2. Mechanik Punktmasse ........................................................................................................3 3. Mechanik starrer Körper......................................................................................................8 4. Mechanische Schwingungen ............................................................................................10 5. Mechanische Wellen .........................................................................................................14 6. Schall.................................................................................................................................16 7. Mechanik fester Körper .....................................................................................................18 8. Ruhende Flüssigkeiten......................................................................................................22 9. Strömende Medien ............................................................................................................24 10. Ruhende Gase ..................................................................................................................26 11. Kinetische Wärmetheorie ..................................................................................................27 12. Wärmemenge – 1. Hauptsatz ...........................................................................................29 13. Zweiter Hauptsatz .............................................................................................................31 14. Grundstromkreis................................................................................................................32 15. Elektrostatik.......................................................................................................................33 16. Magnetostatik ....................................................................................................................36 17. Elektrodynamik..................................................................................................................37 18. Leitungsvorgänge..............................................................................................................42 19. Geometrische Optik...........................................................................................................46 20. Physikalische Optik ...........................................................................................................50 21. Photometrie .......................................................................................................................55 22. Elektromagnetische Wellen...............................................................................................57 23. Elektronik...........................................................................................................................60 24. Struktur der Materie...........................................................................................................63 Einführung 1. Einführung V1/0001 V1/0002 V1/0003 V1/0004 V1/0005 V1/0011 V1/0041 V1/0042 V1/0042-1 V1/0051 V1/0061 V1/0071 V1/0081 V1/1101 V1/1101-1 V1/1102 V1/1103 V1/1104 V1/1111 V1/1202 V1/1203 V1/1301 V1/2104 V1/2106 V1/2107 V1/2111 V1/2301 V1/2302 V1/2303 V1/2304 V1/2305 V1/2306 V1/2307 V1/2308 V1/2309 V1/2310 V1/3001 V1/3002 V1/4001 V1/4002 V1/4003 V1/4004 V1/4004-1 V1/4005 Wie kommt denn das? – Kletteraffe Wie kommt denn das? – Kreisel Tippe-Top Wie kommt denn das? – Fahrradkreisel Wie kommt denn das? – Oberflächenspannung Wie kommt denn das? – Zwei Luftballons Wie kommt denn das? – Suffi (Trinkente) Wie kommt denn das? – Kaleidoskop Wie kommt denn das? – Verzauberte Schrift „hohe Eiche“ Alternative zu 1/0042 Wie kommt denn das? – Schwingung im Festkörper Wie kommt denn das? – Elektrostatik Wie kommt denn das? – Influenz Wie kommt denn das? – Wunderlampe Farbige Schatten Alternative zu 1/1101 Optische Täuschung – Längentäuschung Mach’sche Streifen Visionspersistenz des Auges Mischung 1+1<2 Vektor im Raum Drehwinkel ist kein Vektor Modell partielles Differential Interferenzkomperator Längenmessung – induktiv Dehnungsmessstreifen Räumlicher Einheitswinkel Stroboskopischer Effekt Stroboskopischer Effekt Kurzzeitmessung mit Kathodenstrahloszillographen Messung der Stoßzeit Persönliche Gleichung bei Zeitmessung Zeitmessung mit Lissajous-Figuren Stroboskopische Bewegungsanalyse Drehzahlmessung mit Stroboskop Stroboskopie – Kuriosa Messung der Öffnungszeiten von Kameraverschlüssen Differentiale in der Physik Alternative zu 1/3001 mit dem Rechner Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften Alternative zu 1/4004 Kräfteparallelogramm -2- Mechanik Punktmasse 2. Mechanik Punktmasse 2.0. Darstellungsmöglichkeiten V2/0001 V2/0003 V2/0004 2.1. Rotation und Translation mit Fahrrad Schraubenlinie im Vectorscope Ortsvektor mit Vectorscope Kinematik 2.1.1. Messung V2/1101 2.1.2. Messung der Geschwindigkeit einer Pistolenkugel Eindimensionale Bewegung 2.1.2.0. Luftkissenbahn V2/1200 V2/1200-1 V2/1201 V2/1205 2.1.2.1. Luftkissenbahn geneigt V2/1210 V2/1212 V2/1214 2.1.2.2. V2/1221 Luftkissenbahn – Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung mit Rechner v = const mit Luftkissenbahn und Rechner Freier Fall V2/1230 V2/1232 V2/1233 V2/1234 V2/1235 V2/1236 V2/1237 V2/1238 2.1.2.4. Luftkissenbahn – beschleunigte Neigung Luftkissenbahn – geneigte Ebene nach unten Luftkissenbahn – geneigte Ebene nach oben Luftkissenbahn mit Rechner V2/1220 2.1.2.3. Luftkissenbahn – Einstellung Luftkissenbahn mit Rechner Luftkissenbahn – x-Messung mit Laser Luftkissenbahn – Bewegung mit v = const Freier Fall – Fallschnüre Freier Fall – Fallröhre Fallgesetze mit rotierender Spritzdüse Freier Fall ohne Luftreibung Pappe auf Klotz Bestimmung der Erdbeschleunigung Freier Fall bei stroboskopischer Beleuchtung Freier Fall – Aufzeichnung mit Speicheroszillograph Fall mit Luftwiderstand Papierbogen, -knäuel im Vergleich Geneigte Ebene V2/1241 V2/1242 v = sqrt(2gh) unabhängig vom Weg Fallrinne mit elektrischen Kontakten -3- 2.1.3. Wurfbewegung V2/1301 V2/1302 V2/1302 V2/1304 2.1.4. Kreisbewegung V2/1411 V2/1412 V2/1421 V2/1422 V2/1423 2.2. Schiefer Wurf – Wasserstrahl Freier Fall – waagerechter Wurf (Grimsehl-Apparat) Wurf – stroboskopische Beleuchtung Hinweise zu 2/1303 Zentralbeschleunigung Drehbewegung Winkelgeschwindigkeit mit Vectorscope Winkelgeschwindigkeit Modellscheibe Winkelgeschwindigkeit Fahrradfelge als Modell Drehbewegung Zentripetalkraft mit Vectorscope Newton’sche Axiome 2.2.1. Trägheitsaxiom V2/2100 V2/2100-1 V2/2101 V2/2102 V2/2103 V2/2105 V2/2106 V2/2107 V2/2108 V2/2109 V2/2110 V2/2111 V2/2112 V2/2113 V2/2114 V2/2120 2.2.2. Grundgesetz der Mechanik V2/2202 V2/2202-1 V2/2203 V2/2204 V2/2205 V2/2206 V2/2212 V2/2232 2.2.3. Trägheit kleiner auf großem Wagen 2/2100 mit TV Trägheit einer großen Eisenmasse: Hammer-Nagel-Hand Trägheit – Kugel mit zwei Fäden Trägheit – Klorolle Trägheit – Turm von Münzen Trägheit – Feile-Feilenheft Trägheit – 2 Weingläser Holzstab Trägheit – Holzstab-Papierröllchen-Rasierklingen Trägheit – Schlag gegen Tür Trägheit – Teller auf Tuch Trägheit – flotter Kellner Trägheit Bleistift-Zeitung Trägheit Blechplatte-Zeitung (auch Bernoulli) Trägheit – Glasplatte mit Loch Luftkissenbahn – Trägheitsaxiom Nachweis f = m ∗ a mit Luftkissenbahn und Lichtschranke Nachweis f = m ∗ a mit Luftkissenbahn, Newtonmeter und CASSY Kraftmessbügel Durchbiegung – statische Kraftwirkung Lineares Kraftgesetz Federkraftmesser – 1 Newton Tangentialkraft – Schleifscheibe Masse – Gewicht (Tür verschieben) Gegenwirkungsprinzip V2/2301 V2/2302 V2/2304 V2/2304-1 V2/2305 V2/2306 V2/2307 V2/2307-1 V2/2308 actio = reactio an zwei Wagen Rückstoßauto Luftreaktionsrädchen Freihand zu 2/2304 Federkraft auf zwei Modelleisenbahnwagen Segners Wasserrad actio = reactio (CO2 Patrone) Wasserrakete Newton-Axiom 3 (magnetische Kräfte) -4- 2.2.5. Innere Kräfte V2/2501 V2/2503 V2/2504 2.3. Wie 2/2308 Abgeschlossenes System – verschiedene Kräfte Innere Kräfte Erhaltungssätze V2/3100 2.3.2. Erhaltungssatz für die Masse (Rotwein/Wasser) Energieerhaltung V2/3201 V2/2302 V2/2303 V2/2304 V2/2305 V2/3206 V2/3207 V2/3208 V2/3209 V2/3210 V2/3211 V2/3212 2.3.3. v = sqrt ( 2gh ) unabhängig vom Weg Hemmungspendel E pot = E kin Atwood-Fallmaschine Kugeltanz Tischtennisball Kugeltanz Stahlkugel/Glaslinse Energiesatz elastische Bälle E = E kin = const . Luftkissenbahn pot Luftkissenbahn Potentialfalle – Energiesatz Flaschenzug Springscheibe – potentielle Energie Energiesatz – nichtkonservative Kräfte Schleifenbahn Impulserhaltung V2/3300 V2/3301 V2/3302 V2/3311 V2/3312 V2/3313 V2/3314 V2/3315 V2/3316 V2/3317 V2/3318 V2/3320 V2/3321 V2/3322 V2/3323 V2/3324 V2/3325 V2/3330 V2/3331 V2/3332 V2/3333 V2/3334 V2/3335 V2/3336 V2/3337 V2/3338 Kraftstoß – Messung mit Spiegelgalvanometer Kraftstoß – Ei fallenlassen Kraftstoß mit Luftkissenbahn, CASSY und Newtonmeter Impulserhaltungssatz – Wagen ruht Impulserhaltungssatz – laufenden Wagen verlassen Impulserhaltungssatz – gegen rollenden Wagen laufen Impulserhaltungssatz – über Wagen laufen Impulserhaltungssatz – schräg gegen Wagen laufen Schwerpunktsatz Abgeschlossenes System Schwerpunkt Pendelwagen Kugelstoßapparat – 1 Kugel Kugelstoßapparat – 2 Kugeln Kugelstoßapparat – 3 Kugeln Kugelstoßapparat – 4 Kugeln Kugelstoßapparat – 5 Kugeln Unelastischer Stoß – Pb-Schrot-Säckchen Elastischer Stoß – Kugeln gleicher Masse Elastischer Stoß – v 1 = v 2 Elastischer Stoß – v 1 <> v 2 Elastischer Stoß – Reflexion Elastischer Stoß – Wagen gegen Wagen Rückprallhärteprüfer Elastischer Stoß – klein gegen groß Elastischer Stoß – groß gegen klein Elastischer Stoß m1 ~ 2 * m 2 -5- 2.3.4. Elastischer Stoß V2/3400 Stoßversuche mit Luftkissenbahn V2/3410 Luftkissenbahn – Impulserhaltungssatz V2/3411 V2/3412 V2/3413 p=0 Luftkissenbahn – Impulserhaltungssatz m1 <> m 2 Luftkissenbahn – Impulserhaltungssatz innere Kräfte Gegenversuch zu 2/3412 v2 = 0 Luftkissenbahn – elastischer Stoß m1 = m 2 V2/3420 V2/3421 V2/3441 V2/3442 V2/3443 2.3.5. V2/3544 V2/3545 V2/3611 V2/3615 Ballistisches Pendel mit Luftgewehr Schiefer Stoß m1 = m 2 mit Münzen Schiefer Stoß mit Luftkissentisch Schiefer Stoß m1 <> m 2 mit Münzen Schiefer Stoß – Plastikball Nichtzentraler Stoß mit Vectorscope Zentralkräfte V2/4101 V2/4111 V2/4112 V2/4113 V2/4211 V2/4301 V2/4302 V2/4303 2.5. Luftkissenbahn – plastischer Stoß Ballistisches Pendel Plastischer Stoß Unelastischer Stoß – klein gegen groß Unelastischer Stoß – groß gegen klein Unelastischer Stoß m1 <> m 2 Nichtzentraler Stoß Rechner V2/3700 2.4. Luftkissenbahn – elastischer Stoß Elastischer Stoß – gleiche Münzen Elastischer Stoß – verschiedene Münzen Elastischer Stoß – Münzreihe Nichtzentraler Stoß Freihand V2/3601 V2/3602 2.3.7. p ges = 0 Plastischer Stoß V2/3530 V2/3540 V2/3541 V2/3542 V2/3543 2.3.6. m1 = m 2 Potentialtopf CONATEX Flächengeschwindigkeit („indischer Seiltrick“) Flächensatz – Kugel wickelt sich um Stab Pendel für Zentralbewegung mit Vectorscope Drehwaage von Cavendish Modell Zentralbewegung auf Luftkissentisch Bewegung in Potentialmulde – Kugel in Uhrglas Bewegung in Potentialmulde – Pendel Trägheitskräfte 2.5.1. Eindimensionale Bewegung V2/5100 V2/5101 V2/5101-1 V2/5102 V2/5103 V2/5104 V2/5105 Trägheitskräfte – Masse an Federwaage Ruhendes-beschleunigtes Bezugssystem – Wagen auf Wagen Wie 2/5101 mit TV Wagen mit Klotz in der Horizontalen Wagen mit Klotz auf geneigter Ebene Trägheitskräfte – 2 Massestücke – Seidenpapier Trägheitskräfte – Fahrstuhlmodell -6- V2/5107 V2/5108 2.5.2. Zentrifugalkraft V2/5200 V2/5201 V2/5202 V2/5203 V2/5204 V2/5205 V2/5206 V2/5207 V2/5208 2.5.3. Poggendorff’sche Waage – mittlere Masse abwärts Poggendorff’sche Waage – mittlere Masse aufwärts Zentrifugalkraft – Wattsches Doppelpendel Zentrifugalkraft – Kugelschwebe Schleifenbahn Rotationsstarre – „Kreissäge“ aus Papier Rotationsstarre – laufende Kette Fliehkrafttachometer Zentrifugalkraft – Bierflasche Hemmungspendel – Schleifenbahn Zentralbeschleunigung/Zentrifugalbeschleunigung Corioliskraft V2/5301 V2/5302 V2/5303 V2/5303-1 V2/5306 V2/5307 V2/5308 Corioliskräfte – Spielzeugpistole auf Drehtisch Corioliskräfte – berußte Kugel von Mitte nach Rand Foucault – Pendel Foucault – Pendel mit TV Corioliskräfte – Kugel von Rand nach