DE Kat. Physik/ApplSc - Physik by PHYWE Systeme GmbH & Co KG

2 Physik

Physik 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3 2.3.1 2.3.2

Mechanik Mechanik auf der Hafttafel Statik, Stoff- und Materialeigenschaften Dynamik Mechanik der Flüssigkeiten Mechanik der Gase Schwingungen und Wellen Akustik Mechanische Schallquellen Elektrische Schallquellen und Messgeräte Schallausbreitung Ultraschall Wärmelehre / Thermodynamik Wärmelehre auf der Hafttafel Wärmeausdehnung

155 156 161 185 214 224 239 251 252 256 259 262 271 272 275

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 153

2 Physik

2.3.3 Wärmetransport 2.3.4 Kalorimetrie 2.3.5 Solartechnik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie 2.3.7 Reibungswärme 2.3.8 Verhalten von Gasen 2.3.9 Aggregatzustände 2.3.10 Wärmequellen 2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik 2.4.3 Elektrizitätsleitung 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme 2.4.8 Gefahren durch den elektrischen Strom 2.4.9 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 2.4.10 Foto- und Thermoelektrizität 2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik 2.5.2 Lichtgeschwindigkeit 2.5.3 Farbenlehre 2.5.4 Wellenoptik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme 2.5.6 Optische Komponenten 2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik 2.6.2 Quantenphysik 2.6.3 Teilchenphysik, Nebelkammer 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik 2.6.5 Atom- und Kernphysik 2.6.6 Radioaktivität

excellence in science 154

279 284 286 291 297 299 305 309 313 314 343 358 370 381 395 412 419 420 423 427 428 435 437 439 447 458 473 474 486 503 507 516 529

2 Physik 2.1 Mechanik

Mechanik 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6

Mechanik auf der Hafttafel Statik, Stoff- und Materialeigenschaften Dynamik Mechanik der Fl眉ssigkeiten Mechanik der Gase Schwingungen und Wellen

156 161 185 214 224 239

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG 路 www.phywe.com 155

2.1 Mechanik 2.1.1 Mechanik auf der Hafttafel

Demo Physik Set Mechanik auf der Hafttafel MT1, Gesamtgerätesatz

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 84 Seiten 01152-01

Demo Physik Haftmechanik 1, Grundgerätesatz Zur Durchführung von 25 Demo-Versuchen (im Handbuch "Mechanik auf der Hafttafel 1 (MT1) mit * gekennzeichnet) zu den Themen Kräfte, einfache Maschinen und Pendel. Bestehend aus magnetisch haftenden Komponenten: Muffe, Achse, Haken, Maßstab und 2 Wellen, 4 Zeiger, Winkelscheibe, 2 Torsionskraftmesser 2N/4N und weiteren Geräten zur Durchführung der 25 Experimente. Inklusive Aufbewahrungsbox mit Schaumstoffeinlage und Deckel. Funktion und Verwendung Zur Durchführung von 31 Demo-Versuchen zu den Themen Kräfte, einfache Maschinen und Pendel. Ausstattung und technische Daten

02150-77

Demo Physik Set Mechanik auf der Hafttafel MT1, magnetische Komponenten

Magnetisch haftende Komponenten: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Muffe Achse Haken und 2 Wellen-Maßstab 4 Zeiger Stellfläche Winkelscheibe 2 Torsionskraftmesser 2N/4N

sowie ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Schraubenfedern Gewichte Rollen und Zahnräder Hebel schiefe Ebene inklusive Aufbewahrungsbox mit Schaumstoffeinlage und Deckel

Funktion und Verwendung Gerätesatz bestehend aus den 10 magnetisch haftenden Komponenten des Gesamtgerätesatzes Haftmechanik 1. Ausstattung Achse, Muffe, Haken, 2 Wellen, 4 Zeiger, Maßstab, Stellfläche, 2 Torsionskraftmesser 2 N / 4 N 02150-66

Feste Rolle

Demo Physik Set Mechanik auf der Hafttafel, MT1, Gesamtgerätesatz 02150-55 Demo Physik Tafel mit Gestell 02150-00

Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 1 (MT1)

In übersichtlicher Form kann die Funktionsweise einer festen Rolle durch den Einsatz von demonstrativen Materialien wie Linealen, Pfeilen und Beschriftung der Tafel untersucht werden. Für diesen Versuch werden nur Geräte aus dem Grundgerätesatz 02150-77 benötigt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 1 (MT1) 01152-01 Deutsch Beschreibung

P1253800

31 Versuchsbeschreibungen zur Mechanik auf der Hafttafel. Themenfelder Kräfte, einfache Maschinen und Pendel Ausstattung

excellence in science 156

2.1 Mechanik 2.1.1 Mechanik auf der Hafttafel

Kräftezerlegung an der geneigten Ebene

Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 2 (MT2)

Wie lässt sich mit der geneigten Ebene "Kraft sparen"? Die Gewichtskraft eines Körpers wird in zwei Komponenten zerlegt. Mit Hilfe von Markierungspfeilen lässt sich der Versuch an der Tafel erklären. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 1 (MT1) 01152-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

Beschreibung 18 Versuchsbeschreibungen zur Mechanik auf der Hafttafel. Themenfelder Bewegung, Mechanische Energieformen, Mechanik der Gase und Flüssigkeiten Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 58 Seiten 01153-01

P1252500

Energieumwandlungen bei der Berg- und Talfahrt Demo Physik Set Mechanik auf der Hafttafel MT2, magnetische Komponenten

Funktion und Verwendung Gerätesatz bestehend aus magnetisch haftenden Komponenten zum Experimentieren auf der Demo-Tafel Physik. Zur Durchführung der Versuche aus dem Handbuch "Mechanik auf der Hafttafel 2" (01153-01) sind die beiden Gerätesätze "Mechanik auf der Hafttafel MT1, magnetische Komponenten" (02150-66) und "Mechanik auf der Hafttafel MT2, magnetische Komponenten" (02160-88) erforderlich. Das Handbuch gehört nicht zu einem speziellen Gerätesatz. Die magnetisch haftenden Komponenten sind als Ergänzung zu einer vorhandenen Mechanik-Sammlung erforderlich, um die Experimente an der Demotafel durchzuführen. Ausstattung 2 Fahrbahnhalter, 2 Klemmhalter, Muffe, Gasspritzenhalter, Auslaufgefäß, Stellfläche, Berg- und Talbahn, farbige Markierungspunkte. Inklusive Aufbewahrungsbox mit Deckel und Schaumstoffeinlage. 02160-88

Eine echte Besonderheit der PHYWE-Hafttafel-Mechanik ist die flexible Fahrbahn, die es gestattet für Experimente bisher völlig unkonventionelle Bahnformen zu realisieren. Das hier gezeigte Experiment zeigt eine Berg- und Talbahn, an der die Umwandlung von potentieller in kinetische Energie und zurück demonstriert wird. Die flexible Fahrbahn kann darüber hinaus auch in ganz andere Formen gebracht werden. Der äußere Rand der Bahn besitzt eine durchgehende Kante, die Messwagen oder auch aufgelegte Kugeln während der Bewegung auf der Spur hält. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 2 (MT2) 01153-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1296400

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 157

2.1 Mechanik 2.1.1 Mechanik auf der Hafttafel

Berg- und Talbahn für Demo-Tafel, magnetisch

Geneigte Ebene für Demo-Tafel, magnetisch

Funktion und Verwendung Als Ebene für Rollkörper oder Wagen. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Fahrbahn für Experimente zum Energieerhaltungssatz in der Mechanik. Zum Aufsetzen auf die Demo-Tafel Physik.

Lackierte Winkelschiene mit rückseitiger Magnetfolie, Schraube an einem Ende der Ebene zur Befestigung einer losen Rolle (02262-00 oder 03970-00), Haltekraft: F = 10 N, max. Last: 1 kg, Fläche (mm): 90 x 130 02152-00

Ausstattung und technische Daten Flexible Bahn mit Magnetstreifen und verstärkter Vorderkante und Rollwagen. ▪ ▪ ▪

Stellfläche, magnethaftend

Länge: 1 m Breite: 50 mm inklusive Rollwagen 11059-00

Zubehör ▪

Demo-Tafel Physik (02150-00)

02159-00

Torsionskraftmesser, 2 N/4 N

Funktion und Verwendung Zur dreh- und kippsicheren Halterung von Gefäßen. Ausstattung und technische Daten Lackierter Metallträger mit rückseitiger Magnetfolie, max. Last: 1 kg, Stellfläche (mm) 120 x 120 02155-00

Muffe auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Kraftmesser für Demo-Tafel Physik zur demonstrativen Kraftmessung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Mit kugelgelagerter Umlenkrolle mit zwei Schnurrillen Nullpunktsteller Feinjustierung der Torsionsfeder Schnur mit Lasthaken Arretiervorrichtung Kreisskale und Griffleiste Rückseitiger Haftmagnet mit abriebsfester Gleitfolie Messbereiche: 2 N und 4 N Teilung: 0,1 N Genauigkeit: 5% Skalendurchmesser: 205 mm Magnethaltekraft: 10 N

Muffe aus Metalldruckguss mit Klemmschraube auf Haftmagnet montiert, zur Halterung von Rundstäben o. ä., wie z. B. Universalklemme (37715-00). Ausstattung und technische Daten Abstand der Spannstelle von der Platte: ca. 35 mm, Spannweite der Muffe für Rundstäbe: 2...14 mm, Gesamthöhe des Halters: 50 mm, Haltekraft: 10 N 02151-01

03069-03

excellence in science 158

Funktion und Verwendung

2.1 Mechanik 2.1.1 Mechanik auf der Hafttafel

Haken auf Haftmagnet

Achse auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Metallhaken auf Haftmagnet montiert; zur Halterung von Geräten mit einer Öse zum Aufhängen. Ausstattung und technische Daten Durchmesser des Hakens: 22 mm, Stärke des Hakens: 3 mm, Gesamthöhe des Halters: 50 mm, Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N 02151-03

Halter für Gasspritzen auf Haftmagnet Funktion und Verwendung Zur drehbaren Halterung von Geräten, z. B. Hebel, Pendel, Schwerpunktscheibe. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Zur sicheren Halterung von Gasspritzen o. ä. an der Demo-Tafel.

Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Achsendurchmesser: 3 mm, Achsenlänge: 80 mm 02151-02

Ausstattung und technische Daten Lackierte Metallträgerplatte mit 2 Klemmfedern zur stabilen Halterung von Gasspritzen.

Fahrbahnhalter auf Haftmagnet

Durchmesser der Gasspritzen: 28...36 mm, zwei Haltemagnete mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 20 N 02156-00

Klemmhalter, d = 0...13 mm, auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Zur Halterung von Rohren bis zu einem Durchmesser von 13 mm wie z. B. Glasrohre, Thermometer, o. ä.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Für Demo-Tafel Physik zur Halterung der Fahrbahn 11606-00.

Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Abstand der Spannstelle von der Platte: ca. 40 mm, Spannweite für Rundstäbe: 0...13 mm, Gesamthöhe des Halters: ca. 90 mm

Ausstattung und technische Daten

02151-07

Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N 02151-05

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 159

2.1 Mechanik 2.1.1 Mechanik auf der Hafttafel

Welle auf Haftmagnet

Markierungspunkte für Demo-Tafel, 24 Stück

Funktion und Verwendung Farbige Kreisscheiben auf Magnetfolie zur Markierung und Hervorhebung von bestimmten Bereichen. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Zur Halterung von Zahnrädern oder Riemenscheiben

Markierungspunkte, rund, 24 Stück (8 x rot, 8 x blau, 8 x gelb), Durchmesser: 20 mm 02154-02

Ausstattung und technische Daten Wellendurchmesser: 12 mm, Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Max. Last: 1 kg

Winkelscheibe, magnethaftend

02151-04

Maßstab für Demo-Tafel

Funktion und Verwendung

Magnetisch haftender Maßstab.

Für winkelabhängige Experimente.

Ausstattung und technische Daten

Mit 1 mm-Teilung, Länge: 500 mm

Weiße Magnetfolie, mit 360-Grad-Winkelskale und 1-Grad-Teilung, Abmessung (cm): 31 x 31

02153-00

08270-09

Zeiger für Demo-Tafel, 4 Stück

Funktion und Verwendung Farbige Zeiger auf Magnetfolie zur Markierung und Hervorhebung von bestimmten Bereichen. Ausstattung und technische Daten Markierungspfeile, 4 Stück (2 x rot, 2 x blau), Länge: 100 mm, Breite: 10 mm 02154-01

Funktion und Verwendung Für Experimente mit ausströmendem Wasser. Ausstattung und technische Daten 1 l-Kunststoffgefäß mit bodenseitiger Schlaucholive, Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Volumeninhalt: 1 l, inklusive Silikonschlauch, Schlauchklemme und Auslaufdüse 02158-00

excellence in science 160

Auslaufgefäß für Demo-Tafel

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Messung von Länge, Fläche und Volumen

Maßstab, l = 1000 mm

Lineal, l = 200 mm, Kunststoff

Lineal aus Kunststoff, Länge: 200 mm 09937-01

Bügelmessschraube (Mikrometerschraube) mit Ratsche

Maßstab, l = 1000 mm 03001-00 Massstab, l = 1200 mm 11200-17 Schieber für Maßstab, 2 Stück, Kunststoff, rot 02201-00

Bügelmessschraube (Mikrometerschraube) mit Ratsche, Messbereich: 0...25 mm, Ablesung: 0,01 mm. 03012-00

Maßbänder Messuhr 10/0,01 mm und Halter

Maßband, l = 2 m Maßband aus Federmetall in Kapsel, eine Seite mit mm-Teilung. Maßband, l = 20 m Maßband aus Leinen, in Kapsel, mit einklappbarer Kurbel, Länge: 20 m Breite: 16 mm Maßband, l = 2 m 09936-00 Maßband, l = 20 m 03118-00

Messschieber (Schieblehre)

Funktion und Verwendung Messuhr (03013-00) zur Messung von 1/100 mm, mit umlaufendem Zeiger. Z.B. Bestimmung des Elastizitätsmoduls. Halter (03013-01)für die Messuhr: Klemmung durch Rändelschraube; weitere Rändelschraube zum Verstellen des Gelenks bis 120° Ausstattung und technische Daten Ein Umlauf pro Millimeter, Skalendurchmesser: 50 mm, Gesamthub: 10 mm, Skalenteilung: 0,01 mm. Messuhr 10/0,01 mm 03013-00 Halter für Messuhr 03013-01

Sphärometer Messschieber für Außen, Innen und Tiefenmessungen; mit Momentfeststeller; mit mm- und Zoll-Teilung und 1/10-Nonius, inklusive Aufbewahrungstasche. Messschieber aus gehärtetem Edelstahl (03010-00) Messbereich: 0...160 mm bzw. 0...6 Zoll Maße H x B x T (mm): 130 x 75 x 10 Messschieber aus Kunststoff (03011-00) Messbereich: 0...120 mm bzw. 0...5 Zoll Maße H x B x T (mm): 185 x 70 x 12 Messschieber, Bereich 0...160 mm, 0...6 Zoll 03010-00 Messschieber, Bereich 0...120 mm, 0...5 Zoll 03011-00

Funktion und Verwendung Gerät zur Bestimmung von Dicken, Erhöhungen und Vertiefungen sowie Krümmungsradien von Kugelflächen wie beispielsweise Linsen. Ausstattung und technische Daten Messuhr auf Metalldreifuß mit abstandsvariablen Messspitzen, Messbereich: ± 10 mm, Genauigkeit: 0,01 mm, Messspitzenabstand (mm): 15 / 25 / 32,5 / 40, inklusive planparalleler Glasplatte; Maße (mm): 100 x 100 x 10, inklusive Aufbewahrungsbox 03017-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 161

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Zeitmarkengeber

Zeitmessung

TESS Physik Set Mechanik ME3, mit dem Zeitmarkengeber

Funktion und Verwendung Zur Registrierung von Linearbewegungen wie bei Fahrbahnversuchen oder freiem Fall. Eine Blattfeder schwingt mit Netzfrequenz, ein Markierungsstift am Ende der Feder setzt Punkte auf selbstschreibendem Papier. Zeitmarkengeber 11607-00 Schreibstreifen, b = 10 mm 11607-01 Funktion und Verwendung

Timer 2-1

Ergänzungsgeräteset zu Sets Mechanik ME1 und ME2. In Verbindung mit Set ME1 und ME2 können insgesamt 65 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Physikalische Größen und Körpereigenschaften (7 Versuche) Kräfte (17 Versuche) Einfache Maschinen (12 Versuche) Flüssigkeiten und Gase (10 Versuche) Schwingungen (8 Versuche) Lineare Bewegungen (11 Versuche)

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz Aufbewahrung in ME2

Funktion und Verwendung Digitalzähler zum Anschluss von bis zu 2 Gabellichtschranken. Vorteile ▪ ▪ ▪

TESS Physik Set Mechanik ME3, mit dem Zeitmarkengeber 13273-88 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Zeitmarkengeber 01159-01 interTESS Software, DVD 01000-00 TESS Physik Set Mechanik ME1 13271-88 TESS Physik Set Mechanik ME2 13272-88

▪

Der Digitalzähler kann mit unterschiedlichen Einstellungen betrieben werden. Es können Abschattzeiten genauso gemessen werden, wie die Zeiten zwischen zwei Gabellichtschranken. Für Pendelversuche kann das Digitalmessgerät auch als einfacher Zähler verwendet werden. Zusätzlich verfügt es über einen Triggereingang, der für zahlreiche weitere Versuche, wie z. B. dem Freien Fall, als Startsignal verwendet werden kann. Durch seine große LED-Anzeige ist der Timer 2-1 sowohl für Schülerversuche als auch bei Lehrerexperimenten einsetzbar.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Anzeige: 4-stellige LED-Anzeige Ziffernhöhe: 19 mm Auflösung: 1 ms Steuerung: (Start, Stop) durch Kontaktschluss/Kontaktöffnung Pegel (gemäß TTL-Norm) Integrierte Versorgungsspannung für die Gabellichtschranken Versorgungsspannung: 100...240 V AC, 50...60 Hz Gewicht: 150 g

