INHALT - Cornelsen
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5 INHALT Vorwort 13 MECHANIK 17 TRANSLATION UND ROTATION 17 Kinematik und Dynamik der Translation 17 1 2 3 4 5 6 Gleichförmige Bewegung auf der Fahrbahn Gleichmäßig beschleunigte Bewegung auf der Fahrbahn Proportionalität von schwerer und träger Masse Gewichtslosigkeit fallender fester Körper Gewichtslosigkeit fallender Flüssigkeiten Newton’sches Grundgesetz auf der Fahrbahn Dynamik der Zentralbewegung 7 Richtungsänderung eines bewegten Körpers 8 Radialkraft bei gleichförmiger Kreisbewegung 9 Abhängigkeit der Radialkraft von Radius, Masse,Winkel- und Bahngeschwindigkeit 10 Kreisbewegung auf einer rotierenden Scheibe 11 Modell eines Kettenkarussells 12 Rotierende Kugelschale 13 Schleifenbahn 14 Einfache Nachbildung einer Kepler-Ellipse 15 Modellexperimente zur Bewegung von Himmelskörpern mit gleitenden Magneten 16 Modellexperimente zur Bewegung von Himmelskörpern mit hängenden Magneten 17 Modellmäßige Nachbildung der Planetenbewegung auf dem Luftkissentisch Dynamik der Drehbewegung 18 19 20 21 22 23 24 Drehmomente an einer Scheibe Drehmomente an einer Bandrolle Grundgesetz der Rotation am hantelförmigen Rotationskörper Rollkörper mit verschiedenen Trägheitsmomenten auf geneigter Ebene Maxwell’sches Rad Drehimpuls rotierender Körper Drehimpulserhaltung in abgeschlossenen Systemen 18 20 22 24 25 27 28 30 32 33 36 37 38 39 40 40 42 44 46 48 49 50 53 54 56 57 6 INHALT STOSS UND IMPULS 25 26 27 28 29 30 31 Elastischer Stoß auf der Luftkissenbahn Unelastischer Stoß auf der Luftkissenbahn Energie- und Impulserhaltungssatz am Kugelstoßapparat Impulserhaltungssatz – Zeitmessung mit der Stoppuhr Impulserhaltungssatz – Zeitmessung mit dem Digitalzähler Abhängigkeit des Kraftstoßes von der Zeit Kraftstoß und Impuls MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Einfacher horizontaler Federschwinger Resonanzkurve eines Fadenpendels Schwebungen durch Überlagerung zweier Schwingungen Longitudinalwellen auf der Luftkissenbahn Phasen- und Gruppengeschwindigkeit in einem Wellenkanal Reflexion einer Transversal- und einer Longitudinalwelle Stehende Transversalwellen in einem Y-förmigen Wellenkanal Stehende Longitudinalwellen auf der Luftkissenbahn Stehende Schallwellen in einem horizontalen Glasrohr Resonanz mit vertikal schwingenden Luftsäulen Bestimmung der Wellenlänge des Schalls mit vertikal schwingenden Luftsäulen 43 Interferenz von Ultraschallwellen 44 Doppler-Effekt 45 Modellexperimente zur Polarisation von mechanischen Wellen BEZUGSSYSTEME 46 47 48 49 50 Geradlinig gleichförmige Relativbewegung zweier Bezugssysteme Trägheitskräfte in translatorisch beschleunigten Bezugssystemen Zentrifugalkraft im gleichförmig rotierenden Bezugssystem Corioliskraft im gleichförmig rotierenden Bezugssystem Foucault-Pendel THERMODYNAMIK 51 Zusammenhang zwischen Druck,Volumen und Temperatur eines Gases 52 Modellexperiment zur allgemeinen Gasgleichung 53 Modellexperiment zum 1. Hauptsatz der Thermodynamik 59 61 63 65 67 68 69 71 74 76 77 78 80 82 83 85 85 86 88 90 91 93 93 96 98 101 104 106 107 109 110 111 112 INHALT 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 1. Hauptsatz der Thermodynamik Gesetz von Boyle zur isothermen Zustandsänderung Isobare Zustandsänderung mit einer Kunststoffflasche Gesetz von Gay-Lussac zur isobaren Zustandsänderung Isochore Zustandsänderung mit einer Kunststoffflasche Modellexperiment zur isochoren Zustandsänderung Gesetz von Amontons