Rand Corioliskräfte – Kugel über schnell rotierende Scheibe Corioliskräfte – Kugel von Peripherie nach innen -7- Mechanik starrer Körper 3. Mechanik starrer Körper 3.0. Modelle V3/0001 V3/0002 V3/0003 V3/0004 V3/0005 3.1. Grundlagen V3/1001 V3/1002 V3/1101 V3/1501 V3/1502 V3/1503 3.2. Drehmoment als freier Vektor Drehmomentscheibe Drehmomentwaage Folgsame/Unfolgsame Garnrolle Drehmomente im magnetischen Feld Drehmoment mit Drillachsen Hebel nach Huygens Vektorcharakter des Drehmomentes – Motor auf Drehscheibe Drehbewegung V3/3101 V3/3102 V3/3103 V3/3105 V3/3201 V3/3301 V3/3501 V3/3502 V3/3503 V3/3511 3.4. Zerlegung paralleler Kräfte Parallele Kräfte Potentialflaschenzug Gleichgewicht – Schwerpunkt Schwerpunkt – Massenmittelpunkt Massenmittelpunkt – irres System Drehmoment V3/2100 V3/2101 V3/2102 V3/2103 V3/2104 V3/2105 V3/2106 V3/2107 3.3. Freiheitsgrade – Punkt auf Bahn Freiheitsgrade – Punkt auf Ebene Freiheitsgrade – Punkt im kartesischen Koordinatensystem Freiheitsgrade – 2 Punkte im kartesischen Koordinatensystem Freiheitsgrade – starrer Körper im kartesischen Koordinatensystem Pohl’sche Rollen Achsenlage bei Rotation eines Körpers Trägheitsmoment – Schwingtisch Modell Flächenträgheitsmoment – 3 Massen Trägheitsmoment äquatorial – polar Drillachse für Trägheitsmoment und Steiner’scher Satz Rotations- und Translationsenergie „Wilhelms Kugeln“ Maxwell’sche Scheibe – Energiesatz bei Rotation Energieerhaltungssatz Yo-Yo Energie der Rotation (rohes Ei) Drehimpuls V3/4001 V3/4002 V3/4003 V3/4004 V3/4005 V3/4006 V3/4007 V3/4008 V3/4010 V3/4011 Drehimpuls am Fahrradkreisel Lk=-Ls Drehimpuls am Fahrradkreisel Lk=-Ls und kippen Drehimpuls am Fahrradkreisel senkrecht angedr. Kreis. kippen Drehimpuls am Fahrradkreisel von außen kippen Drehimpuls am Fahrradkreisel von außen abbremsen Drehschemel mit Schwunghammer waagerecht Drehschemel mit Schwunghammer senkrecht Drehschemel mit Schwunghammer kreisen Massenträgheitsmoment auf Drehscheibe ändern (Pirouette) Drehimpuls einer Taschenuhr -8- V3/4012 V3/4021 3.5. Drehimpuls eines Staubsaugers Drehimpuls rohes/gekochtes Ei Kreisel 3.5.1. Freie Achsen V3/5101 V3/5102 V3/5104 V3/5105 V3/5106 V3/5107 V3/5108 V3/5109 V3/5109-1 V3/5109-2 V3/5110 V3/5111 V3/5112 V3/5112-1 V3/5113 3.5.2. Kräftefreier Kreisel V3/5201 V3/5211 V3/5221 V3/5224 V3/5225 V3/5226 V3/5227 V3/5228 V3/5231 3.5.3. Trägheitsellipsoide 4 Stück Kiste werfen – stabile Achsen Stabile Achsen – Holzscheibe Stabile Achsen – Kette Stabile Achsen – Erde-Mond-Modell Stabile Achsen – Hantel Freie Achsen eines Quaders Freie Achsen – Doppelkegel Freie Achsen – Deutschland mir markiertem Massenmittelpunkt Freie Achsen – Puppe Freie Achsen – Tanzender Reifen Freie Achsen – Schlüssel Freie Achsen – Metallscheibe Freie Achsen – Waagschale Freie Achsen – Hula-Reifen Momentane Drehachse Kreisel mit und ohne Nutation Figurenachse und momentane Drehachse Fahrradkreisel Kreiselachsen und –kegel Achsen beim kräftefreien Kreisel Kurskreisel – Modell Kreisel Einführung PHYWE – Kreisel mit Magnetachse Kreisel mit und ohne Präzession Kreisel mit Präzession V3/5300 V3/5301 V3/5302 V3/5303 V3/5304 V3/5305 V3/5306 V3/5307 V3/5307-1 V3/5308 V3/5309 V3/5310 V3/5311 V3/5312 V3/5313 Kreisel – Drehimpulserhaltungssatz Diskus Vorversuch Pappscheibe als Diskus Kreisel unter Einwirkung eines Drehmomentes Präzessionsgeschwindigkeit = f(Drehmoment) Präzessionsgeschwindigkeit = f(Winkelgeschwindigkeit) Bummerang Kollergang Fahrradmodell – freihändig fahren lassen Fahrradmodell – freihändig lenken Kreisel (raumfeste Drehimpulsachse) Fahrradkreisel läuft auf Schnur Fahrradkreisel vollführt Präzession Erzwungene Präzession Präzessionsbewegung eines kardanisch aufgehängten Kreisels Kreisel mit Magnetachse unter Einwirkung eines B-Feldes -9- Mechanische Schwingungen 4. Mechanische Schwingungen 4.0. Darstellungsmöglichkeiten V4/0001 V4/0006 V4/0007 V4/0008 V4/0009 V4/0104 Gleichgewichtslagen Torsionsschwingungen Darstellung einer Schwingung mit Drehspiegel Gedämpfte/ungedämpfte Schwingung 2 Federn in Wasser Pendel mit Ankerhemmung Sinus-, Rechteck- und Sägezahnschwingung mit Funktionsgenerator wie 4/0104 mit Darstellung im Oszillograf Euler-Verfahren zur Berechnung einer Schwingung V4/0105 V4/0201 4.1. Freie Schwingung 4.1.0. Einführung V4/1001 V4/1002 4.1.1. Federschwinger V4/1101 V4/1102 V4/1103 V4/1104 V4/1105 V4/1106 V4/1107 V4/1108 V4/1109 V4/1109-1 V4/1109-2 V4/1109-3 V4/1110 V4/1111 V4/1121 V4/1122 V4/1123 V4/1124 4.1.2. Fadenpendel Fadenpendel weiche Feder und Masse Kreisbewegung – Sinus im Vectorscope Kreisbewegung – Schwingung Lineares Kraftgesetz – harmonische Schwingung Federschwinger – Abhängigkeit von der Masse Federschwinger – Abhängigkeit von der Federkonstante Gedämpfte Blattfederschwingung mit Drehspiegel Erzwungene Schwingung mit Drehspiegel Schwingung mit Speicheroszillograf schreiben Schwingung auf Luftkissen Wie 4/1109 – Masse ändern Wie 4/1009 – Federkonstante ändern Wie 4/1109 – Masse und Federkonstante ändern Schwingung auf Luftkissenbahn mit Rechner dargestellt Drehschwingungen – harmonische Schwingungen Schwingung mit Wagen auf Glasbahn Wie 4/1121 – Masse ändern Wie 4/1121 – Federkonstante ändern Wie 4/1121 – Masse und Federkonstante ändern Mathematisches Pendel V4/1200 V4/1201 V4/1202 V4/1203 V4/1204 V4/1205 V4/1206 Mathematisches Pendel – Unabhängigkeit von der Masse Mathematisches Pendel – T = f (Länge ) Mach’sches Pendel – T = f (g ) Sekundenpendel Quasielastische Kräfte bei Pendelauslenkung Zykloidenpendel Differentialgleichung für mathematisches Pendel beliebiger Auslenkung - 10 - 4.1.3. Physisches Pendel V4/1301 V4/1303 V4/1304 V4/1305 4.2. Physisches Pendel Glockenpendel – reduzierte Pendellänge Reifenpendel Physische Pendel gleicher Schwingungsdauer Gedämpfte Schwingung V4/2001 V4/2003 V4/2005 V4/2006 V4/2007 V4/2008 4.3. Gedämpfte Schwingung infolge Öls – Schwingfall Wie 4/2001 – Kriechfall Gedämpfte elektrische Schwingung mit Speicheroszillograf Gedämpfte Schwingung – Schwingfall-Kriechfall mit USG Gedämpfte Schwingung mit Spiegelgalvanometer Gedämpfte Schwingung – vergrößerte Schwingungsdauer Erzwungene Schwingung 4.3.0.0. Fremderregung V4/3001 V4/3002 V4/3003 V4/3005 V4/3006 V4/3007 V4/3008 4.3.0.1. Resonanz V4/3011 V4/3012 V4/3013 V4/3014 V4/3015 V4/3016 V4/3017 V4/3018 4.3.0.2. Resonanz zweier Stimmgabeln Erzwungene Schwingung – singende Gläser Resonanzkatastrophe – Einsturz der Tacoma-Narrows-Bridge Luftkissenbahn – erzwungene Schwingung Resonanz mit Schwingtopf Resonanz – Oberton durch höheren Grundton erregt Resonanz – Grundton durch Oberton eines tieferen Tones erregt Akkord durch tieferen Cluster erregt Kopplung V4/3021 V4/3022 V4/3023 V4/3024 V4/3025 4.4. Pohl’sches Pendel Zungenfrequenzmesser – Freihand Kritische Drehzahl – Drehmaschinenmodell Zungenfrequenzmesser Resonanzkurve – Pendelreihe Zungenfrequenzmesser – elektrisch erregt Erzwungene Schwingung – weiche Feder Zwei gekoppelte Fadenpendel – lose Kopplung Gekoppelte Fadenpendel – feste Kopplung durch tiefere Lage Gekoppelte Fadenpendel – feste Kopplung über größere Masse Gekoppelte Fadenpendel – erzwungene Schwingung Erzwungene Schwingung – Resonanz am mathematischen Pendel Koppelschwingung 4.4.0. Kopplung V4/4001 V4/4002 V4/4003 V4/4007 V4/4008 V4/4009 V4/4010 V4/4011 Gekoppelte Stabpendel – gleiche Phase Gekoppelte Stabpendel – in Gegenphase Gekoppelte Stabpendel – anfangs eins in Ruhe Mit Feder gekoppelte Stabpendel – gleiche Länge Mit Feder gekoppelte Stabpendel – etwas verschiedene Länge Gekoppelte Federpendel Gekoppelte Quer- und Längsschwingungen Zwei Fadenpendel untereinander – kleine Masse auslenken - 11 - V4/4012 V4/4013 V4/4014 V4/4015 V4/4021 V4/4025 V4/4031 V4/4032 V4/4033 V4/4034 V4/4041 V4/4042 V4/4043 4.4.5. Parametrische Resonanz V4/4501 V4/4502 4.5. Addition V4/5101 V4/5102 V4/5103 V4/5104 4.5.2. 4.5.3. Überlagerung von Schwingungen – gleichphasig Überlagerung von Schwingungen – gegenphasig Zum Additionstheorem für Sinusfunktionen Zum Additionstheorem Sinus – Umkehr zu 4/5103 Schwebung V4/5202 V4/5204 V4/5205 Schwebungen mit Stimmgabeln Überlagerung von Schwingungen Wie 4/5204 Senkrecht zueinander V4/5301 V4/5310 V4/5312 V4/5313 V4/5314 V4/5323 V4/5324 V4/5331 Kreuzpendel Überlagerung senkrechter Schwingungen – verschiedene Phase Überlagerung mit konstanter Phasenlage – Kreis Überlagerung mit konstanter Phasenlage – Gerade Lissajous-Figuren mit zwei Spiegeln Lissajous-Figuren mit Oszillograf Wie 4/5314 Kreiszykloiden Kippschwingung V4/6001 V4/6002 4.7. Parametrische Erregung eines langen Fadenpendels Parametrische Resonanz Federschwinger – Pendel Überlagerung 4.5.1. 4.6. Zwei Fadenpendel untereinander – große Masse auslenken Zwei Fadenpendel untereinander – gegenseitig auslenken Zwei Fadenpendel untereinander – gleichseitig auslenken Gekoppelte Pendel mit CASSY darstellen Kopplung longitudinal – Torsionsschwingung Schlingertank Elektroakustische Rückkopplung mit Stimmgabel Akustische Rückkopplung über Stimmgabelresonator Mechanische Rückkopplung am Wasserstrahl Akustische Rückkopplung mit Verstärkeranlage Mehrere gekoppelte Fadenpendel in Resonanz – quer Wie 4/4041 – aber Längsschwingung Wie 4/4041 – Längs- und Querschwingung Kippschwingung – Klapperbrunnen Kippschwingung – stoßweises Auslaufen von Wasser Ausgedehnte Medien V4/7001 V4/7002 V4/7003 V4/7004 V4/7005 V4/7006 V4/7007 Eigenschwingung – 1 Kugel, 2 Federn Eigenschwingung – 2 Kugeln, 3 Federn Eigenschwingung – 3Kugeln, 4 Federn Schwingung ausgedehnter Medien – Flachmaterialstreifen Schwingung ausgedehnter Medien – Lage eines Knotens Resonanz von Luftsäulen Monochord - 12 - V4/7008 V4/7009 V4/7010 4.8. Eigenschwingungen des Federseils Chladni’sche Klangfiguren Heißluftposaune Ergänzungen V4/8001 V4/8002 V4/8003 V4/8004 V4/8005 V4/8007 V4/8008 Fouriersynthese einer Sägezahnfunktion Fourieranalyse eines Klaviertones Konsonanz – Dissonanz Intervalle in verschiedener Tonlage Lissajous-Figuren mit Oberschwingungen eines Monochords Lichttonrad Modell Welte-Lichttonorgel Laserspiele - 13 - Mechanische Wellen 5. Mechanische Wellen 5.0. Aufbauten V5/0001 V5/0002 V5/0100 V5/0151 V5/0152 V5/0153 V5/0154 5.1. Wellenwanne – allgemeiner Aufbau Erregung „fortlaufender“ Wellen Lange Spirale großen Durchmessers „Anaconda“ Lange Spirale – Transversale Störung Lange Spirale – grobe Zeitmessung an der Störung Lange Spirale – Ausbreitung einer longitudinalen Störung Wie 5/0153 – aber mit grober Zeitmessung Modelle 5.1.1. Eindimensionale Wellen V5/1101 V5/1102 V5/1105 V5/1107 5.1.2. Polarisation V5/1201 V5/1202 V5/1203 V5/1204 V5/1205 V5/1206 V5/1207 V5/1211 V5/1212 V5/1213 5.1.3. Entstehung einer Welle – Schraubenmodell Stehende Kreiswelle Kreiswellen fortlaufend Interferenz V5/2001 V5/2002 V5/2003 V5/2004 V5/2005 V5/2011 5.3. Polarisation von Querwellen – Spalt waagerecht Polarisation von Querwellen – Spalt senkrecht Polarisation von Querwellen – Spalt schräg Polarisation von Querwellen – Spalt beliebig Polarisation – zirkular polarisierte Wellen Polarisation – Querwellen – Polarisator und Analysator parallel Polarisation – Querwellen – Polarisator und Analysator senkrecht zueinander Linear polarisierte Welle Zirkular polarisierte Welle Elliptisch polarisierte Welle Modelle V5/1301 V5/1302 V5/1303 5.2. Querwellen – mit Federseil Querwellen – mit Pendelreihe Längswellen-Modellversuch – Mach’sche Wellenmaschine Längswelle – mehrere Haftmagnete Interferenz zweier Kreiswellen Überlagerung zweier Wellen – Modell Zwei Wellen mit geringem Frequenzunterschied Wie 5/2003 – Frequenz angleichen Interferenz mit unterschiedlichen Abstand der Erreger Schwebung f 2 < f 1 und f 2 > f 1 Stehende Wellen V5/3201 V5/3202 V5/3205 Stehende Querwellen – fest und lose Saitenschwingungen Phasensprung bei Reflexion – Federseil - 14 - V5/3206 V5/3207 V5/3208 V5/3301 V5/3302 V5/3402 V5/3403 V5/3501 V5/3502 V5/3601 5.4. Huygens-Prinzip V5/4000 V5/4001 V5/4002 V5/4003 5.5. Beugung an einer Kante Beugung am schmalen Schirm Beugung am Spalt Streuung – Beugung Beugung am Doppelspalt Beugung am Gitter Doppler-Effekt V5/8001 V5/8003 V5/8004 V5/8005 V5/8006 5.9. Brechung einer ebenen Wellenfront Brechung von Kreiswellen Brechung von Wellen – Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit Beugung V5/7001 V5/7101 V5/7201 V5/7211 V5/7301 V5/7401 5.8. Reflexion einer ebenen Wellenfront am ebenen Spiegel Reflexion