Musterprotokoll für naturwissenschaftliche Experimente Protokoll Nr

Musterprotokoll für naturwissenschaftliche Experimente
Protokoll Nr. oder Protokoll Thema
...
Name: ...
Mitarbeiter: ....
Datum: ......
Aufgabe:
Die Aufgabenstellung wird durch den Lehrer allgemein formuliert.
Beispiel: Untersuche die Spannungen, wenn du zwei Widerstände in Reihe schaltest.
(Die Begriffe Gesamtspannung und Teilspannungen werden so vermieden.)
Vermutung oder Vorbetrachtung (wenn Aufgaben zur Lösung gegeben sind):
Ich vermute ..., dass ...., weil .... Ob die Vermutung sich als richtig herausstellt, ist
nicht so wichtig. Je nach Zeit oder Notwendigkeit kann gefordert werden, dass sich
die Schüler einer Gruppe auf eine gemeinsame Vermutung verständigen und diese
schriftlich darlegen.
Aufbau/Geräte:
Dieser Teil sollte so geschrieben werden, dass andere Schüler ihn nachvollziehen
können bzw. Ihr selbst auch später noch nachvollziehen könnt, was gemacht wurde
und warum. Skizzen, Schaltpläne, verwendete Materialien, kurze Beschreibungen, ...
Messwerte:
Meist sind hier Tabellen gefordert, in die Messwerte eingetragen werden. Mit den
Messwerten verbundene Berechnungen werden hier zusammengestellt.
Beobachtungen:
Bis auf den Geschmackssinn werden hier alle beobachtbaren Größen bei der
Durchführung des Experimentes beschrieben. Die Ursachenbeschreibung oder
Begründungen sind nicht Teil dieses Absatzes.
Beispiel: Beim Anlegen einer Spannung wurde der Widerstand warm. Nach Umlegen
des Schalters / nach dem Schließen des Stromkreises verstrich etwas Zeit, bis die
Lampe zu leuchten begann. Während des Beleuchtens der Versuchsanordnung war
ein regelmäßiges Klicken zu hören……
Auswertung/Fehlerbetrachtung: Diagramme, Formulierung des Ergebnisses zum
Experiment, dabei muss auf die Vermutung bezuggenommen werden. Ist das
vermutete Ereignis eingetreten – wenn nein warum nicht? Was ist der physikalische
Hintergrund für die gemachten Beobachtungen….
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Musterprotokoll für naturwissenschaftliche Experimente
Die Fehlerbetrachtung hat zum Inhalt alle möglichen Fehler und deren ungefähre
Größe zu beschreiben, so dass man die Qualität der Messergebnisse besser
einschätzen kann. Es gibt verschiedene Fehlerursachen. Folgende Unterteilung kann
vorgenommen werden:
Nr
.
1
Fehlerursache
Beispiele
Experimentieranordnung 1. Unzureichende Isolierung bei kalorimetrischen Messungen
und damit unkontrollierter Wärmeaustausch mit der Umgebung
2. Verwendung einer stromrichtigen statt einer
spannungsrichtigen Schaltung oder umgekehrt bei der
Messung von Spannung und Stromstärke
3. Vernachlässigung der Widerstände von Zuleitungen bei
elektrischen Schaltungen
4. Unzureichende Kompensation der Reibung bei der
Untersuchung von Bewegungsabläufen in der Mechanik
5. Verzögerungen beim Auslösen von Abläufen, die durch die
Experimentieranordnung bedingt sind.
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Messgeräte, Messmittel
1. Jedes Messgerät, z. B. Lineal, Thermometer,
Spannungsmesser, hat nur eine bestimmte Genauigkeitsklasse
bzw. hat eine bestimmte zulässige Fertigungstoleranz.
2. Messmittel wie Wägestücke, Hakenkörper, Widerstände
haben ebenfalls Fertigungstoleranzen
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Experimentator
1. Ablesefehler bei Messgeräten
2. Auslösefehler bei Zeitmessungen
3. Fehler durch eine nicht exakte Handhabung von
Messgeräten (z. B. ungenaues Anlegen eines Lineals)
4. Fehler durch Verwendung unzweckmäßiger Messgeräte
(z.B. kleine Wassermenge in großem Messzylinder,
Thermometer mit 1°-Teilung bei der Messung kleiner
Temperaturunterschiede)
5. Fehler durch Ablesen an falschen Bezugspunkten (z. B. wird
statt des Schwerpunktes eines Körpers seine Unter- oder
Oberkante als Bezugspunkt für Entfernungsmessungen
gewählt)
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Umgebung
1. Nichtbeachtung der Temperatur oder von
Temperaturschwankungen
2. Nichtbeachtung des Druckes oder von Druckschwankungen
3. Schwankungen der Netzspannung3. Erschütterungen4
Darstellung von Ergebnissen entsprechend mit Fehlern
Kennt man den Messwert x und Messfehler einer Größe, so kann man den Fehler als
absoluten Fehler, als relativen Fehler oder als prozentualen Fehler angeben.
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Der absolute Fehler ist ein Maß für die Abweichung der Messwerte vom wahren
Wert.
Der relative Fehler / x verdeutlicht die Abweichung in Bezug auf den Messwert und
ist Ausdruck für die Güte einer Messung.
Der prozentuale Fehler (/ x) % ist der in Prozent angegebene relative Fehler.
Beispiele für messgerätebedingte Ungenauigkeiten:
Thermometer
1°-Teilung ± 1 K
1/10 °-Teilung ± 0,1 K
Lineal, Winkelmesser, Messuhren, Uhren, Präzisionswaagen
± 1 % (meist vernachlässigbar)
Brennweite von Linsen, Gitterkonstante eines optischen Gitters
± 1 % (meist vernachlässigbar)
Federkraftmesser
meist Genauigkeitsklasse 2,0
Spannungsmesser Stromstärkemesser Widerstandsmesser
aufgedruckte Genauigkeitsklasse (sie bezieht sich immer auf den jeweiligen
Messbereichsendwert)
So bedeutet z. B. bei einem Spannungsmesser die Genauigkeitsklasse 2,5 bei einem
Messbereich von 10 V: Der maximale systematische Fehler beträgt bei allen
Messungen in diesem Messbereich 2,5 % vom Messbereichsendwert, also 2,5 % von
10 V und damit ± 0,25 V. Entsprechend lassen sich auch für andere Messgeräte die
maximalen systematischen Fehler angeben.
Mögliche Punkteverteilung:
max. 2 für die Vermutung
max. 2 für Aufbau/Geräte
max. 3 für Messwerte
max. 2 für Auswertung/Fehlerbetrachtung
max. 1 für die Form insgesamt.
Somit wäre in diesem Fall die Basis für die
Bewertung 10 Punkte.
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