Versuche

Filtert, welche Eigenschaften durchsucht werden sollen
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E | E-Lehre

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 | Grundlagen

= 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)

W.B | 1. Hauptsatz

W.C | 2. Hauptsatz

W.C.1 | Entropie

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurde das Einstürzen eines Turmes aus Bauklötzen gefilmt. Hierbei wurde einer der unteren Klötze der Konstruktion mit Hilfe eines Seils weggezogen.
Das Experiment kann zwar rekonstruiert werden, allerdings ist die Bewegungsabfolge des Experiments irreversibel.
Intuitiv ist dem Beobachter klar, dass sich der Turm nicht von selbst wieder aufrichtet. Dies wird durch Abspielen des Videos in zeitlich umgekehrter Reihenfolge (reversed clip) verdeutlicht.

W.C.1.1 | Entropie 1 - Bauklötze (82)

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurde das Einstürzen eines Turmes aus Murmeln gefilmt. Hierbei wurde der Zylinder, in welchem die Murmeln gestapelt waren nach oben weggezogen.
Das Experiment kann zwar rekonstruiert werden, allerdings ist die Bewegungsabfolge des Experiments irreversibel.
Intuitiv ist dem Beobachter klar, dass sich der Turm nicht von selbst wieder aufrichtet. Dies wird durch Abspielen des Videos in zeitlich umgekehrter Reihenfolge (reversed clip) verdeutlicht.

W.C.1.2 | Entropie 2 - Murmel-Turm (840)

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wird das Eintauchen einer Brausetablette in ein Becherglas mit Wasser gefilmt. Die Brausetablette löst sich im Wasser auf. Die Software ermöglicht, das Video rückwärts abzuspielen.
Das Experiment kann nur mit neuen Komponenten rekonstruiert werden! Die Bewegungsabfolge des Experiments ist irreversibel, da die Brausetablette nie wieder in den Zustand zurück gelangen kann, in dem sie sich zu Beginn des Experiments befunden hat. Zusätzlich wird die Brausetablette nicht selbstständig aus dem Becherglas gelangen. Dies wird durch Abspielen des Videos in zeitlich umgekehrter Reihenfolge verdeutlicht.

W.C.1.3 | Entropie 3 - Brausetablette (841)

W.C.2 | Beispiele für Entropie

W.C.3 | Arbeit und 2. Hauptsatz

W.C.4 | Entropiezunahme bei Wärmeübergang

W.C.5 | Carnotscher Wirkungsgrad

W.C.6 | Gesetz von Clausius-Clapeyron

W.D | Transportprozesse

= 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)