einer ebenen Wellenfront am Hohlspiegel Brechung V5/6001 V5/6002 V5/6004 5.7. Ebene Wellenfronten fortlaufend Ebene Wellenfronten stehend Huygens’sches Prinzip – eine Elementarwelle Huygens’sches Prinzip – Überlagerung von Elementarwellen Reflexion V5/5101 V5/5201 5.6. Phasensprung bei Reflexion – „Anaconda“ Stehende Querwelle Ungestörte Überlagerung von Wellen Chladni-Figuren Heißluftposaune Stehende Längswellen mit „Anaconda“ Stehende Längswellen – elektrisch erregt Stehende Ultraschallwellen Kundt’sche Staubfiguren Stehende 3-cm-Wellen Doppler-Effekt – Pfeife kreist Doppler-Effekt an Wellenwanne Doppler-Effekt mit Frequenzmessung Doppler-Effekt zwei kreisende Lautsprecher Doppler-Effekt mit 3-cm-Wellen Phasen und Gruppen V5/9001 V5/9002 V5/9003 V5/9004 V5/9005 V5/9006 Phasen- und Gruppengeschwindigkeit Signalübertragung durch mechanische Wellen mit Federseil Signalübertragung durch Schallwellen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit mit Rechner Fouriersynthese für Wellengruppen mit Rechner Fourierintegrale von Gruppen aus Mozart KV281 und KV331 - 15 - Schall 6. Schall 6.1. Schallausbreitung V6/1001 6.2. Klingel im Vakuum Schallfeld 6.2.0. Aufbauten V6/2001 V6/2010 6.2.1. Messungen V6/2100 V6/2101 V6/2102 V6/2111 V6/2112 V6/2113 6.2.3. Interferenz zweier kohärenter Schallquellen Interferenz zweier kohärenter Ultraschallwellen Fesnel-Spiegelversuch mit Ultraschallwellen Interferenz von Schallwellen – gleichphasig Interferenz von Ultraschallwellen – gleichphasig Interferenz von Schallwellen – gegenphasig Interferenz von Ultraschallwellen – gegenphasig Lloyd’scher Spiegelversuch mit Ultraschallwellen Austasten eines Ultraschall-Interferenzfeldes Stehende Ultraschallwellen mit Rechner Stehende Ultraschallwellen mit Oszillograf Beugung V6/2501 V6/2502 V6/2503 V6/2504 6.2.6. Reflexion von Ultraschallwellen Interferenz V6/2401 V6/2401-1 V6/2402 V6/2403 V6/2403-1 V6/2404 V6/2404-1 V6/2405 V6/2406 V6/2411 V6/2411-1 6.2.5. Schallfeld mit Ultraschall – Grundaufbau komplett Schallfeld mit Ultraschall – Grundaufbau nur Rechner Schallfeld mit Ultraschall – Grundaufbau nur Oszillograf Wellenfront zeichnen mit Ultraschallaufbau Phasenlage einer Wellenfront mit Ultraschall Schallgeschwindigkeitsbestimmung mit Ultraschall Reflexion Brechung V6/2302 6.2.4. Schallfeld mit Hörschall – Grundaufbau Ultraschallwellen – Grundaufbau Beugung von Ultraschallwellen an der Kante Beugung von Ultraschallwellen am Spalt Beugung von Ultraschallwellen am Doppelspalt Beugung von Ultraschallwellen am Gitter Stehende Wellen V6/2601 V6/2602 V6/2603 V6/2604 V6/2605 V6/2606 Stehende Ultraschallwellen Kundt’sche Staubfiguren – verschiedene Gase Kundt’sche Staubfiguren – verschiedene Töne Schwingende Luftsäule – Heißluftposaune Schwingung ausgedehnter Medien (Bierflasche) Helmholtz-Resonatoren - 16 - 6.2.7. V6/2701 6.2.8. Schallerzeuger V6/2802 V6/2803 V6/2804 6.3. Lippenpfeife offen – gedackt Lippenpfeife – Pfeifenlänge Lippenpfeife – Obertöne Schallempfindungen V6/3001 V6/3002 V6/3004 V7/3005 6.4. Interferenzversuch nach Quincke Hörbereich des Ohres Fourieranalyse eines Klaviertones Intervalle in verschiedener Tonlage Genauigkeit Tonhöhenbestimmung abhängig von Tondauer Ultraschall V6/4000 V6/4001 V6/4002 V6/4003 V6/4021 V6/4022 V6/4030 V6/4101 Ultraschall 300 kHz – Grundaufbau Stehende Ultraschallwellen Beugung von Ultraschallwellen an Kante Reflexion von Ultraschallwellen Entgasung einer Flüssigkeit mit Ultraschall Entgasung einer Flüssigkeit mit Ultraschallreinigungsgerät Ultraschallwind Ultraschallerzeugung mit Galtonpfeife - 17 - Mechanik fester Körper 7. Mechanik fester Körper 7.1. Festkörpertheorie 7.1.1. Gittermodelle V7/1101 V7/1102 V7/1103 V7/1104 V7/1104-1 V7/1104-2 V7/1105 V7/1105-1 V7/1105-2 V7/1106 V7/1106-1 V7/1106-2 V7/1107 V7/1108 V7/1109 V7/1110 V7/1110-1 V7/1110-2 V7/1111 V7/1111-1 V7/1112 V7/1112-1 V7/1112-2 V7/1113 V7/1113-1 V7/1114 V7/1114-4 V7/1115 V7/1116 V7/1116-1 V7/1117 V7/1117-1 V7/1117-2 V7/1120 7.1.2. Realversuche zum Gitter V7/1251 V7/1261 V7/1262 V7/1271 7.1.3. Elementarzelle – kubisch Elementarzelle – kubisch flächenzentriert Elementarzelle – kubisch raumzentriert Graphitgitter Graphitgitter Graphitgitter Diamantgitter Diamantgitter – Würfelausschnitt Diamantgitter – viele Atome Natriumchlorid – Gitter Natriumchlorid – Gitter PHYWE Natriumchlorid – Gitter dicht Cäsiumchlorid – Gitter Gitter von Eis Kalziumfluorid – Gitter Gitter von Quarz Gitter von Kohlendioxid Gitter von Jod Bravais-Gitter – triklin Bravais-Gitter – triklin Bravais-Gitter – monoklin primitiv Bravais-Gitter – monoklin basiszentriert Wie 7/1112 Bravais-Gitter – orthorhombisch primitiv Bravais-Gitter – orthorhombisch basiszentriert Bravais-Gitter – tetragonal primitiv Bravais-Gitter – tetragonal raumzentriert Bravais-Gitter – hexagonal primitiv Bravais-Gitter – rhomboedrisch als Rhombus Bravais-Gitter – rhomboedrisch als hexagonale Säule (hcp) Bravais-Gitter – kubisch primitiv Bravais-Gitter – kfz, fcc Bravais-Gitter krz, bcc Gitterschwingungen im Festkörper Wachsen von Kristallen Spaltbarkeit mit festen Kantenwinkel bei NaCl Spaltbarkeit in Schichten bei Gips (Marienglas) Anisotropie – Schlagfiguren bei Glimmer Gitterfehler V7/1301 V7/1302 V7/1303 V7/1311 V7/1312 V7/1313 V7/1314 Verfestigung Steifigkeit eines gereckten Drahtes Kupferdraht – weich oder als Nagel zu verwenden Verzerrung im Gitter durch Substitution Verzerrung des Gitters durch Zwischengitterbausteine Verzerrung im Gitter durch Substitution auf Luftkissentisch Verzerrung im Gitter durch Zwischengitterbaustein mit LKT - 18 - V7/1340 V7/1351 V7/1352 V7/1353 V7/1354 V7/1355 V7/1381 V7/1382 7.1.4. Gittermodelle V7/1400 V7/1401 V7/1402 V7/1403 V7/1404 V7/1405 V7/1406 V7/1407 V7/1421 V7/1422 V7/1423 V7/1423-1 V7/1424 V7/1425 V7/1426 V7/1431 V7/1432 V7/1433 V7/1441 V7/1442 V7/1443 V7/1444 7.1.5. Kristallbaukasten TT – Modell zur Keimbildung 2 Bausteine TT – Gittermodell 3 Atome längs TT – Gittermodell 3 Atome abgewickelt TT – Gittermodell 3 Atome Dreieck TT – Gittermodell 4 Atome längs TT – Gittermodell 4 Atome Quadrat TT – Gittermodell 4 Atome Parallelepiped TT – Gittermodell 3 Lagen für fcc TT – Gittermodell für hcp TT – Gittermodell hcp aus 3 Schichten TT – Gittermodell hcp aus 4 Ebenen fest aufgebaut TT – Gittermodell fcc aus 3 Schichten TT – Gittermodell kubisches Gitter aus 3 Lagen TT – Gittermodell fcc Gitter aus 3 Lagen kubisches Gitter TT – Gittermodell einfach kubisch TT – Gittermodell kfz TT – Gittermodell krz TT – Gittermodell Gitter aus 5 Ebenen TT – Gittermodell 3 quadratische Schichten gleicher Größe TT – Gittermodell fcc-Gitter mit angeschnittener 111 Ebene kfz aus 111 oder 100 Ebenen zusammengesetzt Seifenblasenmodell V7/1500 V7/1501 V7/1502 V7/1503 V7/1504 V7/1505 V7/1511 V7/1512 7.1.6. Wandern von Versetzungen Versetzungen – Bleiglocke Versetzungen – Bleiglocke mit flüssigem Stickstoff Vergleich zu 7/1352 Ni-Glocke Beweglichkeit von Gitterversetzungen Alu Wie 7/1354 mit Blei Modell elastische Verformung (Buch) Modell plastische Verformung (Bündel von Broschüren) Seifenblasenmodell – Grundaufbau Kristallwachstum – 2 Seifenblasen Kristallwachstum – 3 Seifenblasen Kristallwachstum – Anlagern an Reihe Kristallwachstum – Anlagern an 2 Nachbarn Kristallwachstum – anlagern an 3 Nachbarn Kristallwachstum – Realkristall Versetzungen Kristallwachstum – Realkristall Stör- und Leerstellen Stahlkugelmodell V7/1601 V7/1606 V7/1611 V7/1612 V7/1613 V7/1613-1 V7/1621 V7/1621-1 V7/1622 V7/1622-1 V7/1623 V7/1623-1 V7/1651 Stehlkugelmodell auf Polylux Stahlkugelmodell in Projektion Stahlkugelmodell – Anlagerung an 120°-Ecke Stahlkugelmodell – Anlagerung an lineare Kette Stahlkugelmodell – Bildung eines leeren 6er-Rings Wie 7/1613 Stahlkugelmodell – Tempern Kristallitbildung Wie 7/1621 Stahlkugelmodell – Tempern Verschwinden von Versetzungen Wie 7/1622 Stahlkugelmodell – Tempern stabile 6er Anordnung Wie 7/1623 Modellversuch zur Koaleszenz - 19 - 7.1.7. Modell zu Moiree V7/1701 V7/1702 V7/1711 V7/1712 7.2. Modell zu Moiree durch Drehen von Strichgittern Modell zu Moiree durch Verschieben von Strichgittern Modell zu Moiree durch Drehen von Kreuzgittern Modell zu Moiree durch Verschieben von Kreuzgittern Elastizität/Festigkeit 7.2.1. Dehnung V7/2101 V7/2102 V7/2103 V7/2104 V7/2110 V7/2120 7.2.2. Scherung V7/2201 7.2.3. Drillung – Gummiklotz Torsion eines Stabes Gleichzeitige verschiedenartige elastische Beanspruchung Sonstiges V7/2601 V7/2602 7.2.7. Knickung Torsion V7/2501 V7/2502 V7/2551 7.2.6. Biegung eines Balkens – Blechstreifen Biegung eines Balkens – spannungsoptisch neutrale Faser Durchbiegung eines Balkens – Brett mit Spiegeln Biegung – neutrale Faser Gummischwamm Flächenträgheitsmoment und Biegepfeil Knickung V7/2401 7.2.5. Scherung Biegung V7/2301 V7/2302 V7/2305 V7/2306 V7/2307 7.2.4. Dehnung Hook’sches Gesetz Querkontraktion Verformungsellipse Zusammenhang Druck – Kraft Material oberhalb Fließgrenze Gedächtnisdraht Kerbspannung Elastische Hysterese bei Gummi Tiefe Temperaturen V7/2701 V7/2702 V7/2703 V7/2704 V7/2711 V7/2712 V7/2713 V7/2721 Elastisches Verhalten bei tiefen Temperaturen Gummi Wie 7/2701 mit Würstchen Wie 7/2701 mit Blume Wie 7/2701 mit Elektrokabel Bleiglocke bei tiefer Temperatur Spirale aus Lötzinn bei tiefen Temperaturen Stimmgabel bei tiefen Temperaturen Strukturänderung bei tiefen Temperaturen (Alkohol) - 20 - 7.3. Reibung 7.3.0. Allgemeines V7/3001 V7/3002 V7/3003 V7/3004 V7/3005 7.3.1. Haftreibung/Gleitreibung V7/3101 V7/3102 V7/3103 V7/3104 V7/3105 V7/3106 7.3.4. Reibungswinkel Gleitreibung Gleit-/Haftreibung Reibungskegel Reibungskraft – 3 Hölzer auf Glasplatte Haftreibung > Gleitreibung Haft- oder Gleitreibung unabhängig von der Auflagefläche Haft- oder Gleitreibung hängen von Art der Flächen ab Haft- oder Gleitreibung hängen von der Normalkraft ab Haftreibung – Gleitreibung Haftreibung Freihand mit Streichhölzern Seilreibung V7/3401 V7/3402 V7/3403 V7/7011 V7/7012 Seilreibung Vorversuch Rolle lose Seilreibung Seil über Rolle Seilreibung Seil umschlingt Rolle Helmholtz-Resonatoren Schwingung ausgedehnter Medien Bierflasche - 21 - Ruhende Flüssigkeiten 8. Ruhende Flüssigkeiten 8.0. Modelle V8/0001 8.1. Strukturmodell des Wassermoleküls Freie Beweglichkeit V8/1001 8.2. Freie Beweglichkeit einer Flüssigkeit – rotierende Küvette Druck Auftrieb 8.2.0. Druck-Kraft V8/2001 V8/2002 V8/2003 V8/2004 V8/2005 V8/2006 V8/2007 8.2.2. Kraft und Druck – 2 Spritzen Druckkraft – Druck beim Nähen Druck – Kraft beim Nähen Hydrostatischer Druck – Kraft Gummiwärmflaschen Druck – Druckausbreitung Schlauch in Wellen gelegt Drucksonde Hydrostatisches Paradoxon Druckausbreitung V8/2201 V8/2203 Schlauchwaage Allseitige Druckausbreitung V8/2302 Glastränen im Becherglas 8.2.3. 