13607-99

excellence in science 162

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

TESS Physik Set Mechanik ME 3 mit dem Timer 2-1

Gabellichtschranke compact mit Inkrementalrad

Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu Sets Mechanik ME1 und ME2. Beinhaltet den Digitalzähler Timer 2-1. In Verbindung mit Set ME1 und ME2 können die Schülerversuche zum Thema "Lineare Bewegungen" modern und äußerst genau durchgeführt werden. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente Hohe Messgenauigkeit durch Verwendung durch Gabellichtschranken und Digitalem Zeitmessgerät Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Beinhaltet den Digitalzähler Timer 2-1, zwei Gabellichtschranken und alles nötige Zubehör Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

TESS Physik Set Mechanik ME 3 mit dem Timer 2-1 13283-88 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Zeitmarkengeber 01159-01 interTESS Software, DVD 01000-00 TESS Physik Set Mechanik ME1 13271-88 TESS Physik Set Mechanik ME2 13272-88

Funktion und Verwendung Infrarot-Lichtschranke mit Stiel, der in 4 verschiedenen Positionen eingeschraubt werden kann. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Mit Aufnahmevorrichtung für Inkrementalrad zur Bestimmung von Wegstrecken Innenmaße (mm): 40 x 40 Versorgungsspannung: 5 V Inklusive Inkrementalrad

Gabellichtschranke compact mit Inkrementalrad 11207-20 Inkrementalrad (Ersatz) 11207-21 Adapterplatte für Gabellichtschranke compact 11207-22

PHYGATE, USB-Adapter für Gabellichtschranke compact inkl. Mess-Software

Funktion und Verwendung Mit PHYGATE kann die Gabellichtschranke "Compact" an die USBSchnittstelle des PC's angeschlossen werden. Vorteile ▪ ▪

Messdaten von bis zu 5 Gabellichtschranken können mit der PHYCON-Software direkt am Computer erfasst und sofort grafisch dargestellt werden PHYGATE kann in einer Vielzahl von Versuchen, wie beispielsweise zur Translation, Rotation und Bewegung eingesetzt werden

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Versorgung: 5 V/50 mA über USB-Schnittstelle Min. Abschattzeit: 20 µs Max. Abschattzeit: 22 s Lieferung inklusive Software

PHYGATE, USB-Adapter für Gabellichtschranke compact inkl. Mess-Software 11207-25 Gabellichtschranke compact 11207-20

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 163

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Universal-Zähler

Zeitmessgerät 4 - 4

Funktion und Verwendung Der Universal-Zähler dient zur Messung von Zeiten, Frequenzen, Impulsraten, Impulszählung, Periodendauern, Drehzahlen sowie von Geschwindigkeiten. Vorteile ▪

▪

▪ ▪

▪

▪ ▪

Das Gerät besitzt alle Eigenschaften, die von einem modernen Universal-Zähler erwartet werden und ist zusätzlich mit einer Reihe von technischen Besonderheiten ausgestattet, wie sie sich speziell aus den Anforderungen der naturwissenschaftlichen Unterrichtspraxis ergeben. Zur wissenschaftlich korrekten Darstellung wird jeder Messwert grundsätzlich mit der zugehörigen Maßeinheit angezeigt. Bei Überlauf der Anzeige wird automatisch in den nächst höheren Bereich umgeschaltet. Vor Messbeginn kann manuell der auf maximal 6 Dekaden festgelegte Messbereich angepasst werden, z. B. um physikalisch nicht sinnvolle Nachkommastellen auf der Anzeige zu unterdrücken. Eine spezielle Buchse zum direkten Anschluss eines GM-Zählrohres steht für Radioaktivitätsexperimente zur Verfügung. Die dazu notwendige Hochspannung kann manuell verändert werden, um die Charakteristik eines Zählrohres zu bestimmen. Die Stoppuhrfunktion kann mittels elektrischer Kontakte, Lichtschranken oder aber auch manuell in den verschiedensten Triggerarten zum präzisen Starten und Stoppen zum Messen der Zeit eingesetzt werden. Die Messwerte werden durch sechs rote kontrastreiche 20 mm hohe 7-Segment-Anzeigen dargestellt. Eine zusätzliche dreistellige Anzeige dient zur Anzeige der Einheit (ms, s, Hz, kHz, MHz, I/s, RPM, Imp, V , m/s ). Die einzelnen Betriebszustände werden durch Leuchtdioden gekennzeichnet. Bereichsumschaltung bei allen Betriebsarten manuell (vor der Messung) und automatisch bei Überlauf

Funktion und Verwendung Vielfachzeitmesser mit einfacher Bedienung für vielfältigen Einsatz im Unterricht, wo immer Zeiten genau zu messen sind. Das Zeitmessgerät besitzt vier unabhängige Digitalzähler und vier 4-stellige Digitalanzeigen. Bei Bedarf können zwei 4-stellige Anzeigen zu einer 8-stelligen Anzeige verbunden werden. Vorteile Mit seinen 6 verschiedenen Betriebsarten, lässt sich das Gerät an nahezu jede experimentelle Aufgabe anpassen. Mögliche Experimente: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Weg-Zeit-Gesetz für 4 Strecken Geschwindigkeitsmessung an 4 Orten Stoßgesetze (Messung von 4 Geschwindigkeiten) Messung der Umlaufzeit einer Drehbewegung Messung von vollen Schwingungen eines Pendels

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Vier 4-stellig, 9mm-LED-Displays Freie Wahl der Flankentriggerung TTL-Steuereingänge 4x5 V-Versorgungsspannungen für Lichtschranken Anschluss 100-230 V/50-60Hz Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff Gehäuse (mm): 194 x 140 x 130

13605-99

Gabellichtschranke mit Zähler

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Betriebstemperaturbereich: 5 ... 40 °C relative Luftfeuchte: < 80% Digitalanzeige: Messwert LED 6-stellig, 7-Segment 20 mm / Einheiten LED 3-stellig, 5x7-Punktmatrix Einheiten ms, s, Hz, kHz, MHz, I/s, RPM, Imp, V , m/s Signalbandbreite: 0,1 Hz...10 MHz Zählrohreingang Spannung: 150 V...660 V (Werkseinstellung: 500 V) manuell einstellbar Ausgang zur Spannungsversorgung von Lichtschranken: 5 V ges. max 1 A Stoppuhr (Stopwatch): 0,000...99999,9 s, Auflösung 1 ms Torsteuerung (TIMER): 0,000ms...3999,99 s, Auflösung 1 µs Geschwindigkeit (Velocity): 0,000m/s...9999,9 m/s, Auflösung 0,001 m/s Periodendauermessung (Period): 0,000 ms...99,9999 s, Auflösung 1 µs Frequenzmessung (FREQ): 0,00...9,99999 MHz, Auflösung 10 mHz Drehzahlmessung (RPM): 6...99999 RPM, Auflösung 1 RPM Impulszählung (IMP): 0...999999 Imp Impulsratenmessung (Rate): 0,0...99999,9 I/s Netzversorgung Anschlussspannung: 110...240 V, 50/60 Hz, 20 VA Maße (mm): 370 x 168 x 236; Gewicht: 2,9 kg

Funktion und Verwendung Gabellichtschranke mit LED-Anzeige zur Impulszählung und Zeitmessung während 1 oder zwischen 2 und 3 Strahlabschattungen, sowie zur Ansteuerung von Digitalzählern. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gabelweite/-tiefe (mm): 70/65 Messfrequenz: max. 25 kHz Wellenlänge: ca. 950 nm erfassbare Körper: ab 0,3 mm LED-Anzeige: 4-stellig ,8 mm hoch Zeitmessung: 0...9,999 s Impulsmessung: 0...9999 Imp Betriebsspannung: 5 V DC Kurzschlussfester BNC-/4 mm-Buchsenausgang Versorgungseingang mit Verpolschutz Ansprechschwelle einstellbar 7 Aufnahmebohrungen für beiliegenden Haltestiel Verwindungssteifes Aluminiumgehäuse Maße (mm): 160 x 45 x 105

13601-99 11207-30

excellence in science 164

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Stoppuhren

Stroboskop mit Digitalanzeige

Funktion und Verwendung Zur Beobachtung schneller periodischer bzw. quasiperiodischer Vorgänge (z. B. rotierende oder schwingende Objekte) sowie zur verbindungsfreien und leistungslosen Messung von Drehzahlen oder Schwingungsfrequenzen. Vorteile Das Strobosokop eignet sich ebenfalls als Lichtquelle für Kurzzeitfotografie, mit deren Hilfe sich auch schnelle nichtperiodische Vorgänge leicht erfassen lassen (z. B. Stoß- und Falluntersuchungen). Ausstattung und technische Daten

Stoppuhr, 10 Min., Teilung 0,2 s 03078-00 Stoppuhr, 15 Min., Teilung 0,1 s 03076-01 Stoppuhr, digital, 1/100 s 03071-01 Digitale Stoppuhr, 24 h, 1/100 s und 1 s 24025-00 Demo-Tischstoppuhr, d = 130 mm 03075-00 Demo-Tischstoppuhr, d = 210 mm 03074-00

Mit Xenon-Weißlicht-Blitzröhre in Metallgehäuse mit Fotogewinde, Messbereich 60...18000 U/min, 1...300 Hz, 4-stellige 20mm-LED-Anzeige, Triggereingang/-ausgang 3-50 V/5 V, Anschlussspannung 230 V, Abmessungen: (180 x 120 x 240) mm 21809-93

Messung von Masse Robuste Präzisionswaagen für den Laboreinsatz und Zubehör

Schiebegewichtswaagen

Metronom

Funktion und Verwendung Schiebegewichtswaage mit Dämpfung Ausstattung und technische Daten: Funktion und Verwendung Mechanisches Taktgebegerät Ausstattung und technische Daten Skale zum Einstellen der Taktfrequenz, mit Uhrwerk, Frequenzbereich: 40...208 Schläge/min 03073-00

Ablesbarkeit: 0,01 g, Wägebereich: 101 g, Waagschale: 90 mm, glanzverchromt, Bügelhöhe: 150 mm Schiebegewichtswaage, Kern 150-23, 101 g / 0,01 g 44012-01 Schiebegewichtswaage, Kern 150-83 44012-03 Schiebegewichtswaage, Kern 150-73 44012-02

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 165

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Laufgewichtswaagen

Ausstattung und technische Daten (für 10 g und 50 g-Gewichte) ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Laufgewichts-Einschalen-Waage mit Magnetdämpfung Ausstattung und technische Daten Wägebereich: 0...311 g, Ansprechempfindlichkeit: 0,01 g, 4 Laufgewichtsschienen mit Skalenteilungen, Waagebalkenlagerung auf Achatpfannen, verstellbare Platte als Lastbühne im Fuß, Metallschale abnehmbar Laufgewichtswaage, OHAUS, 0... 311 g 44007-31 Laufgewichts-Waage OHAUS 310 mit Stiel 11081-01

Toleranz der Masse: 1% Stieldurchmesser: 3 mm Durchmesser der Schlitzgewichte: 28 mm

Gewichtsteller, silberbronziert, 1 g 02407-00 Gewichtsteller für Schlitzgewichte 02204-00 Schlitzgewicht, blank, 1 g 03916-00 Schlitzgewicht, schwarzlackiert, 10 g 02205-01 Schlitzgewicht, silberbronziert, 10 g 02205-02 Schlitzgewicht, schwarzlackiert, 50 g 02206-01 Schlitzgewicht, silberbronziert, 50 g 02206-02 Zusatzgewicht 150 g für Messwagen 11060-01

Handelsgewichte Präzisionswaage, 2-schalig, 500 g

Aus Gusseisen. Funktion und Verwendung Zweischalenwaage mit Arretierung. Ausstattung und technische Daten Auf Holzbrett mit Tarierschrauben und Libelle, Stahlschneiden des Waagebalkens auf Achat gelagert, Wägebereich: 500 g, Anzeigeauflösung: 50 mg, Empfindlichkeit bis 250 g: 25 mg, Empfindlichkeit: 250...500g: 50 mg, Schalendurchmesser: 130 mm, Bügelhöhe: 200 mm 44011-50

Gewichtsteller und Schlitzgewichte

Handelsgewichtsstück, 100 g 44096-10 Handelsgewichtsstück, 200 g 44096-20 Handelsgewichtsstück, 500 g 44096-50 Handelsgewichtsstück, 1000 g 44096-70 Handelsgewichtsstück, 2000 g 44096-78 Handelsgewichtsstück, 5000 g 44096-81 Handelsgewicht, 10 kg 44096-83

Handelsgewichtssatz, 1 g..500 g

Funktion und Verwendung Gewichtsteller mit Stab und -haken zum Aufsetzen der Schlitzgewichte; Schlitzgewichte mit Schlitz und Bohrung, passend zum Gewichtsteller, 10 g und 50 g-Gewichte in 2 Farben, um bei abwechselnder Schichtung der Säule die Gesamtmasse auch von Weitem zu erkennen.

excellence in science 166

Bestehend aus 12 Gewichtsstücken, mit Aufbewahrungsbox. 44094-50

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Präzisionsgewichtssätze

Präzisionsgewichtssatz 1 g...500 g, in Etui 44069-50 Präzisionsgewichtssatz 1 mg...200 g, in Etui 44070-20 Präzisionsgewichtssatz 1 mg..500 mg, in Etui 44065-00 Präzisionsgewichtssatz 1 g...50 g, in Etui 44017-00

Präzisionswaage, Sartorius TE 153S, 150 g / 0,001 g

OHAUS Kompaktwaagen, Traveler-Serie

Funktion und Verwendung Waagen mit großer Leistung und einem stilvollen und funktionellem Design. Die Wägeplattform wird durch einen stabilen Deckel geschützt. Das ermöglicht einen einfachen und sicheren Transport der Waage. Mit ihrer Kombination aus Merkmalen und Funktionen bieten die Traveler-Waagen ein ausgezeichnetes Preis-Leistungsverhältnis für Ihre Grundwägeaufgaben. Vorteile ▪ Einfache 3-Tasten-Bedienung ▪ Der Windschutz mit einem einfach abnehmbaren Mittelstück bietet Schutz vor rauen Umgebungen, während gleichzeitig eine gute Wägegeschwindigkeit aufrechterhalten wird ▪ Stapelbarer Windschutz: Die Waagen können ganz einfach aufeinander gestapelt werden, wenn sie nicht in Gebrauch sind. ▪ Programmierbare automatische Abschaltungfunktion zur Schonung der Batterien ▪ Das Mittelstück des Windschutzes kann herausgenommen und durch Umdrehen in ein Wägeschiffchen umfunktioniert werden. ▪ 2 Wägeeinheiten: g | N ▪ Kalibrierbar über externes Kalibriergewicht ▪ Tarierbereich: subtraktiv über ganzen Wägebereich Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Kompakte und robuste elektronische Laborwaage Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

große kontrastreiche Anzeige eingebaute bidirektionale serielle Datenschnittschnelle (RS232) heller runder Vollglaswindschutz einfache Bedienung 2 ergonomisch platzierte Tara-Tasten (für Links- und Rechtshänder) integrierte Anwendungsprogramme: Prozentwägen, Stückzählen, Netto-Total-Rezeptur, Mittelwertbildung, dynamisches Wägen

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Netzteil (230 V~ / 50 Hz) im Lieferumfang enthalten runde Edelstahl-Waagschale: ø 100 mm mechanischer Überlastschutz Diebstahlsicherungsöse Wägebereich: 150 g Ablesbarkeit: 0,001 g Die seriellen Anschlusskabel zum Verbinden der Waage mit dem PC gehören nicht zum Lieferumfang.

Stromversorgung: wahlweise über 4 Batterien vom Typ Mignon (AA) (nicht im Lieferumfang enthalten) oder mitgeliefertes Netzgerät Unterflurwägehaken Gehäusemaße (L x B x H; mm): 149 x 73 x 224 Wägeteller: Ø 120 mm bzw. 120 mm x 135 mm (TA 1501/3001/ 5000) Netzteil (Anschluss-Spannung): 230 V~ 50/60 Hz

Kompaktwaage, OHAUS TA 152, 150 g / 0,01 g 49240-93 Kompaktwaage, OHAUS TA 302, 300 g / 0,01 g 49241-93 Kompaktwaage, OHAUS TA 301, 300 g / 0,1 g 49242-93 Kompaktwaage, OHAUS TA 501, 500 g / 0,1 g 49243-93 Kompaktwaage, OHAUS TA 1501, 1. 500 g / 0,1 g 49244-93 Kompaktwaage, OHAUS TA 3001, 3.000 g / 0,1 g 49245-93 Kompaktwaage, OHAUS TA 5000, 5.000 g / 1 g 49246-93

→ Weitere Waagen finden Sie im Basisteil dieses Kataloges im Kapitel 5.8 "Waagen und Zubehör".