zur isochoren Zustandsänderung Adiabatische Zustandsänderung mit einer Kunststoffflasche Modellexperiment zur adiabatischen Zustandsänderung Modell eines Stirlingsmotors mit Fremdsteuerung Modell eines Stirlingsmotors mit Selbststeuerung Stirlingmotor als Wärmepumpe Wirkungsgrad eines Stirlingmotors Modellexperiment zur Energieverteilung der Teilchen eines Gases Modellexperiment zur Maxwell’schen Geschwindigkeitsverteilung Benard-Effekt zur Selbstorganisation Regelation des Eises Leidenfrost’sches Phänomen 7 113 114 115 116 118 119 119 121 122 123 124 125 126 127 128 130 130 131 ELEKTRIZITÄTSLEHRE 133 ELEKTRISCHES FELD 133 72 73 74 75 76 Reibungselektrisiermaschine Coulomb’sches Gesetz Millikanexperiment zur Bestimmung der Elementarladung Speicherung von Ladungen in einer Leidener Flasche Magnetfeld des Verschiebungsstromes MAGNETISCHES FELD 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Modellexperiment zur Magnetisierung Barkhausen-Effekt Ferromagnetismus Bestimmung der relativen Permeabilität im Abreiß-Experiment Nachweis des remanenten Magnetismus in einem geschlossenen Eisenkern Magnetische Flussdichte keramischer Magnete Hysterese Nachweis der Curie-Temperatur Para- und Diamagnetismus Bestimmung der horizontalen Intensität und der vertikalen Intensität der magnetischen Feldstärke der Erde 134 135 137 139 141 142 144 145 146 148 149 150 152 154 155 157 8 INHALT 87 88 89 90 91 92 93 94 Schirmwirkung des Eisens Magnetische Feldstärke einer Spule – Messung im inhomogenen Feld Magnetische Feldstärke einer Spule – Messung im homogenen Feld Lorentzkraft Bestimmung der spezifischen Ladung des Elektrons e/m Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld Gleichstrommotor aus einer Kunststoffflasche Wechselstrom-Synchron-Motor 158 159 161 164 165 167 170 171 ELEKTROMAGNETISCHE INDUKTION 172 95 96 97 98 99 100 101 102 177 179 180 182 183 184 186 103 104 105 106 107 108 109 110 Faradays erste Induktionsanordnung mit einem bewegten Magneten Induktionsgesetz – Relativbewegung zwischen Spule und Magnet Induktion in einer bewegten Leiterschleife Faradays historisches Experiment zur Induktion Elementarvorgang der elektromagnetischen Induktion Unipolarinduktion Unipolarinduktion bei rotierendem Magneten Untrennbare Verknüpfung von sich veränderndem magnetischen Feld und elektrischem Feld Hall-Effekt Lenz’sche Regel Thomson’sches Ringexperiment Selbstinduktion beim Einschalten und Ausschalten einer Spule Modell einer Wirbelstrombremse Modell eines Wirbelstromtachometers Schwebende Wirbelstromscheiben Rotierende Wirbelstromscheiben 187 188 190 191 192 193 194 196 197 WECHSELSTROMKREIS 199 111 Der ohmsche Widerstand im Wechselstromkreis 112 Der induktive Widerstand einer Spule 113 Die Abhängigkeit des induktiven Widerstandes von der Induktivität und der Frequenz 114 Der kapazitive Widerstand eines Kondensators 115 Abhängigkeit des kapazitiven Widerstandes von der Kapazität und der Frequenz 116 Zusammenschaltung verschiedener Wechselstromwiderstände 117 Nachweis der Phasenverschiebung an Wechselstromwiderständen 118 Leistungsbestimmung im Wechselstromkreis mit einem Leistungsmesser – Bestimmen des Leistungsfaktors cos ϕ 201 202 203 206 206 209 211 213 INHALT 9 ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNGEN UND HERTZ’SCHE WELLEN 215 Elektromagnetische Schwingungen 215 119 Erzeugung und Nachweis von gedämpften elektromagnetischen Schwingungen in einem Schwingkreis 120 Anregung von gedämpften elektromagnetischen