8.2.5. Auftrieb V8/2501 V8/2502 V8/2503 V8/2504 V8/2505 V8/2506 8.3. Mohrsche Waage Kartesianischer Taucher Auftrieb in Flüssigkeiten – Kugelmodell Fehlender Auftrieb Aräometer Auftrieb – innere Kräfte Oberflächenspannung 8.3.0. Phänomene V8/3000 V8/3001 V8/3002 V8/3003 V8/3004 V8/3005 V8/3006 V8/3007 Oberflächenspannung – Rasierklinge auf Wasser Oberflächenspannung – Abreißmethode Fallender Tropfen in tiefes Wasser – Hochgeschwindigkeits-Film Fallender Tropfen in flaches Wasser – Hochgeschwindigkeitsfilm Oberflächenspannung – mehrere Rasierklingen Oberflächenspannung – Rasierklinge mit 2g belastet Oberflächenspannung - DDR-Mark auf Wasser Oberflächenspannung – Minimalflächen - 22 - 8.3.2. Untersuchungen 8.3.2.0. Kapillarität V8/3201 V8/3202 V8/3203 8.3.2.1. Minimum freie Energie V8/3211 V8/3211-1 V8/3212 V8/3212-1 V8/3213 V8/3214 V8/3215 V8/3215-1 V8/3216 V8/3217 V8/3218 V8/3219 8.3.2.2. Kugelform – schwereloser Tropfen Öl in Wasser/Alkohol Wie 8/3211 mit TV Abbildung Kugelform – Tropfen Anilin in Wasser Wie 8/3212 mit TV Abbildung Oberflächenspannung – 2 verbundene Seifenblasen Oberflächenspannung – sich vereinigende Quecksilbertröpfchen Oberflächenspannung – Fadenschleife im Drahtrahmen Wie 8/3215 mit TV Abbildung Druck in einer Seifenblase Grenzflächenspannung – monomolekulare Schicht Petrol. Lykop Grenzflächenspannung – Öltropfen auf Wasser Grenzflächenspannung – Alkohol auf Wasser Abhängigkeiten V8/3221 V8/3222 V8/3223 8.3.2.3. Steighöhe in Kapillaren Kapillaraszension und –depression Oberflächenspannung – keilförmiges Gefäß Temperaturabhängigkeit der Oberflächenkräfte – Rasierklingen Temperaturabhängigkeit der Oberflächenspannung – Stoff Oberflächenspannung durch Zugabe von Spülmittel ändern Energiegewinn V8/3231 V8/3232 V8/3233 Oberflächenspannung erzeugt Rückstoß – Pappboot Oberflächenspannung verhindert Auftrieb – Ölfasche in Wasser Hg-Tropfen schwingt nach Vereinigung - 23 - Strömende Medien 9. Strömende Medien 9.1. Reibungsfreie Strömung V9/1201 V9/1302 V9/1303 V9/1304 V9/1305 V9/1306 Venturi-Rohr Ausfluss-Gesetz – Glasrohr mit seitlichen Öffnungen Tischtennisball im Luftstrom Plattenpaar – Aerodynamisches Paradoxon Papierkegel und Trichter zum aerodynamischen Paradoxon Ausströmgeschwindigkeit – Vergleich Tischtennisball – Wasserstrahl Pneumatische Längenmessung Ballons im Luftstrom Pneumatische Längenmessung – Gütekontrolle Platte in Parallelströmung – senkrecht gestellt Platte in Parallelströmung – schräg gestellt V9/1307 V9/1308 V9/1309 V9/1311 V9/1312 9.2. Strömung mit Reibung 9.2.1. Schlichte Strömung V9/2110 V9/2111 V9/2112 V9/2113 V9/2114 V9/2130 V9/2132 V9/2133 V9/2134 V9/2135 9.2.2. Innere Reibung einer rotierenden Flüssigkeit Strömung in einer zähen Flüssigkeit Geschwindigkeitsprofil einer laminaren Strömung Druckgefälle in einer Wasserleitung Wasserstrahlpumpe Stromfädenapparat Verengung Stoke’sches Gesetz – Kugeln verschiedener Größe Schlichte Umströmung einer Kugel im Nebelströmungsgerät Höppler-Viskosimeter Viskosität Kugeln in Öl und Wasser Wirbelbildung 9.2.2.0. V9/2201 9.2.2.1. Nebelströmungsgerät V9/2210 V9/2111 9.2.2.2. Strömung laminar – turbulent – Nebelströmungsgerät mit Profil Turbulente Strömung – Nebelströmungsgerät ohne Profil Wirbelentstehung V9/2221 V9/2221-1 V9/2222 V9/2223 V9/2224 V9/2225 V9/2226 9.2.2.3. Übergang laminare – turbulente Strömung – Tinte in Wasser Rauchwirbel Rauchwirbel Wirbel hinter Hindernissen Wirbelbildung am Nebelströmungsgerät mit Halbkreisprofil Rauchringapparat Energie eines Wirbels Entstehung von Wirbeln hinter bewegter Platte Zweikomponetenwaage V9/2231 Zweikomponetenwaage zu Strömungswiderständen und Auftrieb - 24 - 9.2.2.4. Magnus-Effekt V9/2241 V9/2243 Magnus-Effekt – Papierrolle Magnus-Effekt – Waage und Gebläse - 25 - Ruhende Gase 10. Ruhende Gase 10.0. Einführung V10/0001 10.1. Gewicht der Luft Kugel evakuieren Kinetische Gastheorie V10/1001 V10/1002 V10/1003 V10/1004 V10/1005 V10/1006 V10/1007 V10/1010 V10/1011 V10/1012 Galton-Brett Modellversuch zum Gasdruck – Pb-Schrot auf Briefwaage Modellgas – Kinetgasmodell Brownsche Bewegung – Kinetgasmodell Molekularbewegung – Luftkissentisch Kinetische Gastheorie – Brownsche Bewegung – Luftkissentisch Brownsche Bewegung mit Vectorscope registriert Simulation Galton-Brett im Rechner Simulation der Maxwell-Verteilung (Energie) im Rechner Messung einer Maxwell-ähnlichen Verteilung am Kinetgasmodell V10/2003 Modellgas – Volumen und Dichte – Kinetgasmodell 10.2. 10.3. Luftdruck V10/3001 V10/3002 V10/3003 V10/3004 V10/3005 V10/3006 V10/3011 V10/3012 Luftdruck – Papier auf umgedrehtem wassergefüllten Zylinder Magdeburger Halbkugeln Luftdruck – Durchbiegung einer Gummihaut Luftdruck – Papierdeckel auf Bierflasche Kraft des Luftdrucks – Holzbrett unter Zeitung Luftdruck – Implosion Behn’sches Rohr Barometrische Höhenformel - 26 - Kinetische Wärmetheorie 11. Kinetische Wärmetheorie 11.1. Transportvorgänge 11.1.2. Einführung V11/1201 V11/1202 V11/1203 V11/1204 V11/1205 Mittlere-freie-Weglänge-Modellversuch Radiometer Thermocolorfarbe Hantelmodell für zweiatomiges Gas Ein mol für verschiedene Stoffe 11.1.3. Diffusion V11/1301 V11/1302 V11/1303 V11/1304 V11/1305 V11/1306 V11/1307 V11/1308 V11/1321 Diffusion von Gasen Osmose-Silikatbäumchen Diffusion von Flüssigkeiten (osmotischer Druck) Thermodiffusion Osmose-Modellversuch Kinetgasmodell Diffusion von Gasen – Modellversuch Kinetgasmodell Diffusion von Flüssigkeiten – Semesteruhr Film zur Brown’schen Bewegung Zähigkeit von Gasen – Temperaturabhängigkeit 11.1.5. Wärmeleitung V11/1501 V11/1502 V11/1503 V11/1504 V11/1505 V11/1506 V11/1507 V11/1508 V11/1509 V11/1511 Wärmeleitung in Metallen – Kupfer/Eisen Wärmeleitung in Metallen – Modell Sicherheitslampe Leidenfrost’sches Phänomen Wärmeleitung in anisotropen Stoffen (Gips) Wärmeleitung bei Wasser – Eis in Wasser Wärmeleitung in verschiedenen Stoffen Wärmeleitung bei tiefen Temperaturen Leidenfrost’sches Phänomen bei tiefer Temperatur Wärmeleitung Luft/Vakuum – evakuiertes Doppelwandgefäß Leidenfrost an flüssigem Lötzinn 11.1.6. Konvektion V11/1601 V11/1602 V11/1603 Freie Konvektion mit Kerze Erzwungen Konvektion- blasender Fön Wärmeströmung – Zirkulationsrohr 11.1.7. Wärmestrahlung V11/1701 V11/1702 V11/1703 11.2. Wärmestrahlung Modell zur Solarenergie Crookes’sche Lichtmühle Wärmeausdehnung fest V11/2002 V11/2103 V11/2104 V11/2106 Modell zur Wärmeausdehnung mit Gittermodell Bolzensprengapparat Bimetallstreifen Bimetallstreifen – automatische Temperaturregelung - 27 - V11/2108 V11/2109 V11/2110 V11/2121 11.3. Wärmeausdehnung flüssig V11/3002 V11/3003 11.4. Geringe Wärmeausdehnung von Quarzglas Modell zur Wärmeschwingung der Teilchen im Festkörper Kugel-Ring-Versuch Zusammenziehen von Gummi beim Erwärmen Anomalie des Wassers Gefrierbombe Wärmeausdehnung Gase V11/4001 V11/4005 V11/4006 Gasthermometer Wärmeausdehnung der Gase – klappernde Münze auf Flasche Temperatur/Druck – Modellversuch für Gase auf Luftkissentisch - 28 - Wärmemenge – 1. Hauptsatz 12. Wärmemenge – 1. Hauptsatz 12.1. Wärmemenge V12/1210 V12/1221 V12/1231 V12/1232 12.3. Boyle-Mariotte-Apparatur Spezifische Wärme cv bei Gasen Zur Wärmekapazität bei tiefen Temperaturen Wärmekapazität von Kupfer Zustandsgleichung 12.3.5. Zustandsänderung V12/3501 V12/3502 V12/3503 V12/3504 V12/3505 Isochore Zustandsänderung Erwärmung eines Gases beim Zusammendrücken Adiabatische Kompression Adiabatische Expansion Adaibatische Zustandsänderung (Prinzip Nebelkammer) 12.3.6. Kreisprozesse V12/3601 V12/3610 V12/3610-1 V12/3610-2 V12/3611 V12/3611-1 V12/3611-2 V12/3611-3 V12/3620 V12/3621 V12/3622 V12/3623 V12/3624 12.4. Modelle V12/4001 V12/4102 V12/4201 V12/4301 12.5. Kreisprozess Viertakt Otto-Motor Wärmepumpe/Kältemaschine Wärmepumpe Kältemaschine Stirling-Motor – Antrieb durch Erwärmung Stirling-Motor – Antrieb durch Abkühlung Stirling-Motor als Wärmepumpe Stirling-Motor als Kältemaschine Thermomobile Thermorad Suffi Lichtmühle Nickel-Rad Curie Modellversuch zu Gas – Flüssigkeit – Festkörper Freiheitsgrade einatomiger Gase Freiheitsgrade zweiatomiger Gase Freiheitsgrade beim Festkörper Phasenumwandlungen 12.5.0. V12/5001 Mechanisches Wärmeäquivalent 12.5.1. Schmelzwärme V12/5101 V12/5103 V12/5104 V12/5105 V12/5106 Kristallisation bei Natriumthiosulfat Umwandlungswärme Eisendraht Abkühlungskurve von Naphtalin Erstarrungswärme bei Natriumthiosulfat Strukturänderung des Alkohols bei tiefen Temperaturen - 29 - 12.5.3. Verdampfungswärme V12/5310 V12/5311 V12/5312 V12/5312-1 V12/5313 V12/5314 V12/5315 V12/5316 V12/5317 V12/5318 V12/5319 V12/5322 V12/5323 V12/5331 V12/5331-1 V12/5341 V12/5351 Flüssigkeitsoberfläche dynamisches Gleichgewicht – Haftplättchen Verdunstungskälte – Kältespray auf Gasthermometer Verdunsten unter vermindertem Druck – Isoth. Dest. Wie 12/5312 mit TV Geysir-Modell Verdampfungsarbeit – Suffi Verdampfungsarbeit – Suffi unter Alkohol Verdunstungskälte – Kältespray auf Temperaturfühler Sieden unter vermindertem Druck Verdampfungswärme – Kältespray auf Gasthermometer Modellflüssigkeit – Oberfläche, Verdampfen mit Kinetgasmodell Sättigungsdruck verschiedener Flüssigkeiten Sättigungsdruck bei Temperaturerhöhung Kritischer Zustand bei Kohlendioxid Wie 12/5331 mit TV Kondensationsverzug Verflüssigung von Sauerstoff V12/5401 Regelation des Eises V12/5501 Sublimation von Kohlendioxid 12.5.4. 12.5.5. 12.6. V12/6201 12.7. Lösung von Gas in Flüssigkeit, abhängig vom Druck – Bier im Vakuum Joule-Thomson V12/7001 Joule-Thomson-Effekt - Kohlensäurepatrone - 30 - Zweiter Hauptsatz 13. Zweiter Hauptsatz 13.1. Reversibel – irreversibel V13/1001 V13/1101 V13/1102 V13/1103 V13/1104 V13/1201 13.2. Quasistatischer Prozess Reversibler Vorgang – irreversibler Vorgang Reversibel – irreversibel – plastisch-elastische Verformung Modell zur Entropievergrößerung nach Ehrenfest Entropie im Gasmodell Thermodynamischer Wirkungsgrad des Suffi Entropie V13/2001 V13/2002 Adiabatische Kautschukdehnung Entropiezunahme beim Mischen (Haftplättchenmodell) - 31 - Grundstromkreis 14. Grundstromkreis 14.1. Wirkungen des Stromes V14/1001 V14/1002 V14/1003 V14/1004 V14/1005 V14/1011 14.2. Temperaturabhängigkeit V14/2301 V14/2302 V14/2303 V14/2304 V14/2306 V14/2307 V14/2401 14.3. Widerstand R = f(T) bei Glas Widerstand R = f(T) bei Elektrolyten Eisenwasserstoffwiderstand Heiß- und Kaltwiderstand einer Glühlampe Differentieller Widerstand Stromverzweigung – Kirchhoff’sches Gesetz Leistung bei Parallel- und Reihenschaltung Stromverzweigung mit Zangenamperemeter Strom auf Leiter ist konstant Ohm’sches Gesetz V14/4102 V14/4103 V14/4201 V14/4401 V14/4402 V14/4501 V14/4502 V14/4601 14.5. Widerstand R = f(T) bei Eisendraht Widerstand f(T) – Kohlefaden – Metallfadenlampe Kirchhoff-Gesetze V14/3101 V14/3102 V14/3105 V14/3106 14.4. Magnetische Wirkung des Stromes – Querstedt-Versuch Bleibaum Magnetbaum stromdurchflossener Flüssigkeiten Magnetische Wirkung des Stromes – Magnet zieht Eisenteile an Thermische Wirkung des elektrischen Stromes Spannungswaage Urspannung – Klemmspannung – Kurzschlussstromstärke Leerlauf-, Kurzschluss- und Betriebsstrom mit Zangenamperemeter Anpassung von Messinstrumenten – Influenzmaschine an Demomessinstrument Potentiometer Potentiometer hochohmig Messbereichserweiterung von Amperemetern Messbereichserweiterung eines Voltmeters Widerstand R = f(T) und Brückenschaltung Wärmewirkung des Stromes V14/5001 V14/5201 Stromwärme Q = f(rho) – abwechselnd Fe- oder Cu-Drähte Hitzdrahtamperemeter - 32 - Elektrostatik 15. Elektrostatik 15.0. Einführung V15/0000 V15/0001 V15/0002 V15/0003 V15/0004 V15/0005 V15/0006 V15/0007 15.1. Elektrisches Feld V15/1000 V15/1001 V15/1002 V15/1003 V15/1004 V15/1005 V15/1006 V15/1008 V15/1009 V15/1011 V15/1012 V15/1013 V15/1014 V15/1015 V15/1016 V15/1017 V15/1018 15.2. Statimeter – allgemeine Hinweise Positive oder negative Ladung auf Holundermarkkugel Elektrometer Elektrostatischer Spannungsmesser Anziehung – Abstoßung mit Holundermarkkugel Elektrostatische Aufladung – Folie zieht Papierschnipsel an Abschirmung elektrischer Felder Elektrometer umladen Projektion elektrischer Feldlinienbilder Plattenkondensator U prop 1/d Plattenkondensator (Dielektrikum) Fadenbüschel im elektrischen Feld Watteflocken im elektrischen Feld Kleine bewegliche Teilchen im elektrischen Feld – Grieß in Öl Anziehung /Abstoßung – PVC-Stab drehbar Nachweis des Coulomb-Gesetzes Einfluss Influenz (Bildladungen) auf Coulomb-Gesetz Homogenes Feld eines Plattenkondensators Inhomogenes Feld eines Plattenkondensators Feld zwischen ungleichnamig geladenen Punktladungen Feld zwischen gleichnamig geladenen Punktladungen Radiales E-Feld Feld eines Plättchenelektroskops E-Feld zwischen Spitze und Platte E-Feld zwischen Punktladung und Platte Ladungen V15/2001 V15/2002 V15/2003 V15/2004 V15/2005 V15/2006 V15/2007 V15/2008 V15/2009 V15/2010 V15/2011 V15/2012 V15/2013 V15/2014 V15/2015 V15/2021 V15/2022 V15/2023 V15/2024 Transport von elektrischen Ladungen – Ladungsbegriff Kondensatorentladung über ein Glühlämpchen Kein Feldzerfall mit Hartgummi Feldzerfall durch Holz Feldzerfall durch Metall Elektrometer löffelweise aufladen Elektrometer löffelweise entladen Elektrometer umladen Zwei Arten von Ladungen an den Polen einer Influenzmaschine Zwei Arten von Ladungen – Umladen des Statimeters Feldlinienbild eines Faraday-Bechers Feldlinienbild – Abschirmung eines Feldes Feldlinienbild – Inneres eines Leiters ist feldfrei Gegenbeispiel zu 15/2013 Kondensatorenentladung Flash – Verdampfung Sitz der Ladungen an der Leiteroberfläche – Faradaybecher entladen Faraday-Käfig Van-de-Graff-Generator mit Fadenbüscheln Großer Bandgenerator - 33 - 15.3. Influenz V15/3001 V15/3002 V15/3003 V15/3004 V15/3005 V15/3011 V15/3012 15.4. Ladungstrennung durch Influenz Influenz geladenen Stab in die Nähe des Statimeters bringen Influenz – Modellversuch Wie 15/3001 Leiter im Feld – Metallkiste im Plattenkondensator Influenz geladenen Stab nahe Strohhalmelektroskop Influenz = 