48832-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 167

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Kraftmesser und Zubehör

Kraftmesser, transparent

Funktion und Verwendung Federkraftmesser mit Feinteilung in Newton, in transparenter Hülse zur Sichtbarmachung des Aufbaus und der Funktion. Diese Kraftmesser sind besonders für Schülerversuche geeignet. Ein 2-N-Kraftmesser ohne Aufdruck zwecks Kalibrierung (abwischbar) durch die Schüler. Vorteile ▪ ▪ ▪

Farbcode zur schnellen Unterscheidung der Messbereiche Sicherung gegen Überdehnung der Feder Aufhänge- und Lasthaken

Ausstattung und technische Daten Messgenauigkeit 2%, Skalenlänge ca. 105 mm, Länge der Kraftmesser 275 mm (100 N: 325 mm) Kraftmesser, transparent, 0,2 N 03065-01 Kraftmesser, transparent, 1 N 03065-02 Kraftmesser, transparent, 2 N 03065-03 Kraftmesser, transparent, 5 N 03065-04 Kraftmesser, transparent, 10 N 03065-05 Kraftmesser, transparent, 20 N 03065-06 Kraftmesser, transparent, 100 N 03065-07 Kraftmesser, transparent, unkalibriert, 2 N 03065-09

Präzisionskraftmesser in Metallhülse - mit Fein- und Demonstrationsteilung

Funktion und Verwendung Federkraftmesser zur Durchführung quantitativer Messungen mit hoher Genauigkeit, für Demonstrationsexperimente (Fein- und Demonstrationsskale) und Praktikum.

excellence in science 168

Vorteile ▪ ▪ ▪

Stabile ringförmige Aufhängung und flexibler Lasthaken Nullpunktkorrektur bis zu 19 mm durch Stellschraube Mit Fein- und Demonstrationsskala

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Nullpunktkorrektur durch Stellschraube und Überdehnungsschutz Skalenlänge 12 cm Skaleneinteilung 1 mN und 10 mN Messgenauigkeit +/- 0,5 %

Kraftmesser, 0,1 N 03061-01 Kraftmesser, 1,0 N 03060-01 Kraftmesser, 2,5 N 03060-02 Kraftmesser, 5,0 N 03060-05 Kraftmesser, 10,0 N 03060-03 Kraftmesser, 20,0 N 03060-06 Kraftmesser, 100,0 N 03060-04

Präzisions-Zug- und Druckkraftmesser in Metallhülse mit Fein und Demonstrationsteilung

Funktion und Verwendung Federkraftmesser mit hoher Genauigkeit. Mit Hilfe einer stabilen Druckstange mit aufsetzbarem Teller, einsetzbar als Zug- und Druckkraftmesser. Ausstattung und technische Daten ▪ In farbiger Metallhülse ▪ Mit Fein- und Demonstrationsskale ▪ Nullpunktkorrektur und Überdehnungsschutz ▪ Mit Druckstange und Gewichtsteller ▪ Skalenlänge: 12 cm ▪ Skaleneinteilung: 0,01 N und 0,1 N ▪ Messgenauigkeit: +/- 0,5 % Zug- und Druckkraftmesser, 1,0 N 03068-01 Zug- und Druckkraftmesser, 2,5 N 03068-02 Zug- und Druckkraftmesser, 10,0 N 03068-03

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Halter für Kraftmesser und Zubehör

Hookesches Gesetz mit Cobra3

Funktion und Verwendung Der Kraftmesserhalter (1) ist universell einsetzbar. Der Kraftmesserhalter (3) ist vor allem für die transparenten Kraftmesser geeignet. Er wird in der Stativstange mit Bohrung befestigt. Rolle mit Ring (2) dienen zum Aufstecken auf die Druckstange eines Zug- und Druckkraftmessers, um Kräfte an einem Kran-Modell zu messen. Halter für Kraftmesser 03068-04 Rolle und Ring 03068-05 Kraftmesserhalter für transparente Kraftmesser 03065-20 Stativstange Edelstahl mit Bohrung, l = 100 mm 02036-01

Cobra3 Messmodul Newton

Prinzip Die Gültigkeit des Hookeschen Gesetzes (F= D · x ) wird für zwei Schraubenfedern mit verschiedenen Federkonstanten überprüft. Die Längenveränderung der Feder wird als Funktion der angehängten Masse und damit der angreifenden Kraft ermittelt. Zum Vergleich wird noch ein Gummiband, für das die Proportionalität von angreifender Kraft und Dehnung nicht besteht, unter gleichen Bedingungen wie die Schraubenfedern untersucht. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Kalibrierung des Messsystems bestehend aus Bewegungssensor und Kraftsensor Messung der Zugkraft als Funktion der Auslenkung von 3 Federn und eines Gummibandes Ermittlung der Federkonstanten und der Hysterese-Kurve Überprüfung des Hookeschen Gesetzes

Lernziele Steckmodul für Cobra3-Interface, frontseitige DIN-Buchse zum Anschluss des Newton-Sensors. 12110-00

Newton-Sensor

Federkonstante, Elastizitätsgrenze, Dehnung und Kontraktion Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2130111

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Zum Anschluss an Cobra3-Messmodul Kraft. Metallgehäuse mit Lasthaken für Zugkräfte und Lastteller für Druckkräfte. 12110-01

16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 169

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Cobra3 Newton Sensor +/- 50N

Rückstellkraft am ausgelenkten Pendel

Kraftsensor zum Anschließen an Cobra3-Interface. 12125-00

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Wird ein Fadenpendel ausgelenkt und freigegeben, so strebt es seiner Ruhelage zu und beginnt zu schwingen. Im abgebildeten Versuch wird der Pendelkörper vom Torsionskraftmesser in seiner maximalen Auslenkung festgehalten. Der angezeigte Kraftwert entspricht direkt der Rückstellkraft des Pendels. Ob diese abhängig ist von der Auslenkung des Pendels, kann im Versuch überprüft werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 1 (MT1) 01152-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3 Kraft/Tesla 14515-61

P1252700

Torsionskraftmesser, 2 N/4 N

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik Funktion und Verwendung Kraftmesser für Demo-Tafel Physik zur demonstrativen Kraftmessung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

01500-01

Mit kugelgelagerter Umlenkrolle mit zwei Schnurrillen Nullpunktsteller Feinjustierung der Torsionsfeder Schnur mit Lasthaken Arretiervorrichtung Kreisskale und Griffleiste Rückseitiger Haftmagnet mit abriebsfester Gleitfolie Messbereiche: 2 N und 4 N Teilung: 0.1 N Genauigkeit: 5% Skalendurchmesser: 205 mm Magnethaltekraft: 10 N

03069-03

excellence in science 170

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Torsionskraftmesser 0,01 N

Tauchkörper, Aluminium 03903-01 Tauchkörper, Stahl 03913-01

Zylinder, Satz von 3 Stück

Zylinder gleicher Masse und gleicher Höhe zur Dichtebestimmung. Material: Stahl, Holz, Kork, Masse: ca. 5 g, Höhe: 54 mm 02216-00

Körper gleichen Volumens - Quader und Würfel

Vorteile Vorlastkompensation, Überlastschutz, Nullpunktkompensation, Wirbelstromdämpfung, Front- und Trommelskale und Haltestiel Ausstattung und technische Daten Messbereich Frontskale: 10 mN, Messbereich über Nennmessbereich: 10%, Messbereich Trommelskale: ± 3 mN, Vorkraftkompensation: 10 mN, Grobteilung: 1 mN, Feinteilung: 0,1 mN, maximale Hebelarmbelastung: 0,2 N, Skalendurchmesser: 170 mm, Hebelarmlänge: 240 mm 02416-00

Messkörper und Messgeräte Zur Bestimmung der Dichte von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen.

Tauchkörper

Funktion und Verwendung Gerät für Auftriebs- und Dichteexperimente mit Haken und Materialkennzeichnung. Ausstattung und technische Daten Mit Haken für Fadenaufhängung, Maße (mm): 30 x 30 x 90, Masse: 220 g

Zur Dichtebestimmung. Mit Bohrung für Fadenaufhängung, Maße (mm): 10 x 10 x 60. Aluminiumsäule 03903-00 Eisensäule, vernickelt 03913-00 Holzsäule 05938-00 Würfel, Satz von 8 Stück 02214-00

Überlaufgefäße

Glasgefäß zur Volumenbestimmung fester Körper in Verbindung mit Messzylindern. Inhalt: 250 ml, Höhe: 120 mm, Durchmesser: 60 mm Überlaufgefäß, 250 ml 02212-00 Überlaufgefäß, 600 ml 02213-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 171

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Pyknometer, 25 ml, justiert

Funktion und Verwendung

Aräometer, Satz von 6 Stück in Etui 38254-88 Aräometer 0,70...0,85 g/ccm 38254-01 Aräometer 0,85...1,00 g/ccm 38254-02 Aräometer 1,00...1,25 g/ccm 38254-03 Aräometer 1,25...1,50 g/ccm 38254-04 Aräometer 1,50...1,75 g/ccm 38254-05 Aräometer 1,75...2,00 g/ccm 38254-06 Aufbewahrungsbox für 6 Aräometer 38254-08

Pyknometer nach Gay-Lussac zur Dichtebestimmung von Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Aus DURAN®, mit eingeschliffenem Kapillarstopfen, Inhalt: 25 ml, bei 20 °C genau justiert

Sucharäometer, Alkoholometer, Säure- und Laugenprüfer

03023-00

Pyknometer, 50 ml, graduiert

Funktion und Verwendung Pyknometer zur Dichtebestimmung von Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Aus DURAN®, mit eingeschliffenem Stopfen und graduiertem Kapillarrohr, inklusive Normschliffstopfen NS 14 aus Kunststoff, Inhalt: 50 ml 03026-00

Aräometer, Satz von 6 Stück in Etui

Sucharäometer für Grobbestimmungen und Vormessungen zur Ermittlung des Dichtebereiches von Flüssigkeiten; ohne Thermometer, Teilung: 0,05 g·cm3. Alkoholometer Sucharäometer zur Bestimmung des Alkoholgehaltes von Wasser/Ethanol Mischungen bei 15 °C; Angabe von Vol% und Gew%; ohne Thermometer. Teilung: 1 Vol.% bzw. 1 Gew.%; Messbereich: 0…100 Vol.% bzw. 0…100 Gew.%; Länge: 283 mm Säure- und Laugenprüfer Aräometer zur Konzentrationsbestimmung von Akkumulatorensäure und -laugen. Aräometer in Pipette mit Saugball; ohne Thermometer; Messbereich: 1,150...1,300 g/cm³; Länge: 290 mm.

Funktion und Verwendung Zur Dichtebestimmung von Flüssigkeiten. Die zu untersuchende Flüssigkeit wird in ein geeignetes Gefäß gefüllt und ein Aräometer hineingegeben. Aufgrund der Eintauchtiefe des schwimmenden Aräometers ist an seiner Skale die Dichte abzulesen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Länge 180 mm, Teilung 0,005 g/cm3 Messumfang 0,70...2,00 g/ccm in Aufbewahrungsetui

excellence in science 172

Alkoholometer 03034-00 Säure- und Laugenprüfer 03036-00 Sucharäometer 0,65...1,00 g/ccm 38251-01 Sucharäometer 1,00...2,00 g/ccm 38252-01

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Dichtewaage nach Westphal/Mohr

▪ ▪

Olivendurchmesser außen: 8 mm Trägermaße (mm): 500 x 98

U-Rohr-Manometer 03931-00 U-Rohr-Manometer 03090-00

Funktion und Verwendung

Dichtebestimmung von Luft

Präzisionswaage mit ungleicharmigem Waagebalken zur Dichtebestimmung von Flüssigkeiten und Festkörpern. Lagerung des Waagebalkens durch Stahlschneiden auf höhenverstellbarem Stativ. Ausstattung und technische Daten ▪ Wägebereich: 0...2 g/ccm ▪ Ansprechempfindlichkeit: 0,0001 g/ccm ▪ Reiterskale mit 9 Aufnahmepositionen für Reitergewichte ▪ Reitergewichte ▪ Pinzette ▪ Reimann`scher Senkkörper an Platindraht ▪ Einhängethermometer ▪ Standzylinder, Inhalt 100 ml ▪ Korb mit Aufhängevorrichtung (für Dichtebest. v. Festkörpern) ▪ Becherglas ▪ in stabilem Holzkasten 45016-00

U-Rohr-Manometer

Die Dichte ist als charakteristische Materialeigenschaft fester und flüssiger Körper bekannt. Ein Gas wie Luft, im Sinne der Physik ebenfalls ein Körper, hat natürlich auch diese Eigenschaft. Im Experiment wird eine Kugel bekannten Volumens mit Luft gefüllt und anschließend gewogen. Daraus wird die Dichte von Luft berechnet. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1420700

Luftgewichtsmesser

1 | Funktion und Verwendung Flüssigkeitsmanometer, z. B. zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten oder des Drucks in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

U-Glasrohr mit Skalierung zwischen den Schenkeln 2 Gummistopfen zum Verschließen der Öffnungen Skalierung: 100...0...100 Schenkellänge: 270 mm Abmessungen (mm): 305 x 60

2| Funktion und Verwendung Offenes oder geschlossenes Manometer zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten oder des Druckes in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Glasrohr auf skaliertem Plexiglasträger mit Stiel und 2 Anschlussoliven Träger mit mm- und demonstrativer cm-Teilung Schenkellänge: 400 mm Skalenlänge: 290 mm Stieldurchmesser: 10 mm Stiellänge: 30 mm

Kunststoffhohlkugel mit Ventil Durchmesser 100 mm

Luftgewichtsmesser 02605-02 Fahrradpumpe mit Gewindenippel 02669-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 173

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Hand-Vakuumpumpe 2 mbar

Reibung - Schwerpunkt - Gleichgewicht

Reibungsklötze Mit der manuell betätigten Vakuumpumpe sind ohne Stromanschluss Eindrücke unter 2 mbar abs. erreichbar. Das Saugvermögen liegt mit 2-3 m³/h im Leistungsbereich kleiner, elektrisch angetriebener Vakuumpumpen. Die patentierte Kolbenpumpe verdichtet den angesaugten Gasstrom zweistufig und arbeitet gänzlich ohne Schmiermittel. Auf Grund der trockenen Verdichtung ist die Wasserdampfverträglichkeit groß. 08744-00

Hand-Vakuumpumpe mit Manometer

Funktion und Verwendung Für Experimente zur Haft-, Gleit-, und Rollreibung. Zur Untersuchung der Abhängigkeit der Reibung von der Gewichtskraft wird der Haltebolzen 03949-00 mit Schlitzgewichten aufgesetzt. Ausstattung und technische Daten Lackierter Holzklotz mit Gummifläche, stirnseitiger Haken, Bohrung für Haltebolzen Zubehör Haltebolzen (03949-00), Schlitzgewichte Reibungsklotz, 67 mm x 50 mm x 51 mm 02240-01 Reibungsklotz, groß, 168 mm x 80 mm x 40 mm 02240-02

Funktion und Verwendung

Reibungs- und Standfestigkeitskörper

Ideales Gerät zur netzunabhängigen Vakuumerzeugung. Vorteile Extrem leicht und bedienerfreundlich, wartungsfrei, selbstschmierend und korrosionsbeständig Ausstattung und technische Daten Aus Kunststoff, Differenz gegen den Außendruck: ca. 940 mbar, maximaler Druck: 1,5 bar 08745-00

Funktion und Verwendung Lackierter Holzkörper zur Untersuchung von Gleit- und Haftreibung sowie zur Untersuchung der Standfestigkeit. Ausstattung und technische Daten

Glaskugel, ca. 100 ml, mit 2 Hähnen

Mit 8 Bohrungen zur Aufnahme von Zusatzmassen , steckbare Schwerpunktsmarkierung, 1 Haken stirnseitig (für Reibungsversuche), 3 Haken seitlich (für Standfestigkeitsversuche), Abmessungen (mm): 160 x 80 x 40 02755-00

Funktion und Verwendung Die Glaskugel dient zur Bestimmung der Dichte und der molaren Masse von Gasen. Dazu wird die Kugel evakuiert, gewogen, mit einer abgemessenen Gasportion (z. B. aus einer Gasspritze) gefüllt und erneut gewogen. Aus der Differenz der beiden Wägungen und dem abgemessenen Gasvolumen erhält man die Dichte und die molare Masse des Gases. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

aus DURAN® Glaskugel mit 2 angesetzten Einwegventilhähnen mit PTFE-Spindel Kugeldurchmesser: 57 mm Außendurchmesser der Glasrohre: 8 mm

36810-00

Funktion und Verwendung Platte zur Einführung des Begriffs Schwerpunkt und zur experimentellen Ermittlung des Schwerpunktes einer vertikal gelagerten, ungleichmäßig geformten Platte. Ausstattung und technische Daten Ungleichmäßig geformte, eloxierte Aluminiumplatte mit 8 Bohrungen, davon 4 mit Farbmarkierung, Maße (mm): 290 x 140 x 2 02300-01

excellence in science 174

Schwerpunktplatte

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Stiel mit Spitze

Drehmomente

Prinzip

Funktion und Verwendung Stahlnadel auf Stiel zum (02300-01).

Aufsetzen

der

Schwerpunktscheibe

Ausstattung und technische Daten Gesamtlänge: 170 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 02302-00

An der Momentenscheibe greifen beiderseits des Drehpunkts koplanare Kräfte an (Gewicht, Kraftmesser). Im Gleichgewicht werden die Drehmomente als Funktion der Größe und Richtung der Kräfte sowie des Bezugspunkts bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3.

Drehmoment als Funktion des Abstandes zwischen dem Ursprung der Koordinaten und dem Punkt der Kraftwirkung. Drehmoment als Funktion des Winkels zwischen der Kraft und dem Ortsvektor zum Punkt der Kraftwirkung Drehmoment als Funktion der Kraft

Lernziele

Standfestigkeitsgerät

Drehoment, Kräftepaar, Kräftegleichgewicht, Statik, Hebel , koplanare Kräfte Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2120100

Momentenscheibe Funktion und Verwendung Gerät zur Untersuchung der Standfestigkeit eines Körpers in Abhängigkeit der Schwerpunktlage über der Standfläche. Ausstattung und technische Daten Drei Kunststoffplatten mit Metallstäben parallel verschiebbar verbunden , mit montiertem Lot zur Anzeige des Schwerpunktes, Grundfläche (mm): 120 x 110, Höhe: 260 mm 17542-00

Lot

Funktion und Verwendung Scheibe zur Untersuchung der allgemeinen Gleichgewichtsbedingungen eines unter dem Einfluss von Kräften stehenden Körpers, der im Schwerpunkt drehbar gelagert ist. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Lot aus Metall

Lackierte und drehbar gelagerte Metallscheibe mit Rasterbohrungen und 5 Einsteckknöpfen, mit Hilfskreisen mit Winkelskalen, Scheibendurchmesser: 270 mm, Anzahl der Bohrungen: 64, Rastermaß (mm) 30 x 30

Ausstattung und technische Daten

Zubehör

▪

Schnurlänge: 100 cm

03114-00

Bolzen mit Stift (02052-00) zum reibungsarmen Haltern. 02270-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 175

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Einfache Maschinen

Balkenwaage, komplett

Ausstattung und technische Daten Schneide aus gehärtetem Dreikantstahl, Schneidenlänge: 20 mm, Bolzendurchmesser: 10 mm 02049-00

Waagschale, Kunststoff

Demonstrationsbalkenwaage zur Untersuchung der Hebelgesetze. Bestehend aus: 1 Hebelstange, 1 Bolzen mit Schneide, 1 Zeiger, 1 Skale, 2 Waagschalen. Balkenwaage, komplett 02271-88 Hebelstange 02274-00 Bolzen mit Schneide 02049-00 Zeiger für Balkenwaage 03955-00 Skale für Balkenwaage 02273-00 Waagschale, Kunststoff 03951-00

Funktion und Verwendung Waagschale aus Kunststoff für Balkenwaage mit Metallbügel; geeignet z. B. zum Aufbau einer Balkenwaage. Ausstattung und technische Daten Mit Bügel aus Aluminium, Schalendurchmesser: 106 mm, Bügelhöhe: 170 mm, Masse: 25 g 03951-00

Waagschale, kurzbüglig

Hebelstange

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der Hebelgesetze und zum Aufbau einer Balkenwaage, für Gleichgewichts- und Pendelversuche. Vorteile Exakt tarierte Metallstange mit gelb-weißer Demonstrationsteilung. Ausstattung und technische Daten 20 äquidistante Stifte zum Einhängen von Kraftmesser, Waagschalen oder Gewichtsteller mit Schlitzgewichten und Hakengewichten, Bohrung mit Kimme im Schwerpunkt (indifferentes Gleichgewicht), zwei zusätzliche Bohrungen ober- und unterhalb der Bohrung im Schwerpunkt zur Demonstration des indifferenten Gleichgewichts, Bohrungen an den Enden, eine Gewindebohrung zur Aufnahme des Zeigers (03955-00), Länge: 585 m

Funktion und Verwendung Waagschale aus Kunststoff mit einem Haken auf der Unterseite, z. B. zum Aufbau einer hydrostatischen Waage. Ausstattung und technische Daten Mit Bügel aus Aluminium, Schalendurchmesser: 106 mm, Bügelhöhe: 120 mm, Masse: 25 g 03951-01

Skale für Balkenwaage

02274-00

Bolzen mit Schneide Funktion und Verwendung Skale zum Anzeigen von Auslenkungen z. B. an der Balkenwaage (02271.88). Funktion und Verwendung Bolzen zur reibungsarmen Aufnahme z. B. einer Hebelstange (02274-00). Geeignet für den Aufbau einer Balkenwaage.

