Versuche

Filtert, welche Eigenschaften durchsucht werden sollen
Versuchsname
Kategoriename und Kürzel
Versuchs ID
Info
Beschreibung
Schlagworte

E | E-Lehre

E.A | Elektrostatik

E.A.1 | Elektrische Ladung

E.A.2 | Coulomb’sches Gesetz

E.A.3 | Elektrisches Feld

E.A.4 | Elektrisches Potential

E.A.5 | Elektrisches Feld als Gradient des Potentials

E.A.6 | Elektrisches Potential und Feld eines Dipols

E.A.7 | Gauß’scher Satz der Elektrostatik

E.A.8 | Ladung auf elektrischen Leitern

E.A.9 | Der Faraday-Käfig

E.A.10 | Influenz und Bildladungen

Auch ohne Berührung durch den geladenen Stab schlägt das Elektroskop schon bei seiner Annäherung aus. Der Ausschlag bleibt erhalten, solange sich ein geladener Gegenstand in der Nähe des Elektroskops befindet.

a) Annäherung eines geladenen langen Glasstabs
b) Annäherung eines geladenen roten Kunststoffstabs

E.A.10.1 | Trennung von Ladungen im Feld (506)

Zwei zuvor entladene Metalllöffel werden zwischen die geladenen Platten eines Plattenkondensators gehalten, darin getrennt und herausgenommen.
Durch das E-Feld im Plattenkondensator verschieben sich Ladungen von einem Löffel zum anderen. Nachdem man die beiden Löffel voneinander getrennt hat, sind sie entgegengesetzt geladen. Zum Nachweis streift man die durch Influenz auf einen Löffel verschobene Ladung auf ein Elektroskop ab.

E.A.10.2 | Influenzladungen (507)

Die Influenzmaschine besteht aus zwei Hartgummischeiben, die gegensinnig in Rotation versetzt werden können. Auf den Außenseiten der Scheiben sind Metallplättchen angebracht, die jeweils zusammen mit einem Plättchen auf der zweiten Scheibe Kondensatoren bilden. Zu Beginn muss eine Ladung aufgebracht werden. Dann verschieben sich die Elektronen im gegenüberliegenden Metallplättchen (auf der anderen Hartgummischeibe) durch Influenz, sodass Außen- und Innenseite (an der Hartgummischeibe) des Plättchens entgegengesetzt geladen sind.

Auf jeder Scheibe sind jeweils zwei diametral liegende Plättchen durch Bürsten elektrisch leitend miteinander verbunden. Fließt Ladung zwischen den verbundenen Plättchen, so besitzen beide anschließend eine absolute Ladung. Die geladenen Plättchen bewirken auf den gegenüberliegenden Plättchen Influenz, bis ihre Ladung durch Bürstenkontakte abgegriffen und auf den Kugeln (sowie zusätzlich in den Leidener Flaschen) gesammelt werden. Mit dieser Anordnung können mehrere 10 kV erzielt werden.

E.A.10.4 | Influenzmaschine (509)

Metallisierte Tischtennisbälle werden als Pendel aufgehängt und elektrisch aufgeladen. Es lassen sich anziehende und abstoßende Kräfte demonstrieren.
VARIANTE A: Zwei metallisierte Bälle werden nebeneinander an einem Isolator aufgehängt. Lädt man sie mit einem Stab/Netzgerät gleichnamig auf, so stoßen sie sich ab.
VARIANTE B: Ein bifilar aufgehängter Ball wird von einer verschiebbaren Kugel angezogen oder abgestoßen.
VARIANTE C: Ein bifilar aufgehängter Ball wird mit einem geriebenen Glas- oder Kunststoffstab positiv oder negativ aufgeladen und vom entgegengesetzt oder gleich geladenen Stab angezogen oder abgestoßen.
Siehe auch E.A.2.2

Nicht empfehlenswert für den Hörsaal!

E.A.10.5 | Kräfte auf Ladungen (Fadenpendel) (510)

Die geladene Kugel an der Coulomb´schen Drehwaage wird bei Annäherung einer entgegengesetzt geladenen Metallkugel angezogen. Mit einem Laser-Lichtzeiger wird die Torsion nachgewiesen. Bringt man zwischen beide Kugeln eine geerdete Metallplatte, dann bleibt die anziehende Kraft auf die Kugel an der Drehwaage erhalten, selbst wenn die geladene Kugel hinter der Platte entfernt wird.

Der Erfolg dieses Demonstrationsversuchs ist von der Luftfeuchtigkeit abhängig.

E.A.10.6 | Bildladung (Schürholzwaage) (511)

Gezeigt wird die Ladungstrennung durch Influenz.
Das Glasrohr wird mit einem Seidentuch gerieben. Zwei neutrale Kugeln in Kontakt miteinander werden in die Nähe gebracht und dort getrennt. Die durch Influenz auf eine Kugel verschobene Ladung wird an einem Elektroskop abgestreift.
Wegen Leckströmen kritisch! Nicht zu empfehlen!