15/3002 Feldstärke 15.4.0. V15/4001 Feldlinienbild gekreuzt Felder 15.4.1. Abhängigkeit Feldstärke Feldstärke E = U/l beim Plattenkondensator Wie 15/4101 Feldstärke proportional 1/Abstand Feldstärke proportional Spannung V15/4101 V15/4102 V15/4103 V15/4104 15.4.2. Potential V15/4201 V15/4202 15.5. Elektrisches Potential im Plattenkondensator Messung des Potentials im Coulomg-Feld Kondensator 15.5.0. Auf- und Entladen V15/5001 V15/5002 V15/5003 Lade- und Entladestrom beim Kondensator mit Amperemeter Lade- und Entladestrom am Kondensator mit Oszillograf Zusammenhang zwischen Stromstärke und Ladungsänderung 15.5.1. Luftkondensator V15/5101 V15/5102 V15/5103 V15/5104 V15/5105 V15/5111 V15/5112 V15/5113 Spannung am Plattenkondensator U prop. Q Spannung am Kondensator U prop. 1/A – Mann mit Schirm Plattenkondensator veränderlicher Fläche Kapazität C prop. 1/d – Elektrostatisches Liebespaar Kapazität C prop. 1/d – Elektrischer Stuhl Modell 1 pF Modell Drehkondensator Papierkondensator 15.5.2. Dielektrikum 15.5.2.0. V15/5201 15.5.2.1. Einfluss eines Dielektrikums auf Kapazität Polarisation V15/5211 V15/5212 V15/5213 Metall im homogenen Feld Dielektrikum im homogenen Feld Dielektrikum Modell Orientierungspolarisation - 34 - V15/5214 15.5.2.2. Dielektrikum Modell Verschiebungspolarisation Piezoelektrizität V15/5224 V15/5225 Piezoelektrizität – konstante Kraft Piezoelektrizität – Wechselkraft einer Stimmgabel 15.5.2.3. V15/5231 15.6. Dielektrischer Rückstand Kräfte im elektrischen Feld 15.6.1. Definition V15/6101 V15/6102 Definition der elektrischen Feldstärke Elektrische Feldstärke – elektrostatische Klingel 15.6.3. Coulomb-Gesetz V15/6301 V15/6302 V15/6303 V15/6311 V15/6312 V15/6313 V15/6314 Coulomb-Gesetz – Holzstab/Postkarte Johnson-Rahbeck-Versuch Kraft zwischen elektrischen Ladungen – Schaumstoffplatte Coulombsches Gesetz F wächst mit kleinerem Abstand Coulombsches Gesetz F prop. Q Coulomb-Feld – Messung der Feldstärke einer Punktladung Coulomb-Gesetz mit Rechner nachgewiesen 15.6.4. Dielektrika V15/6401 V15/6402 V15/6403 V15/6404 Verkleinerung der Oberflächenspannung im elektrischen Feld Elektrostatischer Springbrunnen Oberflächenspannung – Elektrostatische Kräfte – Wassertropfen an Kugel Steighöhenmethode zur Berechnung der DK 15.6.5. Dipol V15/6501 V15/6502 V15/6503 V15/6504 V15/6505 V15/6511 Elektrischer Dipol im homogenen Feld – Feldlinienbild Elektrischer Dipol im inhomogenen Feld – Feldlinienbild Elektrischer Dipolmoment führt zu Rotation Wie 15/6503 aber mit Isolator an einer Seite Wie 15/6503 aber mit Isolator an beiden Seiten Kraftwirkung auf einem Dipol im elektrischen Feld 15.7. V15/7001 Elektrostatisches Feld – stationäres Feld - 35 - Magnetostatik 16. Magnetostatik 16.1. Magnetisches Feld 16.1.0. Feldlinienbilder V16/1000 V16/1001 V16/1002 V16/1003 V16/1004 V16/1005 V16/1006 V16/1007 V16/1008 V16/1011 Projektion magnetischer Feldlinienbilder Ringförmige Feldlinien um Draht Magnetisches Feld einer Ringspule Magnetisches Feld einer engen Spule Magnetisches Feld einer weiten Spule Magnetisches Feld unter einem geraden Leiter Magnetisches Feld einer Leiterschleife Magnetisches Feld eines Stabmagneten Räumliches Feldlinienbild eines Permanentmagneten Homogenes magnetisches Feld 16.1.1. Messung Feldstärke V16/1100 V16/1101 V16/1102 V16/1103 V16/1104 V16/1110 V16/1111 V16/1112 V16/1113 V16/1120 V16/1130 V16/1131 16.2. Modell V16/2001 16.3. Ausrichtung von Elementarmagneten Messung V16/3001 V16/3011 16.4. Austasten eines magnetischen Feldes mit Hallgenerator Feld eines geraden Leiters Feld eines geraden Leiters mit Rechner geschrieben Magnetisches Feld einer langen Spule Magnetisches Feld einer langen Spule mit Rechner geschrieben Lange Spule – Feldstärke proportional Strom Lange Spule – Feldstärke proportional Windungszahl Lange Spule – Feldstärke proportional 1/Spulenlänge Lange Spule – Feldstärke ungeändert wenn n und 1 verdoppelt Überlagerung magnetischer Felder Feld eines Helmholtz-Spulenpaares Wie 16/1130 mit Rechner geschrieben Feld gekreuzter Spulen Magnetometer Matrie V16/4001 Änderung des H-Feldes durch Ferromagnetika - 36 - Elektrodynamik 17. Elektrodynamik 17.0. Geräte V17/0003 17.1. Demonstration der Wirkungsweise des Induktionsgerätes Induktion 17.1.0. Induktionserscheinung V17/1001 V17/1001-1 V17/1002 V17/1003 V17/1004 V17/1004-1 V17/1004-2 V17/1005 V17/1006 V17/1007 V17/1007-1 V17/1007-2 V17/1007-3 V17/1010 Induktionserscheinung – Feldspule neben Erregerspule Induktionserscheinung mit Induktionsgerät Induktionserscheinung – Feldspule über Erregerspule Induktionserscheinung – Feldspule in Erregerspule Induktionserscheinung – Induktionsspannung prop. Feldstärke Induktionsspannung prop. Feldstärke mit Induktionsgerät Induktionsspannung prop. Feldstärkeänderung versch. Geschwindigkeiten Spannungsstoß – Magnet bewegt sich Spannungsstoß – Spule bewegt sich Spule mit und ohne Eisenkern Spule mit und ohne Eisenkern – Induktionsgerät Spannungsstoß beim Herausziehen und Einschieben – Eisenkern Wie 17/1007-2 mit Rechner geschrieben Spannungsstoß mit Induktionsgerät und Rechner 17.1.1. Induktionsgesetz V17/1101 V17/1102-1 V17/1102-2 V17/1102-3 V17/1103-1 V17/1103-2 V17/1104 V17/1105 Induktionsgesetz – Spannungsstoß proportional Feldstärke Induktionsgesetz – Spannungsstoß proportional Windungszahl – 2 Spulen Induktionsgesetz – Spannungsstoß prop. n – Induktionsgerät Spannungsstoß proportional Windungszahl – Freihand Induktionsspannung prop. Fläche Induktionsspannung prop. Fläche – Induktionsgerät Spannungsstoß ohne Eisenkern Spannungsstoß mit Eisenkern 17.1.3. Bewegter Leiter V17/1301 V17/1303 V17/1304 V17/1305 V17/1306 V17/1307 V17/1311 Erdinduktor Induktion im bewegten Leiter – verschiebbarer Bügel Induktion im bewegten Leiter – Kreisring Induktion im bewegten Leiter – Scheibe verschieben Induktion im bewegten Leiter – Spule bewegt sich Induktion im bewegten Leiter – Schaukel Drehspulinstrument als Generator 17.1.4. Wirbelströme V17/1401 V17/1402 V17/1403 V17/1404 V17/1405 Lenz’sche Regel – Alu-Ring wird hochgeworfen Wirbelstrombremse Wirbelstromdämpfung Lenz’sche Regel – Alu-Ring wird angezogen oder abgestoßen Waltenhofensches Pendel – massiver Körper - 37 - V17/1405-1 V17/1414 V17/1415 Waltenhofensches Pendel – geschlitzter Körper Wirbelströme – abschirmende Wirkung – 3 Aufbauspulen Wirbelströme – abschirmende Wirkung – 2 Aufbauspulen und Alu-Ring 17.1.5. Selbstinduktion V17/1501 V17/1502 V17/1503 V17/1504 V17/1521 V17/1522 V17/1523 Selbstinduktion beim Einschalten Selbstinduktion beim Ausschalten Induktion durch Abreißen des Magnetjochs Selbstinduktion beim Einschalten Streufluss – Kopplungsfaktor U-Kern mit I-Joch Streufluss – Kopplungsfaktor Spulen ohne Kern Streufluss – Kopplungsfaktor Spulen mit I-Kernen 17.1.7. Magnetische Spannung V17/1701 V17/1702 V17/1703 V17/1704 V17/1705 V17/1706 V17/1707 V17/1708 V17/1711 17.2. Magnetische Spannung an Spule Magnetische Spannung an Spule – verschlungener Weg Magnetische Spannung an Spule – Weg außerhalb Magnetische Spannung am Hufeisenmagnet Magnetische Spannung – gerader Leiter 1-mal umfasst Magnetische Spannung – gerader Leiter 2-mal umfasst Magnetische Spannung – gerader Leiter Rogowski-Spule offen Magnetische Spannung – Leiter nicht umfasst Modell zu Laplace-Gesetz Lorentz-Kraft 17.2.1. Strom-Magnetfeld V17/2101 V17/2103 V17/2104 Kraftwirkung auf beweglichen Leiter Roget-Spirale Hall-Effekt 17.2.2. Zwei stromführende Leiter V17/2201 V17/2201-1 V17/2202 V17/2202-1 V17/2211 V17/2212 Parallele Leiter Wie 17/2201 aber ohne Messgeräte Antiparallele Leiter Wie 17/2202 aber ohne Messgeräte Magnetisches Feld paralleler Leiter Magnetisches Feld antiparalleler Leiter 17.2.3. Zwei Magnetfelder V17/2301 V17/2303 V17/2401 V17/2402 17.3. Prinzip eines Drehspulmessinstrumentes Schwebender Ringmagnet Fadenstrahlrohr Braunsche Röhre mit Ablenkmagnet Magnetismus in Materie 17.3.1. Phänomene V17/3102 V17/3103 V17/3104 V17/3111 Hohe Feldstärke im Eisen mit Massestück gezeigt Topfmagnet Ferromagnetismus Eisenkern mit Luftspalt - 38 - 17.3.2. Diamagnetismus V17/3201 V17/3201-1 V17/3202 Diamagnetismus Wismutstäbchen Wie 17/3201 mit TV Diamagnetismus des Kohlenstoffs 17.3.3. Paramagnetismus V17/3301 V17/3301-1 V17/3302 V17/3302-1 Paramagnetismus Alu-Stäbchen Wie 17/3301 mit TV Paramagnetismus von flüssigem Sauerstoff Wie 17/3302 mit TV 17.3.4. Ferromagnetismus V17/3401 V17/3401-1 V17/3401-2 V17/3402 V17/3404 V17/3405 V17/3410 V17/3411 V17/3412 V17/3413 V17/3421 V17/3431 Modell Ferromagnetismus – kubischer Kristall (Fe) Modell Ferromagnetismus – hexagonal (Co) Modell für Curie- Punkt Curie-Punkt – Nickelrad Curie-Punkt – Eisenblech Magnetisierung eines Eisenstabes im Erdmagnetfeld Remanenz Hysteresiskurve Magnetoelastischer Effekt Hysteresiskurve mit Rechner geschrieben Barkhausen-Effekt Darstellung Weiss’scher Bezirke 17.3.5. Magnetostriktion V17/3501 V17/3502 V17/3503 V17/3504 17.4. Magnetostriktion Magnetostriktion – Schallerzeugung Magnetostriktion Magnetostriktion mit Wechselspannung Wechselstrom 17.4.1. Einführung V17/4102 V17/4103 V17/4121 V17/4122 V17/4123 V17/4124 V17/4125 V17/4126 Sinusförmiger Wechselstrom Erzeugung einer extrem niederfrequenten Wechselspannung Phasenverschiebung bei R, Rl, Rc Schaltvorgänge am Ohmschen Widerstand Schaltvorgänge an Induktivität Schaltvorgänge an Kapazität Phasenverschiebung an Kapazität Phasenverschiebung an Induktivität 17.4.2. Induktiver Widerstand V17/4205 V17/4210 V17/4211 V17/4213 V17/4215 V17/4216 V17/4217 V17/4218 Abschaltvorgänge bei Induktivität Induktiver Widerstand R = f (Frequenz ) Induktiver Widerstand R = f (L ) Phasenverschiebung bei induktiver Belastung Magnetischer Verstärker Transduktor Induktive Dickenmessung Induktive Kraftmessdose Induktives Mikrometer - 39 - V17/4219 V17/4220 Induktiver Widerstand bei Hochfrequenz Impedanz bei Hochfrequenz 17.4.3. Kapazitiver Widerstand V17/4301 V17/4304 V17/4306 V17/4307 V17/4308 V17/4308-1 Kapazitiver Widerstand Phasenverschiebung bei kapazitiver Belastung Kapazitiver Widerstand als Funktion der Kapazität Kapazitiver Widerstand als Funktion der Frequenz Phasenverschiebung am Kondensator Wie 17/4308 mit Anzeige in CASSY 17.4.4. Skineffekt V17/4401 Skineffekt 17.4.5. Transformator V17/4501 V17/4502 V17/4503 V17/4553 V17/4554 Transformator – glühender Nagel Transformator – Induktionsschmelzen Transformator – hohe Spannung Fernleitung elektrischer Energie Energieverhältnisse beim Transformator 17.4.6. Motor-Generator 17.4.6.0. Drehstrom V17/4601 V17/4601-1 V17/4601-2 V17/4602 V17/4603 V17/4604 17.4.6.1. Gleichstrom V17/4611 V17/4615 V17/4616 V17/4617 17.4.6.2. Gleichstrom-Reihenschlussmotor – Allstrommotor Allstrommotor mit Wechselstrom betrieben Nebenschlussgenerator Nebenschlussmotor Wechselstrom V17/4630 V17/4631 V17/4632 17.5. Gleichstromgenerator Gleichstromgenerator/-motor – Motor Gleichstromgenerator/-motor – Generator Gleichstromgenerator/-motor – Motor mit Generator als Bremse Allstrom V17/4621 V17/4622 V17/4623 V17/4624 17.4.6.3. Dreiphasen-Wechselstromgenerator Wie 17/4601 mit Messgeräten Wie 17/4601 mit CASSY Dreiphasenwechselstrom – Sternschaltung Sternschaltung bei Ausfall von Phasen Drehstrom – Kurzschlussläufer Prinzip Wechselstromgenerator Prinzip Drehstromgenerator Alternative zu 17/4630 Schwingung 17.5.1. Schwingungserzeugung V17/5101 Rückkopplung - 40 - V17/5102 V17/5103 V17/5104 V17/5105 V17/5105-1 Sehr langsame ungedämpfte Schwingung Tonfrequente Schwingungen Freie gedämpfte elektrische Schwingung Freie gedämpfte elektrische Schwing mit Speicheroszillator Wie 17/5105 mit CASSY 17.5.2. Resonanz V17/5202 V17/5202-1 V17/5210 V17/5211 V17/5212 V17/5213 Parallelresonanz Wie 17/5202 mit Messgeräten Reihenresonanz Reihenresonanz – Änderung Induktivität Reihenresonanz Reihenresonanz V17/5411 Resonanz von Schwingkreisen – Lodge-Versuch 17.5.4. 