Ausstattung und technische Daten Metallplatte mit Stiel, 200 mm-Teilkreisskale mit Grob- und Feinteilung, zum Aufbau einer Balkenwaage geeignet, Maße (mm): 240 x 100 02273-00

excellence in science 176

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Zeiger für Balkenwaage

Hebel

Funktion und Verwendung Zeiger einschraubbar in Hebelstange z. B. zur demonstrativen Anzeige des Ausschlags einer Balkenwaage.

Funktion und Verwendung Hebel zum Aufbau einer Schülerbalkenwaage.

Ausstattung und technische Daten Länge: 185 mm, Durchmesser: 2 mm 03955-00

Ausstattung und technische Daten Metallhebel mit Skalierung und 20 äquidistanten Laststiften, Bohrung im und oberhalb des Schwerpunktes, 8 Bohrungen zur Realisierung eines physikalischen Pendels, Länge: 430 mm. 03960-00

Reversionspendel (Physikalisches Pendel) Zeiger für Hebel

Beschreibung Ein Reversionspendel hat zwei ausgezeichnete Aufhängepunkte, in denen die beobachtete Schwingungsdauer identisch ist. Die Entfernung zwischen ihnen, die reduzierte Pendellänge, ist größer als der Abstand Schwerpunkt-Aufhängepunkt. Aufgaben Im Versuch messen die Schüler die Schwingungsdauer eines Reversionspendels und bestimmen die reduzierte Pendellänge. Außerdem wird die Schwingungsperiode des Reversionspendels mit der eines Fadenpendels verglichen, das als Pendellänge die reduzierte Pendellänge des Reversionspendels aufweist. Hinweis Im Bild sind außerdem die Versuche zu Balkenwaage und Hebelgesetzen dargestellt.

Funktion und Verwendung Zum Aufbau einer Schülerbalkenwaage. Ausstattung und technische Daten Zeiger mit Öse, Länge: 100 mm, Durchmesser: 1 mm 03961-00

Platte mit Skale

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 Deutsch P1003300

Balkenwaagen für Schülerversuche

Funktion und Verwendung Skale für Schülerbalkenwaage. Mit Bohrungen zum Einhängen über die Stifte des Hebels 03960-00. Ausstattung und technische Daten Metallplatte mit Grob- und Feinskale, Maße (mm): 150 x 100 03962-00

Aufbaubalkenwaage für Schülerversuche. Bestehend aus: 1 Hebel, 1 Zeiger, 1 Skalenplatte, 2 Waagschalen Balkenwaage 03960-88 Hebel 03960-00 Platte mit Skale 03962-00 Zeiger für Hebel 03961-00 Waagschale, Kunststoff 03951-00

Zeiger für Demo-Hebel (o. Abb.) Funktion und Verwendung Demonstrativer Zeiger, der über die Stifte des Hebels 03960-00 gehängt werden kann, und damit den Aufbau einer Demonstations-Balkenwaage ermöglicht. Ausstattung und technische Daten Spitzwinkliges, blau lackiertes Metallblech; mit drei Bohrungen zum Einhängen in die Stifte des Hebels, Länge: 154 mm, Breite: 54 mm 03963-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 177

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Kräftezerlegung an der geneigten Ebene

▪ ▪ ▪ ▪

Schneller Aufbau, keine Justierarbeit Rollenkörper als Messobjekt, Vorteil: die Angriffslinien aller auftretender Kräfte schneiden sich im Schwerpunkt, daher keine Drehmomente und klar durchschaubare Experimente Die Kraftmesser lassen sich ohne Justieraufwand in Bahnrichtung, senkrecht dazu und horizontal befestigen Anschauliche Demonstration der Zerlegung einer Kraft gemäß dem "Parallelogramm der Kräfte"

Ausstattung und technische Daten

Um eine schwere Last auf eine bestimmte Höhe zu heben, ist es viel einfacher, sie eine Rampe hochzuschieben, als sie direkt anzuheben. Der Schüler kann den Betrag der dazu notwendigen Kraft direkt am Kraftmesser, der den Wagen hält, ablesen. Die auftretenden Kräfte bei verschiedenen Neigungswinkeln der Ebene können verglichen werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 Deutsch P0999600

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Skalierte Fahrbahn mit Maßstab für Endhöhe Winkelskale mit 1°-Einteilung 3 Kraftmesserhalter Länge: 500 mm Winkelbereich: 15...45 Grad Maßstab Endhöhe: 440 mm Grundplatte Maße (mm): 600 x 136 Vertikalplatte mit Winkelskale, Maße (mm): 270 x 440

Zubehör ▪

Zusätzlich wird benötigt: 2 Kraftmesser 2,5 N (03060-02)

Geneigte Ebene mit Rollkörper 11301-88 Geneigte Ebene, Kompaktgerät 11301-00 Rollkörper für geneigte Ebene 11301-01 Kraftmesser, 2,5 N 03060-02

Feste Rolle

TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 Mess- und Experimentierwagen 11060-00 Fahrbahn 1, l = 500 mm 11302-00

Geneigte Ebene mit Rollkörper

Hat eine feste Rolle, über die ein Gewicht in die Höhe gezogen werden soll, Einfluss auf die dazu aufzuwendende Kraft? In übersichtlicher Form kann dieser Frage durch den Einsatz von demonstrativen Materialien wie Linealen, Pfeilen und Beschriftung der Tafel auf den Grund gegangen werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur demonstrativen Untersuchung der Kräfte, die einen Körper auf einer geneigten Ebene im Gleichgewicht halten. Vorteile

excellence in science 178

Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 1 (MT1) 01152-01 Deutsch P1253800

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Flaschenzüge

Doppelrolle mit Lasthaken 02266-00 Rolle, lose, d = 40 mm, mit Lasthaken 03970-00 Stiel für Rolle 02263-00 Stufenscheibe (Wellrad) 02276-00

Differentialflaschenzug

Funktion und Verwendung Geräte zur Demonstration der Funktionsweise eines Flaschenzugs. Vorteile Didaktischer Aufbau durch Sichtbarkeit aller Rollen-Rollenbewegung erkennbar durch Markierungspunkt. Ausstattung und technische Daten Farbige Kunststoffrollen mit Markierungspunkt, je 2 Rollen, Flasche mit Schnur und Haken, Rollendurchmesser (mm): 65 und 40, Material: schlagfester Kunststoff Flaschenzug mit 4 Rollen 02265-00 Flaschenzug mit 6 Rollen 02264-00

Rollen und Zubehör

Demonstrationsgerät zur Untersuchung der Funktion eines Differentialflaschenzugs. Mit Sperre zum sicheren Einhängen der Last und Vorrichtung gegen Abspringen der Kette an den festen Rollen. Flaschenzug mit Haken. Enthaltenes Zubehör: S-Haken zum Einhängen eines Kraftmessers, feste Rollen: 50 und 30 Zähne, Lose Rolle: 40 Zähne, Rollenkette: 2 m, Verhältnis Last-/Zugkraft: 5/1, Belastbarkeit: 300 N, Material: Stahl 17550-00

Getriebesatz komplett

Funktion und Verwendung Zur Demonstration fester Rollen, zum Aufbau einfacher Flaschenzüge sowie zum Umlenken von Kraftrichtungen. Ausstattung und technische Daten Material: Kunststoff, gelb, mit Schnurrille, mit Markierungspunkt, fest am Stiel, Durchmesser Stiel: 10 mm, Durchmesser Rolle: 65 mm Rolle, fest, d = 65 mm, an Stiel 02260-00 Rolle, fest, d = 40 mm, an Stiel 02260-01 Rolle, lose, d = 65 mm, mit Lasthaken 02262-00

Funktion und Verwendung Grundplatte mit aufsteckbaren Elementen. Ausstattung und technische Daten 2 Riemenscheiben mit Durchmesser 35/70 mm, 3 Zahnräder mit Z = 20/40, Kurbel und Riemensatz, Material: Kunststoff 11070-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 179

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Welle, d = 12 mm, l = 45 mm

Bestimmung der Oberflächenspannung mit der Ringmethode (Du Nouy-Methode)

Funktion und Verwendung Zusammen mit dem Stufenrad (02360-00) zur Demonstration einfacher Maschinen. Ausstattung und technische Daten Durchmesser: 12 mm, Länge: 45 mm, Material: Edelstahl Zubehör Stufenrad (02360-00) 02353-00 Prinzip

Stufenrad

Ein Metallring, der am Torsionskraftmesser befestigt ist, befindet sich zunächst unterhalb der zu testenden Flüssigkeitsoberfläche. Durch Absenken des Vorratsgefäßes wird der Ring solange kontinuierlich aus der Flüssigkeitsoberfläche herausgezogen, bis die am Ring anhaftende Flüssigkeitslamelle reißt. Die in diesem Moment wirkende Kraft wird gemessen. Aufgabe

Funktion und Verwendung Zusammen mit der Welle (02353-00) zur Demonstration einfacher Maschinen. Zwei Riemenscheiben aus Kunststoff werden auf die Welle gesteckt, mit der Kurbel verbunden und gedreht. Ausstattung und technische Daten 1 Riemenscheibe d = 35 mm, 1 Riemenscheibe d = 70 mm, 1 Kurbel Zubehör Welle (02353-00)

1. 2.

Bestimmung der Oberflächenspannung von Olivenöl in Abhängigkeit von der Temperatur. Bestimmung der Oberflächenspannung eines WasserMethanol-Gemisches in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis.

Lernziel Oberflächenenergie, Schnittstelle, Oberflächenspannung, Haftung, Kritischer Punkt, Eötvös-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

02360-00

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Stoff- und Materialeigenschaften

P2140500

Adhäsionsplatten, 2 Stück Messring für Oberflächenspannung

Funktion und Verwendung Ring zum Messen der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten nach der Abreißmethode.

Zur Demonstration der Adhäsion.

Zubehör Geeignete Kraftmesser: Torsionskraftmesser, Newton-Sensor ± 4 N

Planglasscheibenpaar mit Griffen, maximale Zugbelastung: 1 kg, Abmessungen (mm): 110 x 110

Ausstattung und technische Daten

03616-00

17547-00

excellence in science 180

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten Metallring mit Festbügel in Aufbewahrungsbox, Ringdurchmesser: 19,5 mm

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Bologneser Flasche

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Glasplatten mit Kantenschliff Keilwinkel: 11 Grad Seitenflächen (mm): 110 x 43

03614-00

Rotationsviskosimeter, 3 - 6.000.000 mPas, 110...240V

Funktion und Verwendung Flasche aus dickwandigem, schnellgekühltem Glas. Durch das schnelle Abkühlen hat das Glas eine hohe innere Spannung. Es zerspringt beim Einwerfen eines spitzen Gegenstandes (z. B. eines Nagels), während die Außenwand so hart ist, dass sie als Hammer verwendet werden kann. Ausstattung und technische Daten Höhe: 250 mm, Masse: 1 kg 03609-00

Kapillarröhrchen

Funktion und Verwendung Klassisches Rotationsviskosimeter zur schnellen Bestimmung der Viskosität nach der Norm ISO 2555 und vielen ASTM Standards. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Röhrenmodell aus Glas zur Demonstration der Kapillarwirkung. Ausstattung und technische Daten 5 kommunizierende Glasröhrchen inklusive Füllrohr, auf einem Stellfuß, Rohrweiten (mm): 0,4; 0,8; 1,2 und 2,2, Füllrohrdurchmesser: 19 mm, Höhe: 185 mm

▪ ▪ ▪ ▪

Ergebnisse sind 100 % kompatibel zur Brookfield-Methode digitale Anzeige von Viskosität, Drehmoment, Drehzahl und Spindel-Nummer Visuelle und akustische Signale beim Auftreten von kritischen Messbedingungen Warnung, wenn das Gerät außerhalb der zulässigen Messbereichsgrenzen eingesetzt wird Digitale Drehzahlregelung mit "eingebauter" Genauigkeit durch Schrittmotor Berührungsloses, elektrooptisches Drehmoment Messsystem mit hoher Genauigkeit und ohne Verschleiß wird als komplett messfähiges System bestehend aus Grundgerät, Stativ und einem Messspindelsatz mit Gestell im stabilen Koffer geliefert

Ausstattung und technische Daten 03611-00

Keilförmiges Gefäß

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Viskositätsmessbereich: 3...6.000.000 m Pas-Drehzahlen (1/min): 0,1...200 Unsicherheit der Drehzahl: <±0,5% vom Absolutwert Temperaturbereich: -15...+120°C Genauigkeit: ±1% bezogen auf den Messbereichsendwert Wiederholbarkeit: ±0,2% bezogen auf den Messbereichsendwert Anschlussspannung: 100...240 V / 50...60 Hz

Rotationsviskosimeter, 3 - 6.000.000 mPas, 110...240V 18222-99 Thermometer +24...+51°C, für 18220.00 18220-02 Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Kapillarwirkung und zur Bestimmung der Oberflächenspannung von benetzenden und nichtbenetzenden Flüssigkeiten.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 181

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Kugelfallviskosimeter

Elastizitätsmodul

Funktion und Verwendung

Prinzip

Zur präzisen Messung der Viskosität durchsichtiger Newtonscher Flüssigkeiten in Verbindung mit einem Umwälzthermostaten. Gemessen wird die Fallzeit einer Kugel der Dichte r1 in der zu prüfenden Flüssigkeit der Dichte r2, die sich in einem geneigten zylindrischen Fallrohr befindet. Daraus und mit einer Konstanten K aus der Apparatetabelle wird die dynamische Viskosität h ermittelt.

Ein dünner, flacher Balken wird horizontal mit seinen beiden Enden auf gehärtete Schneiden gelegt. In seiner Mitte angehängte Massen bewirken eine material- und geometriespezifische Verformung, die mit einer empfindlichen Messuhr registriert wird. Aus den Messwerten lassen sich die Verformungsparameter der Testsubstanz berechnen.

Ausstattung und technische Daten

Aufgaben

Präzisionsfallrohr mit Abstandsmarken, in schwenkbarem Glaszylinder auf Stativfuß, Schlaucholiven für Zufuhr eines Thermostatbades, Messbereich: 0,6...75000 mPa ? s (cP), Temperaturbereich: -20...+120°C, Genauigkeit: 0,1 °C, Fallrohrdurchmesser 15,95 mm, Inklusive 6 Fallkugeln, Thermometer -1...+26 (Teilung 0,1°C), Reinigungsgerät, Kugellehre, Kugelpinzette, Etui und Prüfschein

1. 2. 3.

Bestimmung der Kennlinie der Messuhr Bestimmung der Biegung des Flachstahls als Funktion der Kraft; bei konstanter Kraft: als Funktion der Dicke, der Breite, des Abstands zwischen den Stützpunkten Bestimmung des Elastizitätsmoduls von Stahl, Aluminium und Messing

Zubehör

Lernziele

Thermometer +24...+51°C (18220-02), Thermometer +49...+76°C (18220-03), Thermometer +74...+101°C (18220-04)

Youngscher Modul, Elastizitätsmodul, Stress, Deformation, Querkontraktionszahl, Hookesches Gesetz Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

18220-00

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Kapillarviskosimeter, 0,4-1,2 mm, Satz von 4 Stück

P2120200

Flachstäbe, Satz

Funktion und Verwendung Satz von vier Kapillarviskosimetern nach Ostwald. Ausstattung und technische Daten ▪

Kapillardurchmesser 0,4 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1,2 mm

Hinweis Die Viskosimeter sind auch einzeln erhältlich. Kapillarviskosimeter, 0,4-1,2 mm, Satz von 4 Stück 03102-88 Kapillarviskosimeter, 1,2 mm 03102-00 Kapillarviskosimeter, 0,8 mm 03102-01 Kapillarviskosimeter, 0,6 mm 03102-02 Kapillarviskosimeter, 0,4 mm 03102-03

excellence in science 182

Sortiment von 7 Präzisions-Flachstäben unterschiedlicher Querschnitte, Längen und Werkstoffe z. B. zur Untersuchung des Elastisitätsmoduls. 17570-00

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Bügel mit Schneide

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung der Härte eines Minerals nach international eingeführtem Standardsatz von Mineralien der Härte 1...10. Ausstattung und technische Daten Mineralien der Härte 1...10: 1 Talk, 2 Gips, 3 Calcit/Kalkspat, 4 Fluorit, 5 Apatit, 6 Feldspat, 7 Quarz, 8 Topas, 9 Korund, 10 Diamant

Funktion und Verwendung Auflegebügel zur definierten Lastaufhängung an Stäben bei der Elastizitätsmodulbestimmung. Ausstattung und technische Daten Schneidenlänge: 35 mm

Für weitere Bestimmungsversuche: Magnet, Stift, Feile, Spaltmesser und Strichtafel. In Holzkasten mit Deckel, Maße (mm): 230 x 130 39784-00

03015-00

Mechanische Hysterese Blattfedern

Funktion und Verwendung Blattfedern verwendet man u. a. für Biegeversuche und zur Erzeugung von akustischen Schwingungen. Enden mit Einkerbungen versehen, Blattfederaufsatz (02228-05) auf die Blattfedern aufschraubbar, mit Bohrungen zur Aufnahme des Haltebolzens (03949-00) und eines Schreibstiftes zur Registrierung der Schwingungen. Ausstattung und technische Daten Material: Federstahl, Maße (mm): 300 x 15 x 0,5 Zubehör Haltebolzen (03949-00) Blattfederaufsatz (02228-05) Blattfeder, 300 x 15 x 0,5 mm 02228-00 Blattfeder, 300 x 20 x 0,5 mm 02228-02 Schreiberaufsatz für Blattfeder 02228-05

Prinzip Bei der Torsion von Metallstäben wird der Zusammenhang zwischen dem Drehmoment und dem Drehwinkel bestimmt. Die Hysterese-Kurve wird für verschiedene Metalle aufgenommen. Aufgaben 1. 2.