E.A.10.7 | Ladungstrennung durch Influenz (665)

E.A.11 | Die Kapazität

E.A.12 | Energie des elektrischen Feldes

E.A.13 | Kraft zwischen Kondensatorplatten

E.A.14 |

E.B | Isolatoren im elektrischen Feld

E.C | Der elektrische Strom

E.D | Das Magnetfeld

E.E | Materie im magnetischen Feld

E.F | Zeitlich veränderliche Magnetfelder

E.G | Supraleitung

E.H | Wechselstromkreise

E.I | Elektromagnetische Wellen

M | Mechanik

Eine Masse m am Faden, welcher über einen Drehsensor läuft, versetzt eine oder beide Scheiben des arretierten Kreisels, in eine beschleunigte Drehbewegung.
Das computerunterstützte Messwerterfassungssystem zeichnet die Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit auf.
Ziel des Versuchs kann auch die Bestimmung des Trägheitsmoments

I

sein.
Drehmoment

\vec{M} = I \cdot \vec{α} \Rightarrow

Winkelbeschleunigung

\vec{α} = \frac{\vec{r} \times \vec{F}}{I}

mit dem Spulenradius

\vec{r}

=22,5mm und der Gewichtskraft

\vec{F}

der beschleunigenden Masse m.

M.F.1.3 | Beschleunigte Drehbewegung (257)

= M.H.7.5 Variante A
Zwei Stimmgabeln:

f_{1} u n d f_{2} = f_{1} + Δ f

Δ f

variabel.
Die Schwebung ist hörbar und sichtbar auf dem Oszilloskop.

M.J.8.2 | Überlagerung zweier Wellen mit nahezu gleicher Frequenz (385)

Wellenwanne: Bei Wellenlängen, die mehr als 20 Mal so groß wie die Wassertiefe sind, spricht man von Flachwasserwellen. Bei ihnen hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit

c

nur von der Wassertiefe

H

ab, nicht jedoch von der Wellenlänge.

c \approx \sqrt{g \cdot H}

Man beobachtet die einlaufende ebene Welle und die gebrochene Welle. Zur Brechung wird die gelbe Glasplatte in die Wellenwanne gelegt. Sie verringert die Wassertiefe.

M.J.11.4 | Brechung von Wasserwellen (Wellenwanne) (392)

O | Optik und Atomphysik

M = K o n s t . \cdot T^{4}

Untersucht wird die Strahlung einer Wolframwendel (Autoglühlampe).
Mit einem Strahlungsempfänger wird die Strahlungsleistung M der Glühwendel gemessen.

Neuere Fassung siehe O.F.2.3

O.F.2.2 | Stefan-Boltzmann’sches Strahlungsgesetz (alt) (804)

= W.D.9.9
Die Wärmestrahlung P einer Bremsleuchte wird als Funktion der Temperatur gemessen. Die Temperatur kann aus der Eichkurve T(U) entnommen werden. Die Lampe wird mit einer Dreiecksspannung betrieben. Eine Thermosäule misst die Strahlungsleistung. Das Signal (mV) wird verstärkt und über ein Interface mit dem PC registriert. Aufgetragen wird

P (T)

P (T^{4})

P (T)

auf, so kann man aus dem Fit

P = A \cdot T^{n} + B

den Exponenten n bestimmen. Übliche Werte sind 4<n<5. (Der Exponent ist meist größer als 4, da der Glaskolben selbst Wärmestrahlung nicht durchlässt und man damit bei niedrigen Temperaturen zu kleine Leistungen misst.)

O.F.2.3 | Stefan-Boltzmann’sches Strahlungsgesetz (neu) (805)

W | Wärmelehre

= W.A.6.7
Ein Glaskolben wird evakuiert und gewogen. Nach Öffnen des Ventils wird er nochmals gewogen. Bei bekanntem Volumen kann die Dichte der Luft ausgerechnet werden.

ρ_{L u f t} = 1, 2 \frac{g}{l}

W.A.1.13 | Dichte von Luft (13)

= W.A.1.13
Ein Glaskolben wird evakuiert und gewogen. Nach Öffnen des Ventils wird er nochmals gewogen. Bei bekanntem Volumen kann die Dichte der Luft ausgerechnet werden.

ρ_{L u f t} = 1, 2 \frac{g}{l}

W.A.6.7 | Dichte von Luft (41)

= O.F.2.2
Neuere Fassung siehe O.F.2.3

M = K o n s t . \cdot T^{4}

Untersucht wird die Strahlung einer Wolframwendel (Autoglühlampe).
Mit einem Strahlungsempfänger wird die Strahlungsleistung M der Glühwendel gemessen.

W.D.9.5 | Stefan-Boltzmann’sches Strahlungsgesetz (alt) (115)

= O.F.2.3
Die Wärmestrahlung P einer Bremsleuchte wird als Funktion der Temperatur gemessen. Die Temperatur kann aus der Eichkurve T(U) entnommen werden.
Die Lampe wird mit einer Dreiecksspannung betrieben. Eine Thermosäule misst die Strahlungsleistung. Das Signal (mV) wird verstärkt und über ein Interface mit dem PC registriert.
Aufgetragen wird

P (T)

P (T^{4})

P (T)

auf, so kann man aus dem Fit

P = A \cdot T^{n} + B

den Exponenten n bestimmen. Übliche Werte sind 4<n<5. (Der Exponent ist meist größer als 4, da der Glaskolben selbst Wärmestrahlung nicht durchlässt und man damit bei niedrigen Temperaturen zu kleine Leistungen misst.)

W.D.9.9 | Stefan-Boltzmann’sches Strahlungsgesetz (II) (119)