17.6. Wellen (siehe auch 22/..) V17/6111 V17/6200 V17/6201 V17/6202 V17/6221 V17/6222 V17/6223 17.7. Lecherleitung Ukw-Oszillator Polarisation von dm-Wellen Spannungs- und Stromverteilung auf Dipol Lecherleitung – Aufbau Spannungsverteilung auf Lecherleitung Stromverteilung auf Lecherleitung Hochspannung V17/7001 V17/7002 V17/7003 V17/7004 Tesla-Trafo – Feld austasten Strahlungsfeld eines Tesla-Trafos Großer Tesla-Trafo Singender Lichtbogen - 41 - Leitungsvorgänge 18. Leitungsvorgänge 18.1. Unselbständig in Luft 18.1.1. Modellladungsträger V18/1101 V18/1102 V18/1103 V18/1111 V18/1121 Modell eines Leitungsstromes – Ladungen löffeln Modellversuch Ladungsübertragung – Strom Ladungen löffeln Aluminiumpulver als Ladungsträger Modell eines Leitungsstromes – Entladung mit 2 Löffeln Elektrostatische Entstaubung 18.1.3. Durch Ionenerzeugung V18/1301 V18/1302 V18/1303 V18/1305 18.2. Flüssigkeiten V18/2101 V18/2201 V18/2301 V18/2311 V18/2312 V18/2313 V18/2322 V18/2331 V18/2331-1 V18/2332 V18/2333 V18/2351 18.3. Streichholz als Ionenquelle Unselbständige Leitung in Gasen Kerzenflamme als Ionenquelle Lebensdauer der Ionen Ionenleitung NaCl Hoffmann’scher Apparat Ohm’sches Gesetz bei Elektrolyten – U-Rohre mit NaCl-Lösung Galvanisieren – Ni auf Messing Galvanisieren – Ni auf Cu Elektrolyse – Zinkkristalle Ionenreibung Ionenbeweglichkeit Ionenbeweglichkeit Ionenbeweglichkeit Ionenbeweglichkeit Elektrolytische Polarisationsspannung Selbständig in Vakuum/Gas 18.3.1. Feldemission V18/3101 V18/3102 V18/3103 V18/3104 Elektrischer Wind Feldelektronenmikroskop Feldemission mit Feldelektronenmikroskop Luftreaktionsrädchen 18.3.2. Photoemission V18/3201 V18/3202 V18/3211 V18/3212 V18/3213 Äußerer Photoeffekt – Hallwachseffekt Hallwachseffekt – Glasplatte sperrt UV Photozelle – Photostrom = f (Intensität ) Photozelle – Selektivität Farbfilter Photozelle – Selektivität Prisma - 42 - 18.3.3. Glühemission 18.3.3.0. Glühelektronen V18/3300 V18/3301 V18/3302 V18/3304 V18/3306 18.3.3.2. Glühelektronen – Anlaufstrom Glühelektronen – Edison-Effekt Kennlinie einer Diode Kennlinie einer Diode Raumladung – Haftplättchenmodell Elektronenstrahl V18/3321 V18/3322 V18/3323 V18/3324 V18/3325 V18/3326 V18/3327 V18/3328 V18/3329 Kathodenstrahlen – Schattenkreuzröhre Schattenkreuzröhre – Magnet nähern Fadenstrahlrohr Braunsche Röhre Ablenkplatten an der Braunschen Röhre Braunsche Röhre – geheizt Braunsche Röhre – Ablenkung der Elektronen in E-Feld Elektronenrädchen Elektrisches Radiometer 18.3.4. Gasentladung V18/3401 V18/3402 V18/3407 V18/3408 V18/3409 V18/3410 V18/3411 V18/3413 V18/3421 V18/3431 Selbständige Leitung in Gasen bei verschiedenem Druck Selbständige Glimmentladung Halbbeschlämmte Leuchtstoffröhre Vakuumskala Plasma – ionisiertes Gas Stossionisation – Haftplättchenmodell Glimmlampe Elektrische Felder – Glimmentladung Strahlungsindikator – Ionisation durch Photonen Elektronenrädchen 18.3.5. Lichtbogen V18/3501 V18/3502 V18/3503 V18/3504 V18/3521 V18/3522 Lichtbogen Schreibender Lichtbogen Lichtbogen Kohle/Zinksulfatlösung Bogenentladung – Kletterfunke Demonstrationsmodell – Elektronenblitzgerät Quecksilberhochdrucklampe 18.3.6. Spitzenentladung V18/3601 V18/3602 Spitzenwirkung – Luftreaktionsrädchen Elektrischer Wind V18/3701 Funkenentladung 18.3.7. 18.4. Festkörper V18/4001 V18/4101 V18/4103 V18/4104 V18/4201 Gitterfehler – Modell Barlowsches Rad Leiter bei tiefen Temperaturen – Kupfer Leiter bei tiefen Temperaturen – Kohle n-Leitung in NaCl-Kristallen - 43 - V18/4250 V18/4251 V18/4310 V18/4320 V18/4330 V18/4341 V18/4343 V18/4344 V18/4346 V18/4347 V18/4351 18.5. Varistor – Spannungsabhängiger Widerstand „Organische Halbleiter“ (genießbare) Modelltafel – Eigenhalbleitung Modelltafel – n-Halbleitung Modelltafel – p-Halbleitung Photowiderstand Heißleiter als Temperaturfühler Heißleiter – Widerstandsabnahme durch Eigenerwärmung Heißleiter – Eigenerwärmung Heißleiter bei tiefen Temperaturen Ohmscher Widerstand/Varistor - Kennlinien Doppelschichten 18.5.0. Isolator/Isolator V18/5000 V18/5001 V18/5002 V18/5003 V18/5004 V18/5005 V18/5006 V18/5007 V18/5008 V18/5009 V18/5010 Berührungsspannung – „Reibungselektrizität“ Reibungselektrizität – historisch Elektrische Doppelschicht (Modelltafeln) Berührungsspannung – Elektrische Doppelschicht – 2 Personen Elektrische Doppelschicht – Leuchtstofflampe Ladungstrennung beim Bürsten „Elektrischer Stuhl“ Elektrische Doppelschicht Ladungstrennung Isolator/Isolator Reibungselektrizität Doppelschicht – Flüssigkeit/Isolator 18.5.1. Isolator/Leiter V18/5100 V18/5101 V18/5102 V18/5103 V18/5104 V18/5105 V18/5106 Elektrische Doppelschicht – PVC/Metall Elektronen von Metallplatte „wischen“ Berührungsspannung Pb-Schrot/Schwefel Paraffin-Rinne Berührungsspannung – Isolator/Metall Elektrische Doppelschicht – Wasser/Paraffin Berührungselektrizität – Metall/Kunststoff 18.5.2. Leiter/Leiter V18/5210 V18/5211 V18/5212 V18/5221 V18/5222 V18/5223 V18/5231 V18/5232 V18/5233 V18/5233-1 Modell Ladungsverteilung im Gewitter Elektroosmose – Kaolinbrei Elektroosmose – Tonzylinder Galvanische Kette Galvanische Kette – Daniell-Element Berührungsspannung – Galvanische Kette – Drähte in der Hand Elektrophorese mit Natriumnitrat Elektrophorese mit Schwefelsäure Quecksilberherz Wie 18/5233 mit TV V18/5401 Doppelschicht – Plasmaschlauch im Vakuum 18.5.4. 18.5.5. Thermoelektrizität 18.5.5.0. Thermoelement V18/5500 Thermoelektrizität – Haftplättchenmodell - 44 - V18/5501 V18/5502 V18/5503 V18/5504 V18/5505 18.5.5.1. Thermosäule V18/5511 18.5.5.2. Strahlungsmessung mit Thermosäule Peltier-Effekt V18/5522 V18/5523 V18/5524 18.6. Thermoelement mit Bezugstemperatur des Eiswassers Thermoelement nur Demomessgerät Thermomagnet Benedicks-Effekt Thermoelement mit MV40 Thermokreuz Peltier-Effekt mit Thermokreuz Peltier-Element Innere Grenzflächen 18.6.2. Detektor V18/6200 V18/6201 Kristalldetektor Gleichrichterwirkung – Bleikristall/Metallspitze 18.6.3. Photoelement V18/6202 V18/6303 Selen-Photoelement Modell zur Solarenergie 18.6.4. Diode 18.6.4.0. Gleichrichter V18/6401 V18/6401-1 Aufbau einer Germaniumdiode Germaniumdiode als Photodiode V18/6402 V18/6403 Germanium-Flächengleichrichter (Sperrstrom = f (T )) Temperaturverhalten einer Halbleiterdiode Spitzendiode – Durchlassstrom = f(T) V18/6404 V18/6406 V18/6407 V18/6409 18.6.4.1. Modelltafel V18/6410 V18/6411 V18/6412 18.6.4.2. Germaniumdiode als Photodiode Photodiode Silizium-Photoelement Zenerdiode (siehe auch 23.1.4) V18/6451 18.6.4.6. Modelltafel p-n Grenzfläche unbelastet Modelltafel p-n Grenzschicht in Sperrrichtung belastet Modelltafel p-n Grenzschicht in Durchlass belastet Photodiode V18/6421 V18/6422 V18/6426 18.6.4.5. Germanium-Flächengleichrichter Demonstrationstafel n-p Gleichrichter Selen-Gleichrichter – Sperr- und Durchlassstrom Zenerdiode – Kennlinie Thyristor V18/6461 Thyristor - Demonstrationstafel - 45 - Geometrische Optik 19. Geometrische Optik 19.2. Brechung/Reflexion 19.2.2. Reflexion V19/2200 V19/2200-1 V19/2201 V19/2202 V19/2203 V19/2204 V19/2205 V19/2206 Reguläre und diffuse Reflexion – Abbildung mit TV Diffuse Reflexion an weißen Flächen Reflexion am Glasstab Reflexion am ebenen Spiegel – optische Scheibe Zentralspiegel – Tripelspiegel Kaleidoskop Fermat’sches Prinzip Magischer Tresor 19.2.3. Brechung 19.2.3.0. Phänomen V19/2301 V19/2302 V19/2303 V19/2304 V19/2305 V19/2306 V19/2307 19.2.3.1. Totalreflexion V19/2310 V19/2311 V19/2314 V19/2315 V19/2316 V19/2317 V19/2318 V19/2319 19.2.3.2. Lichtleiter Bildleitkabel Planparallele Platte mit Bogenlampe Bildleitkabel – kleine Gegenstände Laser – planparallele Platte Prisma V19/2331 V19/2332 19.3. Totalreflexion – Wellenlängenabhängigkeit des Grenzwinkels Ausflussapparat für totale Reflexion Totalreflexion – Umkehrprisma Totalreflexion an Hartl-Scheibe Totalreflexion – Umkehrprisma nach Amici Periskop Totalreflexion – Gebogener Glasstab Tripelspiegel – Katzenauge Optische Bauelemente V19/2320 V19/2321 V19/2322 V19/2323 V19/2324 19.2.3.3. Unsichtbarkeit, wenn n 2 = n1 – Benzol, Wasser, TV Brechung verschwindet für n1 = n 2 – Projektionsaufbau Brechung und Reflexion an Prismenfläche Brechung/Reflexion – Hartl-Scheibe Brechung an Wasseroberfläche – Bildanhebung Brechung an Wasseroberfläche – Glasstab Brechung und Reflexion – wie 19/4111 Minimum der Ablenkung – Projektionsaufbau Prisma – Minimum der Ablenkung –optische Scheibe Dispersion 19.3.0. Kontinuierliches Spektrum V19/3001 Spektrum – Dispersion - 46 - V19/3002 V19/3003 V19/3011 V19/3021 V19/3022 V19/3031 V19/3032 V19/3033 Dispersionskurve eines Prismas Dispersion – Vergleich verschiedener Substanzen Spektralfarben – Reine Farben Widervereinigung zu weiß – Farbkreisel Wiedervereinigung der Spektralfarben zu weiß Komplementärfarben mit Spiegel ausblenden Komplementärfarben mit Keilprisma ausblenden Komplementärfarben – reine Farben – Mischfarben 19.3.1. Linienspektrum (siehe auch 24.1.) V19/3112 Emissionslinien 19.3.2. Ultraviolett/Ultrarot V19/3201 V19/3202 V19/3203 V19/3212 19.4. Ultrarot Abbildung mit Ultrarot – „Teufel Alkohol“ Abbildung mit Ultrarot – Nachtsichtgerät Linienspektrum mit UV-Bereich Spiegel 19.4.1. Ebener Spiegel V19/4101 V19/4111 Reflexion an ebener Fläche – optische Scheibe Virtuelles Bild am ebenen Spiegel 19.4.2. Gekrümmter Spiegel V19/4201 V19/4202 V19/4211 V19/4212 V19/4221 V19/4222 19.5. Reflexion am Wölbspiegel Hohlspiegel als Sammelspiegel Bildentstehung am Hohlspiegel Abbildung eines reellen Bildes – Tanakratheater Katakaustik – optische Scheibe Katakaustik an Tasse – Freihand Linse 19.5.0. Einfluss Brechzahl V19/5002 V19/5003 Luftlinse in Wasser Bikonkave Sammellinse in Wasser 19.5.1. Dünne Linse 19.5.1.0. Optische Scheibe V19/5101 V19/5101-1 V19/5102 V19/5103 V19/5104 19.5.1.1. Paralleles Strahlenbündel – Linse auf optischer Scheibe Paralleles Strahlenbündel – Linse auf Zeissschiene Zerstreuungslinse Sammellinse Bilderzeugung und Konstruktionsstrahlen Mit TV-Kamera V19/5110 V19/5111 V19/5112 V19/5113 Abbildung mit einer Linse mit TV-Kamera gezeigt Abbildung – Gegenstand sehr weit entfernt Abbildung – Gegenstand in 3f Abbildung – Gegenstand in 2f - 47 - V19/5114 V19/5115 V19/5116 V19/5117 V19/5118 Abbildung – Bild in 3f Abbildung – Gegenstand in f reelles Bild Abbildung – Gegenstand in f virtuelles Bild Abbildung – virtuelles Bild, Gegenstand nahe f Abbildung – virtuelles Bild, Gegenstand nahe Linse 19.5.2. Dicke Linse V19/5201 V19/5202 V19/5203 V19/5204 Dicke Linse Hauptebenen einer dicken Linse Dünne Linse r 1 = r 2 Dicke Linse r 1 = r 2 19.5.3. Linsensysteme V19/5301 V19/5302 V19/5311 V19/5312 Brennweite einer Zerstreuungslinse Linsensysteme Gummilinse mit optische Scheibe gezeigt Gummilinse – Abbildung eines Gegenstandes mit TV 19.5.4. Blenden V19/5401 V19/5402 V19/5403 V19/5404 V19/5411 V19/5451 Öffnungsblende Gesichtsfeldblende Lichtbündelbegrenzung durch Spiegelblende Lichtbündelbegrenzung – Linsenrand als Blende Gesichtsfeldblende – Öffnungsblende (Köhler-Verfahren) Schärfentiefe 19.5.5. Bildfehler V19/5511 V19/5513 V19/5521 V19/5522 V19/5531 V19/5532 V19/5541 V19/5542 19.6. Chromatische Abweichung an Linse Achromatisches Prisma Bildfeldwölbung Diakaustik Astigmatismus Koma Kissenartige Verzeichnung Kissen- und tonnenförmige Verzeichnung Optische Instrumente 19.6.0. Lochkamera V19/6001 Lochkamera 19.6.1. Kamera V19/6101 V19/6102 V19/6103 Modell des Auges Prinzipieller Aufbau einer Kamera Kamera – Unterschied dünne Linse – bessere Optik 19.6.3. Lupe V19/6301 V19/6302 V19/6303 Lupe und Auge – Modell Vergrößerung mit der Lupe Grenzen der Vergrößerung einer Lupe - 48 - 19.6.4. Mikroskop V19/6401 V19/6402 Mikroskop und Auge Mikroskop mit TV betrachtet 19.6.5. Fernrohr V19/6501 V19/6502 Keplersches Fernrohr mit TV Galilei’sches Fernrohr 19.6.6. Kondensor V19/6601 V19/6602 V19/6603 Wirkung eines Kondensors Lichtzeiger Kondensor beim Overhead-Projektor - 49 - Physikalische Optik 20. Physikalische Optik 20.0. Einführung V20/0001 V20/0002 V20/0010 20.1. Interferenz (siehe auch 20.6.2.) V20/1101 V20/1102 V20/1110 V20/1202 V20/1303 V20/1401 V20/1501 V20/1701 V20/1801 20.2. Addition von Schwingungen/Wellen – gleich- und gegenphasig Schwebung mit Darstellung der Phasenlänge Wellennatur des Lichtes – Lochblende vor Laserstrahl Kohärenz (mechanisches Analogon) Räumliche Kohärenz am Michelson-Interferometer Michelson-Interferometer Fresnel-Spiegel Fresnel-Biprisma Interferenz an Glimmerplatte – Pohl’scher Versuch Newton’sche Ringe Interferenzfilter Vergütete Optik – T-Schicht Beugung (siehe auch 20.6.3.) 