Härteskale nach Mohs

Aufnahme der Hysteresekurve von Stahl- und Kupferstäben. Aufnahme der Spannungsrelaxationskurve mit verschiedenen Relaxationszeiten für unterschiedliche Materialien.

Lernziele Mechanische Hysterese, Elastizität, Plastizität, Entspannung, Torsionsmodul, Fließen, Drehmoment, Hookes Gesetz Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2120300

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 183

2.1 Mechanik 2.1.2 Statik, Stoff- und Materialeigenschaften

Torsionsgerät, komplett

Funktion und Verwendung Zur statischen und dynamischen Untersuchung von Winkelrichtgrößen und E-Modulen an metallischen Rundstäben: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Demonstration des Zusammenwirkens von Kraft und Hebel Einführung des Begriffs Drehmoment durch die Torsionswirkung Aufnahme elastischer Kennlinien durch Torsionsstäbe, die sich in Länge, Durchmesser oder Material unterscheiden Abhängigkeit der Richtgröße eines Torsionsstabs von seinen Abmessungen und dem Schubmodul Elastische Hysterese des Kupfertorsionsstabs Statische und dynamische Torsionsbeanspruchung Zusammenhang zwischen Schwingungsdauer, Trägheitsmoment und Richtgröße bei Torsionsschwingungen

Torsionsgerät, komplett 02421-88 Laufgewicht 03929-00

Torsionsgerät

Funktion und Verwendung Zur statischen und dynamischen Untersuchung von Winkelrichtgrößen und E-Modulen an metallischen Rundstäben. Ausstattung und technische Daten Gerät zur Aufnahme von Torsionsstäben. Drehbar gelagerte Hebelstange mit demonstrativer Längenteilung, Zeiger und beidseitigen 5 äquidistanten Stiften zur Hebelarmvariation, mit Aufnahmebuchsen für Torsionsstäbe und Demo-Winkelskale. Hebelarmlänge: 370 mm, Skalendurchmesser: 300 mm, Skalenteilung: 0...±180 Grad 02421-00

excellence in science 184

Torsionsstäbe

Funktion und Verwendung Torsionsstab für Torsionsgerät (02421.00). Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Endseitig mit je einer Steckvorrichtung für Torsionsgerät und Metallzylinder zum Einspannen Material: Stahl Durchmesser: 2 mm Länge: 500 mm

Torsionsstab, Stahl, d = 2 mm, l = 500 mm 02421-01 Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 500 mm 02421-02 Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 400 mm 02421-03 Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 300 mm 02421-04 Torsionsstab, Aluminium, d = 3 mm, l = 500 mm 02421-05 Torsionsstab, Aluminium, d = 4 mm, l = 500 mm 02421-06 Torsionsstab, Messing, d = 2 mm, l = 500 mm 02421-07 Torsionsstab, Kupfer, d = 2 mm, l = 500 mm 02421-08 Laufgewicht 03929-00

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Software "measure Dynamics", Videoanalyse

können die ermittelten Werte als Tabelle (csv-Format) in PHYWE measure, MS Excel oder vergleichbare Programme zur mathematischen Analyse übernommen werden.

Funktion und Verwendung Das Software-Paket measure Dynamics dient der Analyse von einund zweidimensionalen Bewegungen aller Art, die in Form eines Videos dokumentiert wurden, und ist damit für die Unterrichtsthemen Kinematik und Dynamik im Fach Physik der Sekundarstufen I und II bestens geeignet.

Video aufnehmen: measure Dynamics knüpft an ein zuvor erstelltes Video an – der nachfolgende Prozess ist dann vollständig im Programmpaket implementiert. Alternativ kann auf zahlreiche gespeicherte Bewegungsbeispiele (Projekte) zurückgegriffen werden, die bereits analysiert sind: Fall- und Wurfexperimente, Schwingungen, Stoßversuche, sowie Bewegungsabläufe im Sport, beim Hoch- oder Weitsprung, Kugelstoßen, auf dem Trampolin u.v.m.. Phänomen erfassen: Die Videoanalyse mit measure Dynamics ermöglicht auch bei komplexen Bewegungen eine sehr genaue Beobachtung. Hier wird nach bewährter didaktischer Vorgehensweise die Bewegung zunächst phänomenologisch erfasst, was besonders in der Sekundarstufe I wichtig ist. measure Dynamics stellt für den phänomenologischen Zugang Funktionalitäten zur Verfügung, welche die Beobachtung unterstützen: das Überlagern von Ortskurven (Abb. 1) oder Vektorpfeilen (Abb. 2), die Stroboskop-Darstellung der Bewegung insgesamt in einem Bild (Abb. 3) oder das Einfrieren der Bewegung über Serienbilder (Abb. 4).

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

▪ ▪

Alles was Sie benötigen ist eine digitale Videokamera - auch moderne Webcams, Handy-Cams oder normale Digitalkameras sind in vielen Fällen ausreichend Video-Bearbeitung inkl. Schnitt, Komprimierung etc. direkt in der Software möglich Zahlreiche Beispielvideos aus Physik und Sport, inkl. Analyse und Auswertungen vorinstalliert Einfaches Anlegen und Abspeichern eigener Projekte Automatische Objekterkennung und -verfolgung aufgrund von Farbe, Form und Größe: Große Zeitersparnis vor allem bei langen Videos Gleichzeitige Analyse von bis zu 12 Objekten (Analyse mehrerer Einzelobjekte, Vergleich der Bewegung des Schwerpunkts und einzelner Teile relativ zum Schwerpunkt, Bewegung von Gliedmaßen und Gelenken, ...) Diagramme in Echtzeit, synchron zum ablaufenden Video Einfacher Datentransfer aller Messwerte nach MS Excel, PHYWE measure oder vergleichbarer Anwendungen

Ausstattung und technische Daten ▪ DVD-ROM zur Installation auf Windows-Betriebssystemen (ab Windows XP) ▪ Zahlreiche vorbereitete Projekte inklusive Video und Auswertungen mit verschiedenen Schwerpunkten aus dem Bereich Physik, Sport und Alltag ▪ Inklusive ausführlichem Handbuch als pdf Software "measure Dynamics", Einzellizenz 14440-61 Software "measure Dynamics", Schullizenz 14440-62

Analysieren: Sollen Bewegungen weitergehend analysiert werden, lassen sich den Videos Ortskurven s(t), Geschwindigkeitskurven v(t) oder Beschleunigungskurven a(t) über Differenzenquotienten zuordnen (im Programmpaket enthalten). Die enge Verbindung zwischen dem Video, das die ursprüngliche Bewegung direkt zeigt, und der abgeleiteten Größe, bildet eine intuitive Brücke zum Verständnis - selbst bei komplexen Bewegungen. Modell bilden: In measure Dynamics kann schließlich den ermittelten Kurven ein mathematisches Modell angenähert werden. Alternativ

Eine kostenlose Demoversion der Software können Sie im Bereich Service herunterladen.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 185

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Demo-Rollenfahrbahn Das Aluminiumprofil der Rollenfahrbahn wurde so konzipiert, dass Experimente schnell, einfach und sicher durchgeführt werden können. Komfortabler Aufbau durch Rastverschlüsse für Gabellichtschranken sowie verstell- und justierbare Füße. Reibungsarme Wagen und Umlenkrollen.

Impulserhaltung beim zentralen elastischen Stoß mit der Rollenfahrbahn und Zeitmessgerät 4-4

Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Beschreibung Beschreibung Wirkt auf ein geschlossenes System von Körpern keine äußere Kraft ein, so ist der Gesamtimpuls des Systems konstant. Finden zwischen den Körpern nur elestische Stöße statt, ist auch die Energie konstant. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Lineare Bewegung (LMT) 16001-01 Deutsch

Die Gesetze der gleichmäßig beschleunigten Bewegung werden in diesem Versuch an einem Wagen untersucht, der möglichst reibungsfrei auf einer schiefen Ebene herunterrollt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1421500

P1199605

Demo advanced Physik Handbuch Lineare Bewegung (LMT)

Beschreibung

Beschreibung 17 Versuchsbeschreibungen zum Thema Lineare Bewegungen. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen (5 Versuche) Freier Fall (1 Versuch) Newtonsche Axiome (3 Versuche) Träge und schwere Masse (2 Versuche) Reibung (1 Versuch) Elastischer und inelastischer Stoß (5 Versuche)

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 78 Seiten

Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1. Mit der Basissammlung 01510-88 sind 87 Versuche durchführbar (*). Themenfelder in der Mechanik Mechanik (17* + 62 Versuche) Eigenschaften von Körpern (5* + 3 Versuche), Kräfte (2* + 15 Versuche), Einfache Maschinen (13 Versuche), Bewegung (3* + 7 Versuche), Mechanische Energieformen (1* + 3 Versuche), Schwingungen (3 Versuche), Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (6* + 19 Versuche) Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, 948 Seiten 01500-01

16001-01

excellence in science 186

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, elektrik, Optik

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

(1x) Seidenfaden, 100 m, (1x) Rolle, lose, d = 40 mm, mit Last, (1x) Gewichtsteller für Schlitzgewicht, (2x) Schlitzgewicht, schwarz 10 g, (2x) Schlitzgewicht, silber 10 g, (1x) Explosionsstartvorrichtung, (1x) Bremsset für Messwagen, (1x) Handbuch Lineare Bewegungen, (1x) Zeitmessgerät 4 - 4, (4x) Gabellichtschranke compact, (4x) Halter für Lichtschranke, (14x) Verbindungsleitung, 32 A, 1000 mm

Rollenfahrbahn, Einstiegspaket

11305-88

Rollenfahrbahn, Aluminium, l = 1,5 m Funktion und Verwendung Einstiegspaket für lineare Bewegung. Ausstattung und technische Daten 1x Demonstrationsrollenfahrbahn, Aluminiumprofil, Länge: 1,5 m , 2x Experimentierwagen mit reibungsminimiertem Achslager aus Saphir, 2x Blenden für Messwagen, 2x Gewichtsstücke für Messwagen, 400 g , 1x Umlenkrolle, 1x Halter für Umlenkrolle, 1x Endhalter für Fahrbahn, 1x Gabel mit Stecker, 1x Platte mit Stecker 11305-77

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung von linearen und linear beschleunigten Bewegungsabläufen. Folgende Themen können mit der Rollenfahrbahn experimentell erarbeitet werden:

Rollenfahrbahn, Timer 2-1 Paket

Gleichmäßige Beschleunigung und Verzögerung, Geschwindigkeit, Der Impuls (elastischer und unelastischer Stoß), Newtonsches Grundgesetz, Potentielle und kinetische Energie, Reibung, Hangabtriebskräfte, Schiefe Ebene Vorteile

Funktion und Verwendung Mit dem Timer 2-1 Paket können Messungen einer Zeit zwischen 2 Gabellichtschranken durchgeführt werden. Ausstattung 1x Timer 2-1, 2x Gabellichtschranke compact, 2x Halter für Lichtschranke, 2x Verbindungsleitung, 32 A, 1000 mm, rot, 2x Verbindungsleitung, 32 A, 1000 mm, blau, 2x Verbindungsleitung, 32 A, 1000 mm, gelb

Extrem robust und schülersicher, Standard-Gabellichtschranke compact verwendbar, nutzbar mit USB-Gabellichtschranken-Adapter PHYGATE, nutzbar mit Timer 2-1, nutzbar mit Interface-System Cobra3, zahlreiches Zubehör erhältlich, alle PHYWE Mess- und Experimentierwagen passen auf das Profil Ausstattung und technische Daten Material: Aluminium, über die gesamte Fahrbahnlänge verstellbare Standfüße für eine sehr einfache Ausrichtung der Rollenfahrbahn auch auf kleinen Tischen, in der Fahrbahn eingelassener Maßstab mit mm-Teilung, Länge: 1,5 m, Breite: 104 mm, Masse: ca. 5 kg 11305-00

11305-79

Startvorrichtung für Rollenfahrbahn Rollenfahrbahn, Komplettpaket mit Zähler 4-4

Funktion und Verwendung Das Komplettpaket Rollenfahrbahn beinhaltet alle notwendigen Artikel zur Durchführung von Versuchen zur Bewegung inklusive der Zeitmessung mit dem Zähler 4-4. Ausstattung und technische Daten Das Paket beinhaltet folgende Artikel: (1x) Rollenfahrbahn, Einstiegspaket, (1x) Haltemagnet (1x) Gummiband für Gabel mit Stecker, (2x) Röhrchen (2x) Nadel mit Stecker, (1x) Plastilina, 10 Stangen, (1x) tung Rollenfahrbahn, (1x) Halter für Umlenkrolle, (1x)

mit Stecker, mit Stecker, StartvorrichUmlenkrolle,

Funktion und Verwendung Vorrichtung zum Starten von Messwagen auf der Demonstrationsfahrbahn. Für 3 unterschiedliche, reproduzierbare Startimpulse, auch für Wagenfreigabe ohne Anfangsimpuls geeignet. Ausstattung und technische Daten Mit Drahtauslöser und 4-mm-Ausgangsbuchsen zum Anschluss eines elektronischen Zeitmessgerätes, Mit speziellem Fuß zur Schnellmontage auf der Rollenfahrbahn, Inklusive Drahtauslöser, Maße H x B x T (mm): 330(50) x 40 x 110, Masse: 412 g 11309-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 187

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Adapter für Rollenfahrbahn

Funktion und Verwendung Halter für die Umlenkrolle bestehend aus dem Gabellichtschrankengehäuse mit Inkrementalrad zur Montage am Ende der Demonstrationrollenfahrbahn Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Adapterfuß für die Startvorrichtung der Luftkissenbahn zur nachträglichen Montage auf der Rollenfahrbahn.

Haltebügel für Umlenkrollengehäuse, Führungsbügel für Faden, 2 x Befestigungsschrauben, Maße H x B x T (mm): 112 x 127 x 32, Masse: 81 g 11305-11

Ausstattung und technische Daten Inklusive 2 Schrauben und 2 Hülsen, Maße H x B x T (mm): 10 x 30 x 30, Masse: 20 g

Halter für Lichtschranke

11309-10

Endhalter für Rollenfahrbahn

Funktion und Verwendung Halter mit 4-mm-Buchse zur Aufnahme verschiedener Ansteckelemente und zur Montage am Ende der Demonstrationsrollenfahrbahn. Ausstattung und technische Daten Maße H x B x T (mm): 40 x 50 x 20, Masse: 70 g 11305-12

Funktion und Verwendung Zum Fixieren einer Lichtschranke an der Demonstrationsrollenfahrbahn. Ausstattung und technische Daten Lichtschrankenhalter mit Rändelschraube und Schnelleinhängung, Länge: 102,5 mm , Breite: 20 mm, Masse: 40 g 11307-00

Umlenkrolle

Messwagen, saphirgelagert

Funktion und Verwendung Reibungsarme Umlenkrolle für die Demonstrationsfahrbahn zur Beschleunigung von Messwagen mittels Faden und Gewichten. Ausstattung und technische Daten Bestehend aus Gehäuse Lichtschranke kompakt mit Inkrementalrad, Maße H x B x T (mm): 90 x 90 x 27, Inkrementalraddurchmesser: 20 mm, Masse: 53 g 11305-10

Funktion und Verwendung Messwagen für Rollenfahrbahnen mit reibungsminimierter Achslagerung auf Saphir. Vorteile

Halter für Umlenkrolle

Überlastsicherung der Lagerung durch federnde Bodenplatte, keine Zerstörung durch Druckbelastung - trittsicher , durch Seitenüberhöhung kann der Wagen auf ebener Unterlage nicht wegrollen , ebenfalls nutzbar auf der Schülerfahrbahn Ausstattung und technische Daten Inklusive einschraubbarem Bolzen zum Aufstecken von Gewichtsstücken, mit Haltern, Ösen und 4-mm-Buchsen zur Befestigung von zahlreichem Zubehör, Länge: 130 mm, Breite: 104 mm, Masse: 350 g 11306-00

excellence in science 188

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Blende für Messwagen Demo-Rollenfahrbahn, b = 100 mm

Funktion und Verwendung Zusatzgewicht für Messwagensaphir gelagert (11306-00). Dieses Zusatzgewicht entspricht dem Gewicht des Messwagens mit typischen Anbauteilen. Ausstattung und technische Daten Maße H x B x T (mm): 85 x 40 x 15, Masse: 400 ± 5 g 11306-10

Funktion und Verwendung Blende mit Schnelleinhängung zum Unterbrechen einer Lichtschranke für Messwagen für Demonstrationsrollenfahrbahn.

