Versuch
Info
Die um eine Achse drehbar gelagerte Kupferscheibe taucht mit dem unteren Rand in eine leitfähige Flüssigkeit. Wird zwischen Achse und Flüssigkeit eine Gleichspannung angelegt, so fließt ein radialer Strom durch die Scheibe, in dem sich die Elektronen vom Minus- zum Pluspol bewegen. Durch ein Magnetfeld in axialer Richtung werden die Elektronen in der Scheibe aufgrund von Lorentz-Kräften senkrecht zu ihrer Flussrichtung, also in tangentialer Richtung, abgelenkt. In Folge kommt es zu Zusammenstößen zwischen den Elektronen und den Metallatomen. Durch diese „Reibung“ wird das Rad mitbewegt und beginnt sich zu drehen.
Vorbereitungsdauer: 1.0 TageDurchführungsdauer: 1 Minuten
Beschreibung
Barlow benutzte ein Rad aus dünnem Kupferblech und verwendete als leitende Flüssigkeit Quecksilber. Als Ersatz für Quecksilber kann eine Salzlösung dienen, was mit chemischen Reaktionen einhergeht. Galinstan ist eine Legierung, die mit ihren physikalischen Eigenschaften dem Quecksilber am nächsten kommt. Sie besitzt mit 718,0 mN/m allerdings eine größere Oberflächenspannung als Quecksilber sowie mit 0,0024 Pa s auch eine höhere dynamische Viskosität. Das Barlow’sche Rad, das wir zuvor mit Quecksilber betrieben haben, setzt sich mit Galinstan nicht in Bewegung. Unser Barlow’sches Rad von Pierron besitzt anstelle der Wanne für die leitende Flüssigkeit eine Litze/Bürste.
Hinweise zur Durchführung:
Sowohl die Position des Magneten als auch die Stromstärke haben Einfluss auf die Drehgeschwindigkeit (ca. 10 s pro Umlauf).
Das Rad darf sich nur langsam drehen, damit die Flüssigkeit nicht aus der Schale spritzt und flüssiges Metall nicht am Rand haften bleibt!
Hinweise zum Aufbau:
Die Kupferscheibe muss vor Versuchsbeginn blank geschmirgelt werden.
Quecksilber darf nicht offen im Hörsaal oder in den Vorbereitungsräumen stehen. Es muss im Digestorium aufbewahrt werden. Das Umfüllen ist vorsichtig mit einer Pipette über einer Auffangschale durchzuführen. Nach dem Versuch muss die Schale sofort wieder entleert werden und das Quecksilber in einem verschlossenen Behälter aufbewahrt werden.
Kupferscheibe und Schale sollen nach dem Versuch sofort gesäubert werden.