20.2.0. Einführung 20.2.1. Hindernis V20/2103 Beugung am Hindernis 20.2.3. Spalt V20/2305 V20/2306 Beugung am Spalt Beugung zwischen Ring- und Mittelfinger 20.2.4. Gitter V20/2401 V20/2402 V20/2404 V20/2405 V20/2407 V20/2408 V20/2411 Beugung am Gitter Spektrum mit Reflexionsgitter Ändern der Gitterkonstante – Modell Beugung am Gitter – Ändern der Gitterkonstante Amplitudengitter (Tonfilm-Tonraster) Beugung an periodischen Dichteschwankungen einer Flüssigkeit Beugung am Kreuzgitter (optisches Analogon) 20.2.5. Beugung und Abbildung V20/2502 V20/2511 V20/2520 V20/2521 V20/2522 V20/2523 V20/2524 V20/2525 V20/2526 V20/2527 Auflösungsvermögen beim Mikroskop (Abbe-Theorie) Weichzeichnung scharfer Bilder Dunkelfeldanordnung einfach Pinselhaare im Dunkelfeld Fingerabdrücke im Dunkelfeld Dunkelfeld – Salz in Wasser Dunkelfeld – Lösung in Wasser Dunkelfeld – Kratzer Dunkelfeld – Aufhellung Dunkelfeld – Rauch - 50 - V20/2530 V20/2540 20.3. Dunkelfeldanordnung aufwendig Dunkelfeld, Phasenkontrast und Schlierenoptik Polarisation 20.3.0. Einführung V20/3000 V20/3011 Polarisation linear, zirkular und elliptisch – Modelle Polarisation mit Folien 20.3.1. Brechung/Streuung V20/3101 V20/3102 V20/3103 V20/3104 V20/3105 V20/3111 V20/3113 V20/3114 Polarisation bei Reflexion und Brechung – Modell Malus-Versuch original mit zwei Schwarzglasspiegeln Malus-Versuch mit zwei Polarisatoren Malus-Versuch mit polarisiertem Licht und zwei Schwarzglasspiegeln Malus-Versuch mit polarisiertem Licht und zwei Polarisatoren Polarisation bei Reflexion Polarisation bei Reflexion Polarisation bei Reflexion an Glas und Metall 20.3.2. Doppelbrechung V20/3200 V20/3201 V20/3202 V20/3211 V20/3231 V20/3232 V20/3241 V20/3242 V20/3243 V20/3244 Kalkspartikelkristall (Modell) Doppelbrechung Doppelbrechung und Polarisation Polarisation mit Filtern Interferenz im konvergenten polarisierten Licht – Kalkspat Interferenz im parallelen polarisierten Licht – Gipskeil Interferenz im polarisierten Licht – Folienpräparat Interferenz im polarisierten Licht – Gips-Spaltstück Interferenz im polarisierten Licht – Gips-Schmetterlinge Interferenz im polarisierten Licht – Natriumthiosulfat 20.3.3. Spannungsoptik V20/3302 V20/3311 V20/3312 V20/3313 V20/3314 V20/3315 V20/3316 V20/3317 V20/3318 V20/3319 V20/3320 V20/3320-1 V20/3321 V20/3321-1 V20/3322 V20/3322-1 V20/3323 V20/3324 V20/3325 V20/3326 V20/3327 Spannungsoptischer Aufbau Durchbiegung eines Stabes – farbig Durchbiegung eines Stabes – einfarbig Durchbiegung eines Stabes – nur Isochromaten Stab mit Bohrung – farbig Stab mit Bohrung – einfarbig Stab mit Bohrung – nur Isochromaten Stab mit Kerben – farbig Stab mit Kerben – einfarbig Stab mit Kerben – nur Isochromaten Winkel – farbig Winkel mit Auskehlung – farbig Winkel – einfarbig Winkel mit Auskehlung – einfarbig Winkel – nur Isochromaten Winkel mit Auskehlung – nur Isochromaten Zahnflanken – farbig Zahnflanken – einfarbig Zahnflanken – nur Isochromaten Kranhaken Ring - 51 - 20.3.4. Rotationsdispersion V20/3403 V20/3404 V20/3405 V20/3421 V20/3422 V20/3451 V20/3452 Drehung der Polarisationsebene – Rotationsdispersion – farbig Rotationsdispersion – einfarbig Rotationsdispersion – mit Zucker Faraday-Effekt mit Schwefelkohlenstoff Tonübertragung über Faraday-Effekt mit Laser Kerr-Effekt mit Bogenlampe Kerr-Effekt mit Laser 20.3.5. Fresnel’sche Gleichungen V20/3500 V20/3501 V20/3502 V20/3503 V20/3504 V20/3511 V20/3550 V20/3551 V20/3552 V20/3553 20.4. Streuung V20/4001 V20/4002 V20/4021 V20/4101 20.5. Streuung des Lichtes Streuung des Lichtes Polarisation des gestreuten Lichtes – Tyndall-Effekt Absorption – qualitative Deutung – Modellversuch Laser (siehe auch 20.6.) V20/5001 V20/5011 V20/5031 V20/5041 V20/5042 20.6. Fresnel’sche Gleichungen – Grundaufbau Fresnel’sche Gleichungen – Polarisationsebene parallel Tisch Fresnel’sche Gleichungen – Polarisationsebene senkrecht Tisch Fresnel’sche Gleichungen – Einfallswinkel nahe 0 Fresnel’sche Gleichungen – Einfallswinkel nahe 90 Grad Brechung – Totalreflexion (Intensitäten) nach Fresnel-Gleichungen Photometrie polarisierten Lichtes Photometrie – lineare Polarisation Photometrie – zirkulare Polarisation Photometrie – elliptische Polarisation Sichtbarmachen des Laserstrahles durch Streuung Beugung am Haar Beugung am Spalt Beugung am Gitter Beugung am Reflexionsgitter Beugung/Interferenz mit Laser 20.6.0. Grundlagen V20/6000 V20/6001 V20/6002 V20/6003 V20/6004 V20/6011 V20/6012 V20/6013 V20/6014 Laser-Schiene für Grundaufbau Erklärung zum Laser Stelltisch zu Laser Drehblenden zu Laseraufbau Teleskopaufbau zu Laser Sichtbarmachen des Laserstrahls Vergleich Divergenz des Bündels Laser – konventionelle Lichtquelle „Körnigkeit“ des Laserlichtflecks – Speckles Parallelität des Laserlichts 20.6.2. Interferenz V20/6210 V20/6211 V20/6220 Fresnel-Biprisma mit Laser Fresnel-Biprisma interferierende bewegliche Lichtbündel Fresnel-Spiegel mit Laser - 52 - V20/6221 V20/6230 V20/6231 V20/6240 V20/6250 V20/6251 V20/6252 Fresnel-Spiegel mit HNA 50 Lloyd-Spiegel mit Laser Lloyd-Spiegel mit HNA 50 Interferenz an planparalleler Platte mit Laser Michelson-Interferometer Michelson-Interferometer – Vorversuch zur Kohärenz Michelson-Interferometer – Längenänderung durch Erwärmung mit Kerze Michelson-Interferometer – Glas in Strahlengang halten Michelson-Interferometer – Wasser im Strahlengang erwärmen Michelson-Interferometer – Schlieren von warmer Luft V20/6253 V20/6254 V20/6255 20.6.3. Beugung V20/6310 V20/6320 V20/6330 V20/6340 V20/6345 V20/6346 V20/6350 V20/6360 V20/6361 V20/6362 V20/6363 V20/6365 V20/6370 V20/6380 V20/6381 V20/6390 V20/6391 V20/6395 Beugung an Lochblende mit Laser Beugung an Kante mit Laser Spalt mit Laser – einfacher Aufbau Beugung am Hindernis (Haar) mit Laser Beugung am keilförmigen Hindernis mit Laser Babinet-Theorem mit Laser Doppelspalt mit Laser Beugung am Stichgitter mit Laser + Zylinderlinse Beugung am Strichgitter mit Laser Beugung am Strichgitter mit Laser – Gitterkonstante ändern Beugung am Gitter mit Laser – Intensitätsverhältnisse Sichtbarmachen der Seitenmaxima durch Streuung Beugung am Reflexionsgitter mit Laser Beugung am Kreuzgitter mit Laser Beugung am Kreuzgitter mit unterschiedlichen Gitterkonstanten Beugung an unregelmäßig angeordneten Teilchen mit Laser Analogieversuch zu Debye-Scherrer mit Laser Phasenkontrast, Dunkelfeld und Schlierenoptik mit HNA 50 20.6.4. Polarisation V20/6401 Fehlende Interferenz bei senkrecht zueinander polarisierten Licht Nachweis der Polarisation des Laserlichtes mit Filter Malus-Versuch mit Laser V20/6410 V20/6420 20.6.5. Doppelbrechung V20/6510 V20/6520 Doppelbrechung mit Laser Doppelbrechung und Polarisation mit Laser 20.6.6. Doppler-Effekt V20/6601 20.7. Doppler-Effekt mit Laserlicht Holografie 20.7.0.0. Aufbauten V20/7001 V20/7002 V20/7003 20.7.0.1. Rekonstruktion von Hologrammen mit HND 25 Rekonstruktion von Hologrammen mit HNA 50 Rekonstruktion eines Hologramms mit Hg-Höchstdrucklampe Hologramme V20/7010 Verschiedene Hologrammplatten abzubilden - 53 - V20/7011 V20/7012 V20/7013 V20/7014 20.7.0.2. Modellversuche V20/7021 V20/7022 20.7.0.5. Interferenz zweier Wellen zur Holografie Wellenfeld mit Wölbspiegel zur Holografie Charakteristika V20/7051 V20/7052 V20/7053 V20/7054 20.8. Hologramm mit Kratzern Hologramm in Bruchstücken – Schlüssellocheffekt Hologramm Schärfentiefe und Parallaxe Volumenhologramm Hologramm mit Kratzern Informationsgehalt von Teilstücken eines Hologramms Interferenzmuster eines Hologramms Interferenzmuster eines gebleichten Hologramms Beugung mit Laser + TV 20.8.0.0. Beugungsgebiet V20/8000 V20/8001 V20/8002 V20/8003 V20/8004 V20/8005 V20/8006 V20/8007 V20/8008 20.8.0.2. Bild und Beugungsbild V20/8020 V20/8021 V20/8022 V20/8023 V20/8024 V20/8025 V20/8026 V20/8027 V20/8028 20.8.0.3. Abbilden des Beugungsgebietes hinter den Objekten Beugungsfeld hinter Spalt Beugungsfeld hinter Doppelspalt Beugungsfeld hinter Hindernis Beugungsfeld hinter Kante Beugungsfeld hinter Keil Beugungsfeld hinter Loch Beugungsfeld hinter Strichgitter Beugungsfeld hinter Kreuzgitter Gleichzeitige Abbildung des Bildes und des Beugungsbildes Bild und Beugung von Spalt Bild und Beugung von Doppelspalt Bild und Beugung von Hindernis Bild und Beugung von Kante Bild und Beugung von Keil Bild und Beugung eines Lochs Bild und Beugung eines Strichgitters Bild und Beugung eines Kreuzgitters Abbe-Theorie V20/8030 Abbe-Theorie mit primärem und sekundärem Bild gleichzeitig 20.9. V20/9001 Modell zum Laser-Lesegerät - 54 - Photometrie 21. Photometrie 21.1. Messungen 21.1.1. Leuchtdichte V21/1102 Leuchtdichte 21.1.2. Lichtstärke V21/1202 Lichtstärke – Lichtstrom – Beleuchtungsstärke 21.1.3. Photometer V21/1302 V21/1311 Photometerwürfel nach Lummer-Brodhun Fettfleckphotometer 21.1.5. Physiologie V21/1500 V21/1501 V21/1502 V21/1503 V21/1504 V21/1505 Rotierende Sektorscheibe für intermittierende Beleuchtung Frequenzgrenze des Flimmerns Empfindlichkeitsmaximum des Auges Infeld – Umfeld Schwarz und weiß sind keine Farben Grauleiter 21.1.6. Farbmetrik 21.1.6.0. Mischung V21/1601 V21/1602 V21/1603 V21/1603-1 V21/1604 V21/1605 V21/1606 V21/1607 V21/1608 21.1.6.1. Verhüllung V21/1611 V21/1612 V21/1613 V21/1614 V21/1615 V21/1616 V21/1617 V21/1618 21.1.6.2. Additive Farbmischung – Prisma mit Spiegel Additive und subtraktive Farbmischung mit Filtern Additive Farbmischung mit geregelten Projektoren und Filtern Additive Farbmischung mit Dreifachleuchte Additive Farbmischung mit Lichtleitkabel Farbmischung durch rotierende Papierscheiben Subtraktive Farbmischung Farbmischung mit Wollaston-Prisma Körperfarben – Buntpapiere und verschiedene Lampen Verhüllung bunter Farben – unverhüllt Verhüllung bunter Farben – rot weiß verhüllt Verhüllung bunter Farben – rot schwarz verhüllt Verhüllung bunter Farben – rot grau verhüllt Verhüllung bunter Farben – unverhüllt Verhüllung bunter Farben – weiß verhüllt Verhüllung bunter Farben – schwarz verhüllt Verhüllung bunter Farben – grau verhüllt Optimalfarben V21/1621 V21/1622 V21/1623 Darstellung der Optimalfarben mit Spektrum - Kurzendfarbe Optimalfarben – Langendfarbe Optimalfarben – Mittelfarbe - 55 - V21/1624 V21/1626 21.1.6.3. Komplementärfarben V21/1630 21.2. Optimalfarben – Mittelfehlfarbe Spektralreines und optimales Gelb Komplementärfarben Strahlungsgesetze V21/2001 V21/2002 V21/2011 V21/2021 V21/2031 Schwarzer Körper Strahlung schwarzer Körper Wien’sches Verschiebungsgesetz Optisches Pyrometer Bolometer zur Gesamtstrahlungsmessung - 56 - Elektromagnetische Wellen 22. Elektromagnetische Wellen 22.3. dm-Wellen V22/3003 V22/3004 V22/3006 V22/3007 V22/3008 V22/3009 V22/3010 22.4. Strahlungsfeld eines Dipols Stromcharakteristik eines Dipols Resonanz von Dipolen in verschiedenen Dielektrikas Strom- und Spannungsverteilung auf einem Dipol Polarisation Spannungsverteilung auf Lecherleitung Stromverteilung auf Lecherleitung cm-Wellen 22.4.0. Aufbauten V22/4000 V22/4001 3-cm-Wellen – Grundaufbau tonmoduliert 3-cm-Wellen – Grundaufbau – Anzeige mit MV40 22.4.1. Ausbreitung V22/4101 V22/4102 V22/4103 V22/4104 V22/4106 3-cm-Wellen – Ausbreitung – Ortsabhängigkeit 3-cm-Wellen – Ausbreitung – Dielektrika dazwischen 3-cm-Wellen – Ausbreitung – Metallplatte dazwischen Undurchlässigkeit für 2-cm-Wellen für Bier 3-cm-Wellen – ausmessen der Strahlungskeule 22.4.2. Polarisation V22/4201 V22/4202 V22/4203 V22/4204 V22/4211 V22/4212 V22/4213 V22/4214 V22/4215 V22/4216 V22/4221 V22/4222 V22/4223 3-cm-Wellen – Nachweis der Polarisation durch Drehen 3-cm-Wellen – Nachweis der Polarisation durch Metalldrähte 3-cm-Wellen – Drehen der Polarisationsebene 3-cm-Wellen – Drehung der Schwingungsrichtung 3-cm-Wellen – Polarisation bei Reflexion 3-cm-Wellen – Brewster'scher Winkel 3-cm-Wellen – Polarisation bei Brechung – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Polarisation bei Reflexion – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Polarisation bei Reflexion mit MV40 3-cm-Wellen – Polarisation bei Brechung mit MV40 3-cm-Wellen – Drehung der Polarisationsebene 3-cm-Wellen – Lambda/4-Plättchen – 1 Plättchen 3-cm-Wellen – Lambda/4-Plättchen – 2 Plättchen 22.4.3. Reflexion V22/4301 V22/4302 3-cm-Wellen – Reflexion 3-cm-Wellen – Prinzip Radar 22.4.4. Brechung V22/4401 V22/4402 V22/4403 V22/4404 V22/4405 3-cm-Wellen – Brechung mit Prisma 3-cm-Wellen – Brechung an einer Linse 3-cm-Wellen – Planparallele Platte 3-cm-Wellen – Parallele Bündel 3-cm-Wellen – Sammelwirkung eines Zylinders - 57 - V22/4406 V22/4407 V22/4408 V22/4409 V22/4411 V22/4412 V22/4413 V22/4414 V22/4415 V22/4421 V22/4451 V22/4452 V22/4453 3-cm-Wellen – Zylinderlinse 3-cm-Wellen – Brechungsgesetz am Halbzylinder 3-cm-Wellen – Brechung an Holzklotz 3-cm-Wellen – Bündelung durch Paraffinlinse 3-cm-Wellen – Totalreflexion am Prisma 3-cm-Wellen – Eindringtiefe bei totaler Reflexion 3-cm-Wellen – Strahlversetzung bei Totalreflexion 3-cm-Wellen – Totalreflexion – Nachweis der eindringenden Welle 3-cm-Wellen – Versuch nach Goos-Hähnchen 3-cm-Wellen – Verkürzung der Wellenlänge in Dielektrikas 3-cm-Wellen – Polarisation nach Reflexion und Brechung – senkrecht zu Tisch 3-cm-Wellen – Polarisation nach Reflexion und Brechung – horizontal zu Tisch 3-cm-Wellen – Polarisation nach Reflexion und Brechung – 45 Grad zu Tisch 22.4.5. Interferenz V22/4501 V22/4502 V22/4503 V22/4504 V22/4505 V22/4511 V22/4512 V22/4513 V22/4514 V22/4515 3-cm-Wellen – Fresnel’scher Spiegelversuch 3-cm-Wellen – Interferenzversuch nach Lloyd 3-cm-Wellen – Interferenz an dünnen Schichten 3-cm-Wellen – Keilförmige Schichten 3-cm-Wellen – Reflexionsmindernde Schicht 3-cm-Wellen – Interferenz zweier kohärenter Wellen – Austasten Interferenz zweier kohärenter Wellen – 2. weg- und zuschalten Interferenz wie 22/4511 mit Lautsprecher Interferenz wie 22/4512 3-cm-Wellen – Überlagerung kohärenter Wellen – Einfluss Polarisation 22.4.6. Beugung V22/4601 V22/4602 V22/4603 V22/4604 V22/4605 V22/4606 V22/4607 V22/4608 V22/4611 V22/4612 V22/4613 V22/4614 V22/4615 V22/4621 V22/4622 V22/4623 V22/4624 V22/4625 V22/4651 3-cm-Wellen – Beugung am schmalen Hindernis – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Beugung am Spalt – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Beugung an der Kante – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Beugung am Doppelspalt – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Beugung am Gitter – tonmoduliert 3-cm-Wellen – Beugung am Hindernis mit MV40 3-cm-Wellen – Beugung am Spalt mit MV40 3-cm-Wellen – Beugung am Doppelspalt mit MV40 3-cm-Wellen – Beugung an Ringblende (Zonenring) 3-cm-Wellen – Beugung an der Kreisblende (Poisson'scher Fleck) 3-cm-Wellen – Beugung an Kreisplatte (Babinet-Theorem) 3-cm-Wellen – Beugung am Beugung am Ring (BabinetTheorem) 3-cm-Wellen – Zonenlinse 3-cm-Wellen – Beugung am Hindernis mit CASSY 3-cm-Wellen – Beugung am Spalt mit CASSY 3-cm-Wellen – Beugung am Doppelspalt mit CASSY 3-cm-Wellen – Beugung am Doppelspalt breit 3-cm-Wellen – Beugung am Gitter mit CASSY 3-cm-Wellen – Modellversuch zu Bragg-Drehkristallmethode 22.4.7. Stehende Wellen V22/4701 V22/4702 V22/4703 3-cm-Wellen – Stehende Wellen mit Hohlspiegel 3-cm-Wellen – Stehende Wellen 3-cm-Wellen – Stehende Wellen mit CASSY - 58 - V22/4751 3-cm-Wellen – Doppler-Effekt 22.4.8. Interferometer V22/4801 V22/4802 3-cm-Wellen – Michelson-Versuch 3-cm-Wellen – Interferometer 22.4.9. Hohlleiter V22/4901 22.5. 3-cm-wellen –gekrümmter Hohlleiter Licht V22/5201 V22/5202 V22/5302 V22/5401 V22/5411 Optisches Analogon zu 22/4201 – Polarisation Optisches Analogon zu 22/4203 – Polarisation Optisches Analogon zu 22/4302 – Radar Optisches Analogon zu 22/4401 – Brechung Optisches Analogon zu 22/4411 – Totalreflexion - 59 - Elektronik 23. Elektronik 23.1. Dioden 23.1.1. Diode als Gleichrichter V23/1101 V23/1102 Gleichrichterwirkung einer Diode Diode als Gleichrichter 23.1.2. Netzgleichrichtung V23/1200 V23/1201 V23/1211 V23/1212 V23/1213 V23/1214 Netzgleichrichtung mit Röhren oder Halbleitern Netzgleichrichtung – Darstellung der Wechselspannung Netzgleichrichtung – Einweg Röhre Netzgleichrichtung – Zweiweg Röhre Netzgleichrichtung – Einweg Diode Netzgleichrichtung – Zweiweg Diode 23.1.3. Glättung V23/1300 V23/1311 V23/1312 V23/1313 V23/1314 V23/1215 V23/1216 V23/1217 V23/1218 V23/1219 V23/1220 V23/1221 V23/1222 Einweggleichrichtung mit versch. Ladekondensatoren 2 * I u. U Einweg Ladekondensator Röhre Zweiweg Ladekondensator Röhre Einweg Ladekondensator Diode Zweiweg Ladekondensator Diode Einweg Siebdrossel Röhre Zweiweg Siebdrossel Röhre Einweg Siebdrossel Diode Zweiweg Siebdrossel Diode Einweg Siebkondensator Röhre Zweiweg Siebkondensator Röhre Einweg Siebkondensator Diode Zweiweg Siebkondensator Diode 23.1.4. Zenerdiode V23/1401 V23/1411 V23/1421 V23/1422 Zenerdiode – Kennlinie Spannungsstabilisierung mit Zenerdiode Zenerdiode – Überlastungsschutz für Amperemeter Zenerdiode als Überlastungsschutz für Voltmeter V23/1501 Kaskadengenerator – Kennlinie 23.1.5. 23.1.6. Tunneldiode V23/1601 V23/1602 23.2. Tunnel-Diode – Kennlinie Tunnel-Diode – Schwingungseinsatz Triode V23/2101 V23/2103 V23/2131 Steuergitter einer Triode Kennlinie einer Triode Niederfrequenzverstärker - 60 - 23.3. Transistor 23.3.0. pnp-Kennlinien V23/3001 V23/3011 V23/3012 V23/3013 V23/3014 V23/3015 V23/3016 pnp-Transistor Transistorkennlinien – Schaltkasten „A“ Transistorkennlinien – Schaltkasten „B“ Transistor Ic-Uce – Kennlinie Transistor Ube-Uce – Kennlinie Transistor Ib-Ube – Kennlinie Transistor Ic-Ib – Kennlinie 23.3.1. pnp als Verstärker V23/3101 V23/3102 V23/3111 V23/3112 V23/3120 V23/3121 V23/3122 V23/3123 V23/3130 Transistor – Steuerwirkung Transistor – Temperaturabhängigkeit des Sperrstromes Transistor in Verstärkerschaltung Transistor – Emitterschaltung – Stromverstärkung Transistor als Verstärker an Uce-Ube – Kennlinie gezeigt Transistor als Verstärker – Einfluss des Arbeitspunktes Transistor als Verstärker – Übersteuerung Transistor als Verstärker – Gegenkopplung Amplitudenmodulation 23.3.2. FET-Kennlinien V23/3201 V23/3202 V23/3203 FET-Kennlinie Id-Ug FET-Kennlinie Id-Usd FET-Kennlinie Id-Usd 23.3.3. FET als Verstärker V23/3301 23.4. FET als Verstärker Schaltungen/Geräte V23/4101 V23/4201 V23/4301 V23/4501 V23/4502 23.5. Zenerdiode 23.6. Filter V23/6101 V23/6201 V23/6211 V23/6212 V23/6301 V23/6302 V23/6311 V23/6312 V23/6313 Niederfrequenzgenerator Temperaturabhängigkeit eines Tongenerators mit Transistor Multivibrator – metastabil Leistungsverstärker Messverstärker Resonanzkurve eines Parallelschwingkreises Bandfilter – induktive Kopplung Bandfilter – kapazitive Kopplung – große Koppelkapazität Bandfilter – kapazitive Kopplung – kleine Koppelkapazität Filterschaltung mit scharfen Durchlassfrequenzen Filterschaltung mit scharfen Sperrfrequenzen Hochpass Tiefpass Bandpass (Wien-Brücke) - 61 - 23.8. Optoelektronik V23/8001 V23/8002 V23/8003 V23/8004 V23/8005 V23/8101 V23/8103 V23/8111 V23/8151 V23/8201 V23/8202 V23/8203 V23/8301 V23/8303 V23/8401 Tonübertragung mit Licht – Sender für Sinus Tonübertragung mit Licht – Empfänger Tonübertragung mit Licht – Empfänger Tonübertragung mit Licht – Empfänger Tonübertragung mit Licht – Empfänger Lichtschranke mit Schaltkasten Lichtschranke als Unfallschutz Photozelle – Übertragung von Musik Bildwandler Lichtschrankenempfänger mit Photowiderstand Photowiderstand als Empfänger für Ultrarot Photowiderstand als Empfänger für Ultrarot Tonübertragung auf AR mit Photodiode Messung mit Wechsellicht bei Störlicht Silizium-Fotoelement als Empfänger für UR - 62 - Struktur der Materie 24. Struktur der Materie 24.0. Quantenmechanik V24/0001 V24/0101 V24/0111 V24/0120 V24/0121 V24/0122 V24/0125 V24/0130 V24/0131 V24/0140 V24/0151 24.1. Quantenhafte Energieabgabe – Modell Ungewohnte Denkweisen – Sphärisches Dreieck Korpuskelhaftes Verhalten der Elektronen – Elektrisches Radiometer Quanten- und Wellennatur des Lichtes Quantennatur des Photoeffektes – Planckscher Versuch Zu 24/0121 – Unabhängigkeit von der Lichtstärke Modellversuch zu Zusammenhang Linienbreite – Leuchtdauer Franck-Hertz-Versuch Franck-Hertz-Versuch Elektronenbeugungsröhre Spin Modell Spektroskopie 24.1.0. Aufbauten V24/1002 V24/1011 V24/1012 V24/1013 V24/1017 Flammenfärbung Wasserstoff-Spektralröhrchen Spektralröhrchen Na-Spektrallampe Balmer-Lampe 24.1.1. Emission V24/1101 V24/1114 V24/1115 V24/1116 V24/1120 V24/1121 V24/1122 V24/1123 V24/1124 V24/1125 V24/1125-1 V24/1126 V24/1126-1 V24/1127 V24/1127-1 V24/1128 V24/1128-1 V24/1133 V24/1134 V24/1140 V24/1140-1 V24/1142 V24/1143 V24/1144 V24/1150 Emissionsspektrum Linienspektrum – Cadmium Emissionsspektrum – Hg Hg-Spektrum – UV-Bereich Spektren hoher Auflösung – Grundaufbau Doppellinie bei Na Linienverbreiterung – Absorptionslinien bei Hg Kontinuierliches Spektrum hochaufgelöst Absorptionslinien von Na Emissionslinien Fe mit Bogenlampe Wie 24/1125 direkt zu beobachten Emissionslinien Cu Wie 24/1126 direkt zu beobachten Emissionsspektrum Ni mit NiCl Wie 24/1127 direkt zu beobachten Emissionsspektrum Sr mit SrCl Wie 24/1128 direkt zu beobachten Umkehr der Natriumlinie – Gasflamme Umkehr der Natriumlinie – Spektralbrenner Spektrum virtuelles Bild im Schulgitter Spektralaufbau mit Gitter in Direktprojektion Linienspektrum –Strontium Linienspektrum – Kupfer Linienspektrum – Nickel Spektren in Direktbeobachtung mit Prisma - 63 - 24.1.2. Absorption V24/1201 V24/1202 V24/1203 V24/1204 V24/1206 V24/1207 V24/1208 V24/1211 V24/1212 V24/1220 V24/1223 V24/1231 V24/1232 V24/1233 V24/1250 Absorptionsspektrum – Banden dunkelgrüner Filter Absorptionsspektrum – Banden lila Filter Absorptionsspektrum – Banden Kaliumpermanganat Absorptionsspektren – Gelatine Zweiatomiges Molekül – Modell Absorptionsspektrum – Absorptionskante Absorption von Cola Absorption von Bier Absorption von Bierschaum Druckabhängigkeit der Halbwertsbreite von Spektrallinien Hg Absorptionsspektrum von Stickstoff (NO2) Absorptionslinie bei Na Verbreiterung Absorptionsspektrum bei Na Resonanzfluoreszenz bei Na Absorption – qualitative Deutung 24.1.3. Laser V24/1301 He-Ne-Laser – Anregungsmechanismus Hafttafel V24/1701 Diskrete Eigenschwingungen – Analogie de Broglie 24.1.7. 24.1.8. Larmorpräzession V24/1801 Modellversuch zur Larmorpräzession 24.1.9. Elektronenspinresonanz V24/1901 24.2. Modelle V24/2101 V24/2102 V24/2103 V24/2111 24.3. Modellversuch zur Elektronenspinresonanz Bändermodell – Eigenhalbleitung Bändermodell – n-Halbleitung Bändermodell – p-Halbleitung Potentialtopfmodell Lumineszenz V24/3101 V24/3111 V24/3112 V24/3121 V24/3131 V24/3132 V24/3133 V24/3134 V24/3135 V24/3141 Modell zur Lumineszenz Fluoreszenz Fluoreszenz – Sichtbarmachen von UV-Linien Fluoreszenz mit UV-Lampe Phosphoreszenz – Korpuskelmodell auf Hafttafel Phosphoreszenz – Balmein'scher Leuchtschirm – Nachleuchten Blamein'scher Leuchtschirm – Schwächung von Rot Lumineszenz bei Baumwolle unter tiefen Temperaturen Lumineszenz einer Eierschale bei tiefen Temperaturen Elektrolumineszenz – Kondensatorlampe - 64 - 24.4. Kernphysik 24.4.0. Radiometrie V24/4011 V24/4012 V24/4013 V24/4021 V24/4022 V24/4041 V24/4042 V24/4091 V24/4092 Nulleffekt Nulleffekt als statistischer Vorgang Statistischer Zerfall – Radium-Strahler Axiale Empfindlichkeit eines Zählrohres Auflösezeit – Totzeit Ionisierende Wirkung radioaktiver Strahlen – Glimmlampe Ionisierende Wirkung radioaktiver Strahlen – Zählrohr Aktivität von Kalium mit Kaliumpermanganat Aktivität von Kalium – Kaliumnitrat 24.4.1. Eigenschaften V24/4100 V24/4101 V24/4102 V24/4103 V24/4104 V24/4105 V24/4105-1 V24/4106 V24/4106-1 V24/4107 V24/4111 V24/4112 V24/4121 V24/4130 V24/4131 V24/4132 V24/4133 V24/4140 V24/4150 V24/4160 Durchdringungsvermögen radioaktiver Strahlung Durchdringungsvermögen der Beta-Minus-Strahlung Durchdringungsvermögen der Beta-Plus-Strahlung Durchdringungsvermögen der Gamma-Strahlung – Cäsium Durchdringungsvermögen der Gamma-Strahlung – Kobalt Reichweite der Beta-Minus-Strahlung Reichweite der Beta-Minus-Strahlung Reichweite der Beta-Plus-Strahlung Reichweite der Beta-Plus-Strahlung Reichweite der Alpha-Strahlung Absorption von Beta-Strahlung Absorption von Beta-Strahlung Halbwertsdicke – Flächenmasse Ablenkung radioaktiver Strahlung durch Magnetfeld Beta-Minus-Strahler im Magnetfeld Beta-Plus-Strahler im Magnetfeld Gamma-Strahler im Magnetfeld Rückstreuung bei Gamma-Strahlung Simulation des radioaktiven Zerfalls mit Rechner Radioaktiver Zerfall mit kurzer Halbwertszeit V24/4201 Sekundärelektronenvervielfacher - Haftplättchenmodell 24.4.2. 24.5. Geräte V24/5101 V24/5200 24.6. Linearbeschleuniger – Analogieversuch Kontinuierliche Nebelkammer Elementarteilchen V24/6001 V24/6101 V24/6102 V24/6103 V24/6201 V24/6202 V24/6203 V24/6204 V24/6301 Modell – Potentialmulden (Kern) Modell – Abbremsen von Nukleonen m1>m2 Modell – Abbremsen von Nukleonen m1=m2 Modell – Abbremsen von Nukleonen m1<m2 Modell – Einfang unter Anregung Modell – n-Streuung Modell (n;n)-Vorgang Modell (n;2n)-Vorgang Modell Rutherford-Streuung - 65 - 24.7. Kernfusion V24/8101 Kernfusion Kohlenstoff-Stickstoff-Zyklus - 66 -