Demo-Rollenfahrbahn, weiteres Zubehör

Ausstattung und technische Daten Maße H x B x T (mm): 15 x 100 x 50, Masse: 20 g 11308-00

Bremsset für Messwagen Demo-Rollenfahrbahn

Funktion und Verwendung Satz aus 2 einschraubbaren Bremsvorrichtungen mit Schnellverschluss, um verschiedene Bremsarten und deren Effekte darzustellen. Ausstattung und technische Daten Bestehend aus zwei einschraubbaren und höhenverstellbaren Tellern mit unterschiedlichen Bremselementen: Filz, Starkmagnet, Maße H x B x T (mm): je 65 x 20 x 20, Masse: 20 g 11310-00

Explosionsstartvorrichtung

Im folgenden sind alle Teile zum Rollenfahrbahnsystem aufgelistet, die auch zusammen mit der Luftkissenbahn eingesetzt werden können. Dort werden sie ausführlich dargestellt. Gabel mit Stecker 11202-08 Gummiband für Gabel mit Stecker, 10 Stück 11202-09 Haken mit Stecker 11202-07 Haltemagnet mit Stecker 11202-14 Halter mit Stecker 11202-11 Nadel mit Stecker 11202-06 Platte mit Stecker 11202-10 Röhrchen mit Stecker 11202-05

Gabellichtschranke compact

Funktion und Verwendung Zur definierten Auslösung eines Explosionsstarts zweier Messwagen auf der Demonstrationsrollenfahrbahn oder Luftkissenfahrbahn. Ausstattung und technische Daten Startvorrichtung bestehend aus zwei Steckelementen mit Saugnapf und Feder, mit definiertem Auslösen nach 3...5 s, die Federkraft entspricht der stärksten Auslösestufe der mechanischen Startvorrichtung (11309.00) und ist damit vergleichbar, Maße H x B x T (mm): 100 x 40 x 40, Masse: 30 g 11311-00

Gewicht (400 g) für Messwagen

Funktion und Verwendung Infrarot-Lichtschranke mit Stiel, der in 4 verschiedenen Positionen eingeschraubt werden kann. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Mit Aufnahmevorrichtung für Inkrementalrad zur Bestimmung von Wegstrecken Innenmaße (mm): 40 x 40 Versorgungsspannung: 5 V nklusive Inkrementalrad

Gabellichtschranke compact 11207-20 Inkrementalrad 11207-21

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 189

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

PHYGATE, USB-Adapter für Gabellichtschranke compact, inkl. Mess-Software

Fahrbahn für Schülerversuche

Gleichförmig geradlinige Bewegung mit dem Timer 2-1

Funktion und Verwendung Mit PHYGATE kann die Gabellichtschranke "Compact" an die USBSchnittstelle des PC's angeschlossen werden. Vorteile Messdaten von bis zu 5 Gabellichtschranken können mit der PHYCONSoftware direkt am Computer erfasst und sofort grafisch dargestellt werden. PHYGATE kann in einer Vielzahl von Versuchen, wie beispielsweise zur Translation, Rotation und Bewegung eingesetzt werden Ausstattung und technische Daten Versorgung: 5 V/50 mA über USB-Schnittstelle, min. Abschattzeit: 20 µs, max. Abschattzeit: 22 s, Lieferung inklusive Software PHYGATE, USB-Adapter für Gabellichtschranke compact inkl. Mess-Software 11207-25 Gabellichtschranke compact 11207-20

Timer 2-1

Prinzip Bewegung bedeutet, dass ein Körper seine Lage im Raum verändert. Für diese Ortsveränderung benötigt er eine gewisse Zeit. Ein Ort wird durch die Angabe von Strecken bzw. Längen bestimmt. Aufgabe Miss die Zeit, die ein Wagen für eine bestimmte Wegstrecke benötigt, wenn dieser sich gleichmäßig bewegt. Lass den Wagen schneller fahren und bestimme wieder Wegstrecke und Zeit. Stelle die ermittelten Gesetzmäßigkeiten in grafischer Form dar. Die Geschwindigkeit wird also gemessen, indem die Größen Zeit und Strecke bestimmt werden, die mit der Bewegungverknüpft sind. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Timer 2-1 01159-11 Deutsch P1003505

Funktion und Verwendung Digitalzähler zum Anschluss von bis zu 2 Gabellichtschranken. 13607-99

TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Timer 2-1

Zeitmessgerät 4 - 4 mit USB-Schnittstelle

Funktion und Verwendung Demonstrations- und Praktikumsgerät mit 4 separaten Uhren, die von Lichtschranken, Schaltern, Mikrofonen etc. gesteuert werden können. Zeitmessgerät 4-4 mit USB-Schnittstelle 13604-99 Software Zeitmessgerät 4-4, lieferbar Quartal 1 2011 14413-61 Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Cobra4 Sensor-Unit Acceleration: 3D-Beschleunigung 12650-00

excellence in science 190

Beschreibung 10 Versuche zum Thema Lineare Bewegungen mit dem Geräteset Mechanik 3 mit dem Timer 2-1. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. 01159-11

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Freier Fall

TESS Physik Set Mechanik ME3, mit dem Zeitmarkengeber

Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu Sets Mechanik ME1 und ME2. In Verbindung mit Set ME1 und ME2 können insgesamt 65 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Vorteile ▪ ▪ Ermittlung des Weg-Zeit- und Geschwindigkeit-Zeit-Gesetzes für den freien Fall mit dem Zeitmarkengeber. Der Schreibstreifen wird am fallenden Körper befestigt. Während der Fallbewegung zieht der Körper den Schreibstreifen nahezu reibungsfrei durch den Zeitmarkengeber, der auf dem Schreibstreifen Zeitmarken markiert. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Zeitmarkengeber 01159-01 Deutsch P1004100

TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Zeitmarkengeber

▪ ▪

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz Aufbewahrung in ME2

TESS Physik Set Mechanik ME3, Zeitmarkengeber 13273-88 TESS Physik Set Mechanik ME1 13271-88 TESS Physik Set Mechanik ME2 13272-88 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Timer 2-1 01159-11 interTESS Software, DVD 01000-00

Beschreibung 11 ausführliche Versuchsbeschreibungen zum Thema lineare Bewegungen mit dem Geräteset Mechanik 3 mit den Zeitmarkengeber. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. 01159-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 191

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Gleichmäßig beschleunigte geradlinige Bewegung

TESS Physik Set Mechanik ME2 13272-88 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Timer 2-1 01159-11 interTESS Software, DVD 01000-00

Fahrbahnen

Die Schülerfahrbahn lässt sich auch im Demonstrationsversuch einsetzen. Sie wird an der Demo-Tafel Physik mit zwei Fahrbahnhaltern (02151-05) positioniert. Die Zeitmessung erfolgt über Gabellichtschranken und Digitalzähler. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 2 (MT2) 01153-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

1| Fahrbahn, l = 900 mm Funktion und Verwendung Zur Untersuchung linearer Bewegungen und zum Aufbau einer schiefen Ebene. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Mit Justierschraube zur Nivellierung, Kraftmesserhalter und Aufnahmevorrichtung für Umlenkrolle. Maße (mm): 900 x 87 x 25

2 | Fahrbahn 1, l = 500 mm

P1296100

TESS Physik Set Mechanik ME 3 mit dem Timer 2-1

Funktion und Verwendung Fahrbahn zur Untersuchung von geradlinig beschleunigten Bewegungen. Vorteile ▪

Die Fahrbahn ist als geneigte Fahrbahn verwendbar. Mit Fahrbahn 2 (11303-00) kombinierbar zu einer Bahn der Länge 1 m.

Ausstattung und technische Daten ▪

Schwarz eloxierte Aluminiumprofilbahn für Schülerversuche. Mit Justierschraube zur Nivellierung (geneigte Fahrbahn). Maße (mm): 500 x 87 x 25

3 | Fahrbahn 2, l = 500 mm Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu Sets Mechanik ME 1 und ME 2. Beinhaltet den Digitalzähler Timer 2-1. In Verbindung mit Set ME1 und ME2 können die Schülerversuche zum Thema "Lineare Bewegungen" modern und äußerst genau durchgeführt werden. Vorteile Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente, hohe Messgenauigkeit durch Verwendung durch Gabellichtschranken und Digitalem Zeitmessgerät, stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz), Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit, Ausstattung und technische Daten Beinhaltet den Digitalzähler Timer 2-1, zwei Gabellichtschranken und alles nötige Zubehör; Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz TESS Physik Set Mechanik ME3 mit dem Timer 2-1 13283-88 TESS Physik Set Mechanik ME1 13271-88

excellence in science 192

Funktion und Verwendung Fahrbahn zur Untersuchung von geradlinig beschleunigten Bewegungen. Vorteile ▪

Mit Fahrbahn 1 (11302-00) kombinierbar zu einer Bahn der Länge 1 m.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Schwarz eloxierte Aluminiumprofilbahn für Schülerversuche. Fahrbahn ist mit zwei Schellen zur Aufnahme der Umlenkrolle (02260-00) versehen. Maße (mm): 500 x 87 x 25

Fahrbahn, l = 900 mm 11606-00 Fahrbahn 1, l = 500 mm 11302-00 Fahrbahn 2, l = 500 mm 11303-00

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Drahtauslöser

Funktion und Verwendung Gerät zum Spannen von zwei mit Federn (11060-02) versehenen Messund Experimentierwagen in der Mitte einer Fahrbahn (Impulsversuch). Drahtauslöser 02502-02 Halter für Drahtauslöser 11060-03

Ausstattung und technische Daten Startvorrichtung bestehend aus zwei Steckelementen mit Saugnapf und Feder, mit definiertem Auslösen nach 3...5 s, die Federkraft entspricht der stärksten Auslösestufe der mechanischen Startvorrichtung (11309-00) und ist damit vergleichbar, Maße H x B x T (mm): 100 x 40 x 40, Masse: 30 g 11311-00

Abschattblende für Messwagen

Feder für Experimentierwagen Funktion und Verwendung Blende zur Montage auf den Messwagen zur Unterbrechung der Gabellichtschranke. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Spannfeder für Versuche zur Impulserhaltung (Stoßversuche).

Schwarz eloxiertes Aluminium, Maße (mm): 100 x 50, Masse: 10 g 11060-10

11060-02

Adapterplatte für Gabellichtschranke compact Aufbewahrungsgestell für maximal 16 Fahrbahnen des Typs 11606.00 Funktion und Verwendung Zur Aufbewahrung von max. 16 Schülerfahrbahnen mit l = 900 mm. (o. Abb.) 11930-00

Aufsteckbuchse 4 mm für Messwagen, 2 Stück

Funktion und Verwendung Zur stabilen Befestigung der Gabellichtschranke compact (11207-20). Ausstattung und technische Daten Material: schwarz eloxiertes Stahlblech, Maße (mm): 77 x 60 x 10, Gewicht: 280 g 11207-22

Messwagen mit Antrieb Funktion und Verwendung Mit der Buchse können alle Zuberhörteile mit 4-mm-Stecker der Rollenfahrbahn / Luftkissenbahn auch mit dem Messwagen verwendet werden. Ausstattung und technische Daten Masse: 20 g 11060-11

Funktion und Verwendung Wagen für Versuche zur gleichförmigen Bewegung. Vorteile

Explosionsstartvorrichtung

Mit batteriebetriebenem, funkentstörtem Elektromotor für 4-Radantrieb , stufenlose Geschwindigkeitswahl, Vor- und Rückwärtslauf, Klemme für Schreibstreifen für Zeitmarkengeber, Bohrung mit Klemmfeder zur Aufnahme eines Haltbolzens für Lastturm, Exzenterklemmung zur Befestigung eines Schreibstreifens für einen Zeitmarkengeber Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Zur definierten Auslösung eines Explosionsstarts zweier Messwagen auf der Demonstrationsrollenfahrbahn oder Luftkissenfahrbahn.

Material: schlagfester Kunststoff, Maße (mm): 114 x 52 x 64 11061-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 193

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Aufsatz für Messwagen

Funktion und Verwendung Metallscheibe mit Mittelbohrung zur Vergrößerung der Masse von Mess- und Experimentierwagen (11060-00). Aufsteckbar auf Haltebolzen (03949-00). Ausstattung und technische Daten Masse: 150 g 11060-01

Funktion und Verwendung Zur Halterung des Messmikrofons (03542-00) oder des Schallkopfes (03524-00) auf dem Messwagen mit Antrieb (11061-00) z. B. für Versuche zum akustischen Doppler-Effekt bei bewegtem Beobachter bzw. bewegter Schallquelle.

Gewichtsteller und Schlitzgewichte

Ausstattung und technische Daten Axiale Bohrung und Arretierschraube für Rundstiele mit d =10 mm 11061-02

Abschattblende für Messwagen mit Antrieb

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Blende zur Montage auf den Messwagen mit Antrieb zur Unterbrechung der Gabellichtschranke. Ausstattung und technische Daten Material: schwarz eloxiertes Aluminium, Breite: 50 mm, Masse: 37 g 11061-03

Haltebolzen

Funktion und Verwendung Vielseitig einsetzbar als Halteelement bei Schülerversuchen, z. B. zur reibungsarmen Lagerung des Hebels (03960-00). Ausserdem aufsteckbar auf die Messwagen (11060-00 und 11061-00) als Halterung für Schlitzgewichte, Zusatzgewichte und Stabmagnete mit Bohrung. Ausstattung und technische Daten Länge: 70 mm, Durchmesser: 3 mm 03949-00

Zusatzgewicht 150 g für Messwagen

excellence in science 194

Gewichtsteller mit Stab und Haken zum Aufsetzen der Schlitzgewichte. Gewichte für die Demonstration blank und schwarz. Gewichtsteller für Schlitzgewichte 02204-00 Schlitzgewicht, schwarzlackiert, 10 g 02205-01 Schlitzgewicht, silberbronziert, 10 g 02205-02 Schlitzgewicht, schwarzlackiert, 50 g 02206-01 Schlitzgewicht, silberbronziert, 50 g 02206-02 Gewichtsteller, silberbronziert, 1 g 02407-00 Schlitzgewicht, blank, 1 g 03916-00

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Zeitmarkengeber

Die Luftkissenbahn - reibungsarm und komfortabel Alle Versuche zum Thema lineare Bewegung lassen sich auf der Luftkissenbahn einfach, sicher und exakt durchführen. Die besondere Anordnung der Luftaustrittsöffnungen ermöglicht ein nahezu reibungsfreies Gleiten der aufgesetzten Schlitten. Extreme Formstabilität durch quadratisches Profil und unterstützende U-förmige Schiene.

Funktion und Verwendung Zur Registrierung von Linearbewegungen wie bei Fahrbahnversuchen oder freiem Fall.

Impulserhaltung beim zentralen elastischen Stoß mit der Luftkissenbahn und Digitalzähler

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kunststoffgehäuse mit Festspule und Schwingfeder Aussparung für Muffenhalterung Zeitmarkenfrequenz 50 Hz Betriebsspannung 6 V AC Betriebsstrom: 0,8 A Zeitabstand: 0,02 A Maße (mm) 165 x 60 x 80

Zeitmarkengeber 11607-00 Schreibstreifen, b = 10 mm 11607-01

Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmesser, 1/0,5 m/s

Beschreibung Zwei Gleiter schweben von beiden Enden der Luftkissenbahn aufeinander zu. Bevor sie zusammenprallen passieren sie jeweils eine Lichtschranke. Der Digitalzähler misst und speichert diese zwei Zeiten. Nach dem Stoß, der zwischen den Lichtschranken stattfindet, entfernen sich die Gleiter wieder voneinander und unterbrechen erneut die Lichtschranken. Auch diese zwei Zeiten werden vom Zähler erfasst und gespeichert. Auf Knopfdruck können nun alle vier Zeiten nacheinander beliebig oft in das Anzeigendisplay des Zählers zurückgerufen werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Lineare Bewegung (LMT) 16001-01 Deutsch P1199602

Universal-Zähler

Projizierbares Doppelmessinstrument mit Tachogenerator zur gleichzeitigen Anzeige von Geschwindigkeit und Beschleunigung bei linearen Bewegungen. 4-mm-Buchsenpaar für Schreiberanschluss, Messbereich: 0...±1 m/s Beschleunigungsbereich: 0...±0,5 m/s*s, Maße (mm): 120 x 90 x 30, Tachogenerator mit Kunststoffspannstiel und 4-mmBuchsenpaar, Seiltrommeldurchmesser: 5 mm, max. Achsbelastung: 0,5 N Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmesser, 1/0,5 m/s 03100-00 Overheadprojektor OHP 526P 47181-93 Overheadprojektor OHP 536P 47185-93

Funktion und Verwendung Der Universal-Zähler dient zur Messung von Zeiten, Frequenzen, Impulsraten, Impulszählung, Periodendauern, Drehzahlen sowie von Geschwindigkeiten. 13601-99

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 195

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Zweites Newtonsches Gesetz / Luftkissenbahn

Prinzip Zwischen der Beschleunigung a, die ein Körper erfährt, und der verursachenden Kraft F besteht ein linearer Zusammenhang. Auf der Luftkissenbahn wird ein Schlitten beschleunigt. Die Beschleunigung erfährt der Schlitten durch ein mit einem Faden befestigtes Gewicht. Dieser Faden läuft über eine Umlenkrolle. Durch Veränderung der beschleunigenden Kraft mittels Auflegen von Gewichten wird der lineare Zusammenhang zwischen beschleunigender Kraft FG und der Beschleunigung a dargestellt. Aus der Steigung des Graphen wird die Masse des Wagens mW bestimmt. Durch die am Wagen angreifende Kraft kann die Erdbeschleunigung g bestimmt werden. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Bestimmung der zurückgelegten Distanz in Abhängigkeit von der Zeit. Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit. Beschleunigung in Abhängigkeit von der beschleunigten Masse. Beschleunigung in Abhängigkeit von der Kraft.

Gebläse 230 V~/ 50 Hz

Funktion und Verwendung Geräuscharmes Turbo-Gebläse mit Anschlussstutzen für Druckschlauch z. B. für Luftkissenbahn. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Förderleistung: ca. 100 cm3/h Staudruck: max. 210 mm WS Leistungsaufnahme: max. 660 VA Netzanschluss: 230 V Schlagfestes Kunststoffgehäuse, stapelbar, mit versenkbarem Traggriff und Aufstellfuß Maße (mm): 230 x 236 x 234

Gebläse 230 V~/ 50 Hz 13770-97 Druckschlauch mit Endstutzen, l = 1,5 m 11205-01

Luftstopper

Lernziele Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft, Erdbeschleunigung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2130301

Funktion und Verwendung Ventil zum Fixieren von Momentanpositionen von Gleitern auf der Luftkissenbahn. Ausstattung und technische Daten Durchmesser Stutzen: 40 mm, Durchmesser Druckluftöffnung: 40 mm

Luftkissenbahn

11202-20

Schlitten für Luftkissenbahn

Vorteile Vierkant-Aluminiumprofil, justierbar auf Träger montiert, mit beidseitigem Maßstab in mm-Teilung und stirnseitiger Öffnung für Luftdruckschlauch, Gesamtsystem auf zwei justierbaren Stellfüßen. Ausstattung und technische Daten Lieferung inkl. 2 Endhalter und 4 Rändelschrauben, Bahnlänge (m): 2, Vierkantprofil (mm): 63 x 63, Druckluftöffnung Durchmesser: 40 mm

Funktion und Verwendung Schlitten zum Gleiten auf der Luftkissenbahn. Ausstattung und technische Daten V-Profil aus schwarz eloxiertem Aluminium, Firstleiste mit Bohrung zur Aufnahme von Blenden etc., seitliche Stifte zur Aufnahme von Schlitzgewichten, Schlittenlänge: 130 mm, Schlittenmasse: 170 g ± 1%, Masse mit Blende und 2 Steckelementen: 200 g ± 1%

11202-17

11202-02

excellence in science 196

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Düsengleiter für Luftkissenbahn

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Mit Drahtauslöser und 4-mm-Ausgangsbuchsen zum Anschluss eines elektronischen Zeitmessgerätes Maße (mm): 330 (60) x 110 x 40 Masse: 420 g

11202-13 Funktion und Verwendung Gleiter mit 2 regulierbaren Düsen zur Erzeugung einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung durch Rückstoß unter Ausnutzung des Luftstroms der Luftkissenbahn.