Schwingungen in einem Schwingkreis durch Rechteckschwingungen 121 Erzeugung ungedämpfter harmonischer Schwingungen in einem Schwingkreis – Bestätigen der Thomson’schen Schwingungsgleichung 122 Aufnahme der Resonanzkurve eines Reihenschwingkreises Hertz’sche Wellen 123 Erzeugung und Nachweis Hertz’scher Wellen mit einem Funkensender nach Heinrich Hertz 124 Erzeugung und Nachweis Hertz’scher Wellen mit einem Dezimeterwellensender 125 Demonstration von Eigenschaften Hertz’scher Wellen mit einem Dezimeterwellensender 126 Stromstärke- und Spannungsverteilung längs eines Dipols 127 Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingungen mit einer Halbleiterdiode 128 Demodulation amplitudenmodulierter Schwingungen 129 Aufbau eines einfachen Rundfunkempfängers für Mittelwellen 130 Übertragung von Informationen mit amplitudenmodulierten Dezimeter- oder Zentimeterwellen 216 217 218 220 222 225 227 229 231 232 234 235 237 ELEKTRISCHE LEITUNGSVORGÄNGE IN FESTKÖRPERN 239 131 Widerstand-Temperatur-Diagramm für Eisen, Kupfer und Konstantan 132 Kennlinien einer Solarzelle 133 Optoelektronische Signalübertragung 134 Kennlinien eines Bipolartransistors 135 Signalverstärker mit einem Bipolartransistor 240 241 243 244 247 ELEKTRISCHE LEITUNGSVORGÄNGE IN GASEN 249 136 137 138 139 140 141 250 251 252 253 254 255 Prinzip des Leitungsvorganges in Gasen Leitungsvorgang in Gasen – demonstriert mit kleinen Körperchen Zünd- und Löschspannung einer Glimmlampe Tonfrequente Kippschwingungen Wechselseitige Kippschwingungen Prinzip einer Leuchtstofflampe 10 INHALT OPTIK 257 WELLENOPTIK 257 Interferenz des Lichtes 257 142 143 144 145 146 147 148 149 259 261 263 264 266 267 268 269 Beugung von Laserlicht an Spalten Wellenlängenbestimmung durch Beugung am Transmissionsgitter Beugung am Gitter in verschiedenen Stoffen Beugung und Interferenz am reflektierenden Gitter Interferenz am Doppelspiegel nach Fresnel Interferenz an einer planparallelen Platte nach Pohl Interferenz an einer Seifenhaut Newton’sche Ringe Polarisation des Lichtes 270 150 151 152 153 154 272 273 276 277 279 Polarisierbarkeit des Lichtes durch Polarisationsfilter Polarisation von Licht durch Reflexion, Brewster’sches Gesetz Polarisation durch Brechung beim Übergang von Luft in Glas Doppelbrechung Optische Aktivität QUANTENPHYSIK 282 155 Elektronenaustritt aus Metallen durch Licht 156 Abhängigkeit der kinetischen Energie der herausgelösten Elektronen von der Frequenz des einfallenden Lichtes – Bestimmung des Planck’schen Wirkungsquantums 157 Bestimmung des Planck’schen Wirkungsquantums über Leuchtdioden-Kennlinien 158 Elektronenbeugung 159 Absorption und Emission von Natriumlicht 160 Balmerserie des Wasserstoffspektrums 161 Franck-Hertz-Experiment 284 289 290 292 294 296 RÖNTGENSTRAHLUNG 299 162 163 164 165 166 300 301 302 303 305 Filmschwärzung durch Röntgenstrahlung Röntgenspektren Schwächung der Röntgenstrahlung Compton-Streuung Röntgenbeugung und -interferenz nach Laue 286 INHALT 11 KERNPHYSIK 307 167 Modellexperiment zur Streuung positiv geladener Teilchen an einem Atomkern 168 Modellexperiment zur Rutherford’schen Streuung 169 Betrieb eines Halogenzählrohres ohne Verstärker 170 Szintillationszähler 171 Alpha-Spektrum mit einem Halbleiterdetektor 172 Streuung der Gammastrahlung 173 Rückstreuung von Betastrahlung 174 Selbstabsorption 175 Paarzerstrahlung 308 309 310 311 312 313 314 315 316 Register 318 Quellennachweis der Abbildungen Phywe Systeme GmbH, Göttingen: 163/2.