Präzisionsrolle

Ausstattung und technische Daten Gleiterlänge: 130 mm 11202-23

Anschlag, verstellbar

Funktion und Verwendung Umlenkrolle mit sehr geringem Trägheitsmoment und extrem niedriger Reibung durch Spitzenlagerung in Saphirpfannen. Ausstattung und technische Daten Mit Haltestiel und 4-mm-Stecker, Rollendurchmesser: 50 mm, Stiel: Durchmesser: 160 mm, Länge: 160 mm 11201-02

Funktion und Verwendung Zum Eingrenzen der Weglänge auf der Luftkissenbahn.

Blende mit Stecker

Ausstattung und technische Daten V-Profil aus Aluminium mit Feststellschraube und Bohrung zur Aufnahme von Steckelementen 11202-19

Endhalter für Luftkissenbahn

Funktion und Verwendung Für Luftkissenbahnschlitten zur Unterbrechung von Lichtschranken und zur Steuerung elektronischer Zeitmessgeräte. Ausstattung und technische Daten Aufsteckbare Kunststoffblende mit 4-mm-Stecker Blende mit Stecker, l = 100 mm 11202-03 Blende mit Stecker, l = 25 mm 11202-04

Funktion und Verwendung Endhalter im V-Profil aus Aluminium, für Luftkissen- und Demo Rollenfahrbahn.

Haltemagnet mit Stecker

Ausstattung und technische Daten Bohrung zur Aufnahme von Steckelementen, inklusive 2 Rändelschrauben 11202-15

Startvorrichtung, mechanisch mit Auslöser für Luftkissenfahrbahn

Funktion und Verwendung Magnetisches Steckelement zum Fixieren eines Luftkissenbahnschlittens oder Messwagen für Rollenfahrbahn an der mechanischen Startvorrichtung. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Vorrichtung zum Starten von Schlitten auf der Luftkissenbahn. Für 3 unterschiedliche, reproduzierbare Startimpulse, auch für Schlittenfreigabe ohne Anfangsimpuls geeignet.

▪ ▪

Maße (mm): 16 x 38 x 16 Masse: 10 ± 1 g

11202-14

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 197

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Gabel mit Stecker

Haken mit Stecker

Funktion und Verwendung Gabel mit 4 Schlitzen zur Aufnahme von gespannten Gummibändern zum Katapultieren von Luftkissenbahnschlitten. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Steckelement zur Aufnahme eines Fadens mit Beschleunigungsmassen für einen Luftkissenbahnschlitten oder Messwagen für die Demorollenfahrbahn.

Mit 4-mm-Stecker, Maße (mm): 10 x 80 x 68

Ausstattung und technische Daten

Gabel mit Stecker 11202-08 Gummiband für Gabel mit Stecker, 10 Stück 11202-09

Maße (mm): 11 x 50 x 11, Masse: 10 ± 1 g 11202-07

Gewichtsteller, silberbronziert, 1 g Platte mit Stecker

Funktion und Verwendung Steckelement in Verbindung mit Gabel mit Stecker für elastische Stöße auf der Luftkissenbahn. Ausstattung und technische Daten Maße (mm): 11 x 65 x 11, Masse: 10 ± 1 g 11202-10

Röhrchen mit Stecker

Funktion und Verwendung Teller aus Aluminium zum Auflegen von Schlitzgewichten, z. B. von Beschleunigungsmassen bei der Luftkissenbahn. Gewichtsteller, silberbronziert, 1 g 02407-00 Schlitzgewicht, blank, 1 g 03916-00 Seidenfaden, Nähseide, auf Röllchen, l = 200 m 02412-00

Aufbewahrungstablett für Luftkissenbahn Funktion und Verwendung In Verbindung mit Nadel mit Stecker für inelastische Stöße auf der Luftkissenbahn. Ausstattung und technische Daten Röhrchen mit 4-mm-Stecker, mit Plastilinfüllung, Maße (mm): 11 x 50 x 11, Masse: 10 ± 1 g 11202-05

Nadel mit Stecker

Aufbewahrungstablett für Luftkissenbahn 11202-26 Plastilina, 10 Stangen 03935-03

Funktion und Verwendung Steckelement in Verbindung mit Röhrchen mit Stecker für inelastische Stöße auf der Luftkissenbahn. Ausstattung und technische Daten Maße (mm): 11 x 65 x 11, Masse: 10 ± 1 g 11202-06

excellence in science 198

Funktion und Verwendung Behälter mit vorgeformten Positionen für die geordnete Aufbewahrung vieler Zubehörteile der Luftkissenbahn (11202-17) und der Rollenfahrbahn (11305-00).

Aufbewahrung für Luftkissenbahn Staubschutzhaube für Luftkissenbahn 11202-21 Wandhalterung für Luftkissenbahn 11202-25

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Luftkissenbahn-Sammlung: Basisausstattung

Funktion und Verwendung Sammlung für Luftkissenbahnexperimente bestehend aus:

Rakete, Modell 02671-00 Schlagbolzen 02676-01 Kohlendioxidpatronen, 10 Stück 02674-00 Raketenkörper, Ersatzteil 02671-10 Angelschnur, auf Röllchen, d = 0,5 mm, 100 m 02090-00

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

1x 2x 1x 1x 1x 1x 1x 1x 1x 1x

Luftkissenbahn (11202-17) Endhalter für Luftkissenbahn (11202-15) Schlitten für Luftkissenbahn (11202-02) Blende mit Stecker, l = 100 mm (11202-03) Blende mit Stecker, l = 25 mm (11202-04) Röhrchen mit Stecker (11202-05) Nadel mit Stecker (11202-06) Gabel mit Stecker (11202-08) Gummiband für Gabel m. Stecker, 10 Stück (11202-09) Platte mit Stecker (11202-10)

Der freie Fall

Zubehör ▪ ▪ ▪

Startvorrichtung (11202-13) Gebläse (13277-97) Druckschlauch (11202-13)

11202-77

Rakete - Freier Fall - Wurf

Raketen, Modelle

Zur Bestimmung der Erdbeschleunigung g mit Hilfe der bekannten Weg-Zeit-Beziehung für die beschleunigte Bewegung mit dem Kugelfallgerät. Eine Stahlkugel wird im Auslöser zwischen Stift und Stößel gehalten, sie schließt über diese den elektrischen Kontakt. Beim Freigeben der Kugel mit dem Drahtauslöser wird der elektrische Kontakt unterbrochen und damit der elektronische Zähler gestartet. Die Kugel fällt in den Fangteller des Fangschalters, durch den der Zähler gestoppt wird. Körper unterschiedlicher Masse und Oberfläche fallen im lufterfüllten Raum unterschiedlich schnell, während sie gleich schnell fallen, wenn die Luftreibung und der Auftrieb in Luft zu vernachlässigen sind (freier Fall). Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Lineare Bewegung (LMT) 16001-01 Deutsch P1199000

Kugelfallgerät Gerät zur Demonstration des Raketenprinzips. Der Start erfolgt durch eine Zugvorrichtung an der Abschussrampe; Flughöhe ca. 20 m. Betriebsmöglichkeiten Flug an aufgespannter Leitschnur: Antrieb mit Hilfe von Kohlendioxidpatrone; Flugweite bei horizontal gespannter Schnur >20 m. Zur Messung der Schubkraft (Rückstoßkraft): Antrieb mit Kohlendioxidpatrone, Messung der Schubkraft mit Kraftmesser; Schubkraft ca. 0,3 N. Freier Flug: Antrieb durch Wasserstrahl; hierzu wird die Rakete zum Teil mit Wasser gefüllt und auf die Abschussrampe geklemmt. Mittels Spezial-Luftpumpe wird ein Überdruck im Raketeninneren erzeugt, sodass das Wasser mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse gepresst wird.

Funktionen und Verwendung Für Präzisionsmessungen von Fallzeiten. Ausstattung und technische Daten Auslöser mit Kugel Fangschalter

Enthaltenes Zubehör

▪ ▪

Abschussrampe, Erdspieß, Spezialluftpumpe, Fülltrichter für Wasser, Halterung für Kohlendioxidpatrone.

02502-88

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 199

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Funktion und Verwendung In Schülerversuchen kann diese Klammer genutzt werden um ein gleichzeitiges Starten eines Digitalzählers mit dem Beginn der Fallbewegung in einfacher Weise zu realisieren.

Auslöser mit Kugel

Ausstattung und technische Daten 4-mm-Buchsen für den Anschluss eines Zeitmessgeräts, Masse: 20 g 02505-00 Funktion und Verwendung Mechanische Halterung zur örtlich und zeitlich definierten Auslösung geeigneter Körper, z. B. von Kugeln, Fallstäben usw. Durch Auslösen des Fallkörpers wird der elektrische Stromkreis unterbrochen.

Fallblende

Vorteile Auslöser und Fangschalter werden bei Fallversuchen mit Hilfe von "PASS"-Stativ-Material genau senkrecht übereinander positioniert. Die Fallstrecke lässt sich nach Belieben einstellen. Ausstattung und technische Daten 4-mm-Buchsen zum Anschluss eines Zeitmessgeräts, Stahlkugeldurchmesser: 19 mm Funktion und Verwendung Fallkörper zur Bestimmung der Erdbeschleunigung in Verbindung mit einer Lichtschranke und einem Interface-System.

02502-00

Ausstattung und technische Daten:

Fangschalter

Eloxierte Aluminium Blende mit Aussparung, Maße (mm): 50 x 210 02504-00

Fallröhre

Funktion und Verwendung Dient zum Auffangen von fallenden Objekten. Durch den Aufprall wird ein Schaltkontakt ausgelöst. Dieses Signal kann als "Stopp"-Signal an einen Zeitmesser gegeben werden. Vorteile Auslöser und Fangschalter werden bei Fallversuchen mit Hilfe von "PASS"-Stativ-Material genau senkrecht übereinander positioniert. Die Fallstrecke lässt sich nach Belieben einstellen. Beim Aufprall der Kugel gibt die Bodenfläche nach, damit die Kugel nicht herausspriegen kann. Ausstattung und technische Daten 4-mm-Buchsen für den Anschluss eines Zeitmessgeräts, justierbarer Kontaktschalter 02503-00

Kugelauslöseklammer

Funktion und Verwendung Zum Nachweis, dass im Gravitationsfeld alle Körper beim Fehlen störender Kräfte (Auftrieb, Luftwiderstand) gleich schnell fallen. Ausstattung und technische Daten Glasröhre mit Fallkörpern (Bleiplättchen und Daune), Glashahn mit Olive für Vakuumschlauch, Länge: 1000 mm, Durchmesser: 50 mm Zubehör Gummischlauch (Vakuum), di = 6 mm (39286-00), Vakuumpumpe: Wasserstrahlpumpe (02728-00) und Sicherheitsflasche als Wasserrückschlagsicherung (34170-01); Membranpumpe, zweistufig (08163-93); Vakuumdrehschieberpumpe, zweistufig (02751-93) 02500-00

excellence in science 200

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Der Freie Fall mit dem Timer 2-1

Wurfbewegung

Prinzip Eine Stahlkugel wird durch eine Feder mit verschiedenen Geschwindigkeiten und unter verschiedenen Winkeln zur Horizontalen abgefeuert. Die Beziehungen zwischen der Strecke, der Höhe der Projektion, dem Neigungswinkel und der Beschleunigung können bestimmt werden. Ermittlung des Weg-Zeit und Geschwindigkeit-Zeit-Gesetzes für den freien Fall mit dem Timer 2-1 (13607-99). Die Kugel wird mit der Kugelauslöseklammer am Stativ befestigt. Beim Öffnen der Klammer wird der Zähler gestartet, die Kugel fällt. Beim Erreichen der Gabellichtschranke wird der Zähler gestoppt. Aus der gemessenen Zeit und dem Abstand zwischen Klammer und Lichtschranke kann die Erdbeschleunigung g eindrucksvoll und sehr genau ermittelt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 6, mit dem Timer 2-1 01159-11 Deutsch P1004105

Aufgaben 1. 2. 3.

Bestimmung der Strecke in Abhängigkeit vom Neigungswinkel Bestimmung der maximalen Höhe der Projektion in Abhängigkeit vom Neigungswinkel Bestimmung der Strecke in Abhängigkeit von der Anfangsgeschwindigkeit

Lernziele Wurfparabel, Bewegung mit konstanter Beschleunigung, Ballistik Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2131100

Wurfgerät Wurfgerät / Ballistisches Pendel

Funktion und Verwendung Demonstrations- und Praktikumsgerät zur Ermittlung der Wurfgesetze.

Funktion und Verwendung Demonstrations- und Praktikumsgerät zur Ermittlung der Wurfgesetze,sowie zur Bestimmung von Geschossgeschwindigkeiten.

Ausstattung und technische Daten

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Tischgerät mit Abschussvorrichtung mit 3 wählbaren Abschussgeschwindigkeiten schwenkbarer Winkelskale Steckvorrichtung für Geschwindigkeitsmessaufsatz Schusswinkel: 0...90 Grad Skalenteilung: 1 Grad Schussweite: max. 3 m Maße (mm): 600 x 385 inklusive 2 Stahlkugeln d = 19 mm und 13 mm Schreibstreifen 25 m

Zubehör ▪

Geschwindigkeitsmessaufsatz (11229-30) für Ballistisches Pendel

Tischgerät mit Abschussvorrichtung, 3 wählbare Abschußgeschwindigkeiten, schwenkbare Winkelskale, ballistisches Pendel mit Auffänger und Schleppzeiger, Steckvorrichtung für Geschwindigkeitsmessaufsatz, Schusswinkel: 0...90 Grad, Skalenteilung: 1 Grad, Schussweite: max. 3m, Maße (mm): 600 x 385, inklusive 2 Stahlkugeln d = 19 mm und 13 mm, Schreibstreifen 25 m Zubehör Geschwindigkeitsmessaufsatz zur Bestimmung der Geschossgeschwindigkeiten (11229-30), Schlitzgewichte zur Massenvariation des ballistischen Pendels, Kleinnetzgerät 5 V/2,5 A für Geschwindigkeitsmessaufsatz 11229-00

11229-10

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 201

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Ballistisches Pendel, Zusatz zum Wurfgerät 11229.10

Wasserwurfgerät

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung von Geschossimpulsen. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Pendel mit Schleppzeiger, Auffänger mit Auswurfvorrichtung, Montierbar an Wurfgerät

Gerät zur Demonstration und qualitativen Untersuchung von Wurfbahnen an einem Wasserstrahl. Ausstattung und technische Daten

11229-20

▪

Geschwindigkeitsmessaufsatz

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Maßstab, l = 63 cm, als horizontale Achse mit Winkelskale (5°Teilung) zum Ablesen des Wurfwinkels Alpha und demonstrativer cm-Blockteilung zum Ablesen der Wurfweite Wurfrichtungsschiene, l = 63 cm, mit Düsenhalterung Zeiger zur Anzeige des Wurfwinkels Alpha an der Winkelskale In gleichmäßigen Abständen 8 Kerbnägel zum lotrechten Anhängen der Messleisten 2 Düsen, Öffnungsdurchmesser: 3 bzw. 4 mm Ablaufrinne aus Kunststoff

Zubehör ▪ ▪

Gummischlauch, di = 10 mm, zum Anschluss des Wasserwurfgeräts an die Wasserleitung (39290-00) Schlauchschellen (40995-00)

02515-00

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Wurfgerät / Ballistischem Pendel zur Bestimmung von Kugelgeschwindigkeiten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Stahlblechgehäuse mit 2 integrierten Lichtschranken (Abstand 2 cm) 3-stellige Digitalanzeige (h = 9 mm) und Reset Taste Steckbar an Katapult des Wurfgerätes Maße Gehäuse (mm): 150 x 37 x 45

Zubehör Zusätzlich erforderlich: Kleinnetzgerät 5V/2,5A. Geschwindigkeitsmessaufsatz 11229-30 Schreibstreifen, b = 210 mm 11221-01

excellence in science 202

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Waagerechter und schräger Wurf

Funktion und Verwendung Zur Demonstration des Unabhängigkeitsprinzips einer zusammengesetzten Bewegung. Spannvorrichtung, die bei Abschuss eines Pfeils gleichzeitig eine Zielscheibe zum Fall freigibt. Ausstattung und technische Daten Grundbrett für Wandmontage, mit Spannvorrichtung, Pfeil, Zielscheibe, Spannschnur und Schraubzwinge, Grundbrett (mm): 860 x 150, Schnurlänge: ca. 2,75 m 11218-00

Motoren und Getriebe Es gibt keine demonstrativere Methode, die die Bewegungen zum waagerechten oder schrägen Wurf besser zeigt als ein kontinuierlicher Wasserstrahl. Das Auslaufgefäß enthält ca. 1 Liter Wasser und gibt dem Experimentator genügend Zeit, alle Aspekte des Wurfes während der Durchführung zu erörtern.

Motor mit Getriebe, 12 V-

Besonders eindrucksvoll ist es, wenn der Wurfwinkel während dem Ausfließen des Wasser langsam variiert wird. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 2 (MT2) 01153-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1296200

Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 2 (MT2)

Funktion und Verwendung Funkentstörter Gleichstrommotor auf Träger mit Haltestiel. Ausstattung und technische Daten Mit festem 5:1-Getriebe, Seiltrommel, Exzenter und Schnurscheibe, Betriebsspannung: 2... 12 V DC, Drehzahl: max. 1800 U / min, Dauerstrom: max. 3 A, Dauerleistung: max. 18 W, Maße (mm): 150 x 130 x 55 11610-00

Experimentiermotor, elektronisch geregelt, 230 V~

Beschreibung 18 Versuchsbeschreibungen zur Mechanik auf der Hafttafel. 01153-01

Schussapparat

Funktion und Verwendung Funkentstörter Reihenschlussmotor mit lastunabhängiger Drehzahl. Ausstattung und technische Daten Variable Drehzahl: 0...9000 U/min, feste Drehzahl: 13000 U/min, jeweils Rechts-und Linkslauf, maximales Drehmoment: 6 Ncm, maximale Leistung: 25 W, Anschluss: 230 V~/ 50 Hz, Kunststoffgehäuse mit Metallstiel, Gehäuse (mm): 190 x 180 x 85, Stiel (Länge/Durchmesser) (mm): 110/10, Aufnahmevorrichtung für zusätzliche Vorsatzgetriebe Zubehör Spannzange für Schnurrille, Inbusschlüssel, Futter für Stiele mit 6 mm und 10 mm Durchmesser 11030-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 203

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Getriebevorsätze für Experimentiermotor 11030-93

Getriebe 100:1 für Experimentiermotor 11027-00 Getriebe 10:1 für Experimentiermotor 11028-00 Getriebe 30:1 für Experimentiermotor 11029-00

Antriebsring für Motoren, 3 Stück

Schwungmaschine

Funktion und Verwendung Zum Handantrieb von Geräten mit 10-mm-Stiel. Ausstattung und technische Daten Schneckenradgetriebe in schlagfestem Kunststoffgehäuse mt Handkurbel, Buchse mit Rändelschraube, wtabile Tischklemme, Übersetzungsverhältnis: 1:16, Innendurchmesser Buchse: 10 mm, Spannweite Klemme: max. 45 mm, Gesamthöhe: 270 mm 02532-00

Exzenter 11610-01

Antriebsriemen Exzenter Zur Verwendung mit Experimentiermotor z. B. für Versuche zur periodischen Anregung. Mit 10 mm-Stiel und exzentrischer Bohrung für Stift (11030-04) Endlose Riemen aus Kunststoff Antriebsriemen, Satz von 3 Stück 02846-00 Antriebsriemen 03981-00

Drehlager

Stift für Exzenter, l = 50 mm Gerät zur Verwendung im Zusammenhang mit dem Experimentiermotor z. B. für Versuche zur periodischen Anregung von Federschwingungen. Länge: 50 mm Exzenter 11030-01 Stift für Exzenter, l = 50 mm 11030-04

Scheibenhalter und Magnethalter

Scheibenhalter Halter zum Aufsetzen von Scheiben mit zentraler Bohrung auf den Experimentiermotor (11030-93) oder die Schwungmaschine (02532-00). Geeignet für Scheiben mit einem Bohrungsdurchmesser von 10 mm. Funktion und Verwendung Zur drehbaren Halterung von Geräten mit 10-mm-Stiel. Ausstattung und technische Daten Kugelgelagertes Futter mit Schnurscheibe mit 50 mm Durchmesser und stroboskopischer Teilung 02845-00

excellence in science 204

Magnethalter Halter zum Aufsetzen stabförmiger Magnete auf Experimentiermotor, Schwungmaschine oder Drehlager. Stieldurchmesser: 10 mm Scheibenhalter 02531-00 Magnethalter 11030-02

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Drehbewegungen

Kugelschwebe

Kugelschwebe, Erdabplattungsreifen, Zentrifugalregulator Funktion und Verwendung Zum Nachweis des Zusammenhangs von Zentrifugalkraft und Masse. Ausstattung und technische Daten Halbkreisrinne auf Stiel , mit zwei Kugeln gleicher Größe aber unterschiedlicher Farbe und Masse, Rinnendurchmesser: 310 mm, Kugeldurchmesser: 20 mm, Stiellänge: 65 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 02545-00

Zentrifugalregulator Wie verhalten sich zwei in einer Rille frei bewegliche Kugeln unterschiedlicher Masse, die in gleichmäßige Rotation um ein außerhalb der Kugeln gelegenes Zentrum versetzt werden? Flexible, rotierende Körper, also auch die Erdkugel, verformen sich in charakteristischer Weise in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit. Dieser Effekt wird technisch z. B. in so genannten Fliehkraftreglern ausgenutzt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Rotationsbewegung (RMT) 16002-01 Deutsch P1206700

Funktion und Verwendung Fliehkraftregler-Funktionsmodell nach Watt. Modell eines Fliehkraftreglers, aufsetzbar auf Drehlager (02845-00), Schwungmaschine (02532-00) oder Experimentiermotor (11030-93). Ausstattung und technische Daten

Demo advanced Physik Handbuch Rotationsbewegung (RMT)

Drehzahl: max. 2000 U/min, Höhe: 300 mm, Drehachsendurchmesser: 10 mm 02539-00

Erdabplattungsreifen

Beschreibung 21 Versuchsbeschreibungen zum Thema Rotationsbewegungen. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Zentral- und Trägheitskraft Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Drehbewegung Drehschwingungen Rotationsenergie Kreisel

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 82 Seiten

16002-01

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Abplattung eines deformierbaren Körpers (Kugel) unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft. Ausstattung und technische Daten 2 elastische Metallreifen, an den Polen gekreuzt und vernietet, aufzuschieben auf runde Stativstange 500 mm, Befestigung eines Poles mit Klemmschraube, aufsetzbar auf Drehlager, Schwungmaschine oder Experimentiermotor, Ringdurchmesser: 260 mm 02538-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 205

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Abhängigkeit der Zentralkraft vom Bahnradius und der Masse

Mess- und Experimentierwagen

Funktion und Verwendung Für Experimente auf Fahrbahnen, auch Zentralkraftgerät. 11060-00 Warum "fliegt" ein Auto aus der Kurve, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu hoch ist? Das Experiment gibt Antwort: Ein Motor versetzt eine Fahrbahn, auf der sich ein Messwagen befindet, in Rotationsbewegung. Über einen Bindfaden ist der Messwagen fest mit einem an der Drehachse angebrachten Kraftmesser verbunden. Je schneller die Fahrbahn rotiert, bzw. je größer die Masse des Wagens ist, desto stärker ist die Kraft, die vom Kraftmesser angezeigt wird.

Einfluss von Drehbewegungen auf Flüssigkeitsoberflächen

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Rotationsbewegung (RMT) 16002-01 Deutsch P1206800

Zentralkraftgerät mit Mess- und Experimentierwagen

Normalerweise bilden Flüssigkeiten unter dem Einfluss der Schwerkraft horizontale Oberflächen aus. Dies ändert sich jedoch, wenn weitere Kräfte wirksam werden. Eine rotierende Flüssigkeits-Oberfläche erfährt neben der Schwerkraft auch die Zentrifugalkraft, die zu parabelförmigen Oberflächen führt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Rotationsbewegung (RMT) 16002-01 Deutsch P1207000

11008-88

Zentrifugalküvette

Zentralkraftgerät Funktion und Verwendung Gerät zur Messung der Zentralkraft. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Kunststoff-Fahrbahn auf Stiel, mit Umlenkrolle, beidseitigem Maßstab, Schnur mit Entkopplungshaken und Zeiger, Fahrbahnlänge: 570 mm, Skalenlänge: 400 mm, Skalenteilung: 1 mm, Stieldurchmesser: 10 mm

Rotierbare Küvette zur Untersuchung der Oberflächenform rotierender Flüssigkeiten.

Zentralkraftgerät 11008-00 Schnur und Wirbel für Zentralkraftgerät 11008-01

excellence in science 206

Ausstattung und technische Daten Plexiglasflachkammer mit Stiel , vorsetzbare Plexiglasscheibe mit Aufdruck von 3 Parabeln, 2 Transparentfolien mit Koordinaten für quantitative Auswertung, Material: Plexiglas, Flachkammer (mm): 138 x 5 x 265, Stieldurchmesser: 10 mm 02536-01

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Drehmoment und Drehimpuls

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Drehlager auf Stativstange, Durchmesser: 10 mm Einsatz zur Fixierung der Drehplatte mit Winkelskale bzw. der Trägheitsstange, mit Führungsnut (Radius: 15 mm) Scheibe mit weiteren Führungsnuten (Radius: 15 und 45 mm) Abschlussschraube

Zubehör ▪ ▪ ▪ ▪

Prinzip Der Drehwinkel und die Winkelgeschwindigkeit werden in Abhängigkeit von der Zeit gemssen, für einen durch ein konstantes Moment beschleunigten Körper, der so gelagert ist, dass er ohne Reibung rotiert. Die Winkelbeschleunigung wird in Abhängigkeit vom Drehmoment bestimmt. Aufgaben Bei gleichförmig beschleunigter Rotationsbewegung wird folgendes gemessen: 1. 2. 3. 4.

Präzisions-Drehlager (02419-00) Drehplatte mit Winkelskale (02417-02) Trägheitsstange (02417-03) Dreifuß PASS (02002-55)

Präzisions-Drehlager 02419-00 Drehplatte mit Winkelskale 02417-02 Trägheitsstange 02417-03 Dreifuß "PASS" 02002-55

Drehgerät mit Luftlager, komplett

der Drehwinkel in Abhängikeit von der Zeit, die Winkelfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit, die Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von der Zeit, die Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit vom Hebelarm.

Lernziele Kreisbewegung, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung, Trägheitsmoment, Die Newtonschen Gesetze, Rotation Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2131500

Präzisions-Drehlager

Der Gerätesatz besteht aus: 1x Blende für Drehplatte (02417-05), 1x Haltevorrichtung für Drahtauslöser (02417-04), 1x Trägheitsstange (02417-03), 2x Drehplatte mit Winkelskale (02417-02), 1x Lager (01724-01) 02417-88

Luftlager

Funktion und Verwendung Für didaktischen Versuchsaufbau und präzise Messungen im Demonstrationsversuch. Einsetzbar für viele Versuche zum Thema Rotationsbewegungen: ▪ ▪ ▪ ▪

Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung Rotationsenergie Drehmomente Trägheitsmoment einer Scheibe, Stange oder eines Massenpunktes

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Sichtbarkeit bis in die hinteren Bankreihen Sicherer Versuchsablauf Minimale Vorbereitungszeit Schneller Aufbau und minimaler Justieraufwand Präzise und leise, weil kein Luftstromerzeuger nötig ist

Funktion und Verwendung Lager zum Aufbau eines luftgelagerten Drehgerätes. Ausstattung und technische Daten Drucklufttopf mit horizonzalem Luftlager zur reibungsarmen Lagerung von Rotoren, inklusive Achsbolzen, Antriebsscheibe, Winkelrohr, Schraubstiel, Durchmesser Auflagefläche: 100 mm, Durchmesser Achsbolzen: 30 mm, Luftstutzendurchmesser: 32 mm 02417-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 207

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Drehplatte mit Winkelskale

Satz von Steiner

Funktion und Verwendung Z. B. Bestandteil des Drehgerätes mit Luftlager (02417-88) oder als Zubehör des Präzisions-Drehlagers (02419-00). Ausstattung und technische Daten Aluminiumkreisscheibe, weiß lackiert mit Bohrung für Achsbolzen, mit Fein- (1°) und Blockwinkelskale (15°), Trägheitsmoment: 126 kg cm², Durchmesser: 350 mm 02417-02

Blende für Drehplatte

Das Trägheitsmoment eines Körpers bezogen auf eine nicht durch seinen Schwerpunkt verlaufende Drehachse, kann durch die Summe zweier charakteristischer Trägheitsmomente ausgedrückt werden: Das Trägheitsmoment der im Schwerpunkt konzentrierten Masse und das Trägheitsmoment des Körpers, bezogen auf eine durch den Schwerpunkt verlaufende Drehachse (Eigen-Trägheitsmoment). Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Rotationsbewegung (RMT) 16002-01 Deutsch

Funktion und Verwendung Aufsteckblech für Drehplatte mit Winkelskale als Bestandteil des Drehgerätes mit Luftlager (02417-88).

P1208200

Drehschwingungsgerät

02417-05

Trägheitsstange

Funktion und Verwendung Zur Aufnahme von Blende und Blendenausgleichsgewicht beim Drehgerät mit Luftlager. Ausstattung und technische Daten Aufsetzbare Trägheitsstange für Luftlager (02417-01) , mit 2 verschiebbaren Gewichtstellern, Blende, Ausgleichsmasse und 25-mmBlockteilung, nutzbare Armlänge: 2 x 270 mm, Gesamtlänge: 650 mm, Gewichtstellermasse: 50 g, Trägheitsmoment: 72 kg cm² 02417-03

Funktion und Verwendung Gerät zur Untersuchung von Trägheitsmomenten. Ausstattung Das Gerät besteht aus: Drillachse mit Spiralfeder, Metall- und Styroporscheibe, Voll- und Hohlwalze, Kugel und Stab mit verschiebbaren Massen 02415-88

Drillachse

Haltevorrichtung mit Drahtauslöser

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Vorrichtung zum Auslösen von Bewegungsvorgängen mit gleichzeitiger Triggerung elektrischer Zählgeräte. Ausstattung und technische Daten Haltestiellänge: 300 mm

Bestandteil des Drehschwingungsgerätes (02415-88) zur Aufnahme von Probekörpern mit 5-mm-Stielen. Ausstattung und technische Daten Metallrahmen mit Spannstiel und doppelt gelagerter Spiralfeder, Winkelrichtgröße: 2,5 Ncm/rad, Stieldurchmesser: 10 mm, Höhe: 180 mm 02415-01

02417-04

excellence in science 208

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Stab mit verschiebbaren Massen

Funktion und Verwendung Probekörper für das Drehschwingungsgerät (02415-88). Ausstattung und technische Daten Metallzylinder mit inhomogener Massenverteilung , mit Spannstiel für Drehschwingungsgerät, Durchmesser: 100 mm, Wandstärke: 4 mm, Höhe: 100 mm, Masse: 380 g

Funktion und Verwendung Bestandteil des Drehschwingungsgerätes (02415-88). Ausstattung und technische Daten Metallstab mit Spannstiel für Drehschwingungsgerät, Stablänge: 600 mm, 2 verschiebbare Massen: je ca. 210 g

02415-04

Vollwalze

02415-06

Kreisscheibe Funktion und Verwendung Probekörper für das Drehschwingungsgerät (02415-88). Ausstattung und technische Daten Styroporzylinder mit homogener Massenverteilung, mit Spannstiel für Drehschwingungsgerät, Durchmesser: 100 mm, Höhe: 100 mm, Masse: 380 g Funktion und Verwendung Bestandteil des Drehschwingungsgerätes (02415-88).

02415-05

Ausstattung und technische Daten Metallscheibe mit Winkelskale für Drehschwingungsgerät, mit 5 mmZapfen für zentrische und exzentrische Einspannung, Scheibendurchmesser: 300 mm, Masse: 500 g, Dicke: 2 mm

Kugel

02415-07

Scheibe Funktion und Verwendung Probekörper für das Drehschwingungsgerät (02415-88). Ausstattung und technische Daten Styroporkugel mit homogener Massenverteilung, mit Spannstiel für Drehschwingungsgerät, Durchmesser: 140 mm, Masse: 760 g Funktion und Verwendung Probekörper für das Drehschwingungsgerät (02415-88).

02415-02

Ausstattung und technische Daten Homogene Styroporscheibe mit zentralem Spannstiel für Drehschwingungsgerät, Scheibendurchmesser: 220 mm, Masse: 300 g

Voll- und Hohlwalze

02415-03

Hohlwalze Funktion und Verwendung Zum Nachweis unterschiedlicher Trägheitsmomente bei gleichen Massen. Austattung und technische Daten Voll- und Hohlzylinder mit gleicher Masse und Geometrie , Höhe: 80 mm, Durchmesser: 50 mm 02430-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 209

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Gravitationsdrehwaage - Cavendish

Maxwellsches Rad

Funktion und Verwendung Kompaktgerät in Verbindung mit einem Schreiber oder Interface zur Bestimmung der Gravitationskonstanten. Vorteile Metallgehäuse mit Nivellierfüßen eingebauter Torsionsdrehwaage, Dosenlibelle, schwenkbarer Aufnahme für großes Bleikugelpaar, Torsionsdrehwaage mit kapazitivem Messprinzip, Waagebalken mit kleinem Bleikugelpaar an Wolframfaden. Ausstattung und technische Daten Mit Mess- und Verstärkereinheit und 230 V-Netzteil, große Bleikugeln: je 1,04 kg, kleine Bleikugeln: je 146 g, Wo-Drahtdurchmesser: 0,025 mm, Schwingungsdauer: < 4 s 02540-00

Funktion und Verwendung

Drehimpuls - Kreisel

Zur Demonstration der Energieumwandlung von potentieller in kinetische Energie und umgekehrt (Translation und Rotation). Es können Wirkungsgrad, Trägheitsmoment, Translations- und Rotationsgeschwindigkeit experimentell bestimmt werden. Ausstattung und technische Daten

Qualitative Betrachtungen zum Drehimpuls

Ausgewuchtetes Metallrad mit Haltestange und verstellbarer Aufhängung, Aufnahmebohrung für Haltevorrichtung mit Drahtauslöser (02417-04), Raddurchmesser: 130 mm, Radmasse: 470 g, Trägheitsmoment: 10 kg cm², Fadenlänge: 800 mm, Blendendurchmesser: 20 mm. 02425-00

Measure Dynamics Komplettset: Maxwellsches Rad

Was passiert wenn: - Eine auf dem Drehschemel sitzende Person in jeder Hand ein Gewichtsstück (10 kg) hält und sie während der Rotationsbewegung die Arme streckt und wieder anzieht? - Die auf dem ruhenden Drehstuhl sitzende Person einen rotierenden Kreisel gereicht bekommt, dessen Achse parallel zu der des Schemels verläuft? - Die Person anschließend den rotierenden Kreisel so kippt, dass dessen Achse horizontal steht? Geräteset für einen Versuchsaufbau mit dem Maxwellschen Rad, inkl. Softwarelizenz für measure Dynamics - die Software zur automatischen Video-Analyse von Bewegungen! 02425-88

Demo advanced Physik Handbuch Rotationsbewegung (RMT) 16002-01 Deutsch P1207600

excellence in science 210

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Fahrradkreisel

Kreiselgesetze / Kreisel mit 3 Achsen

Prinzip

Mit Schnurscheibe, Achse mit Handgriffen und Pfanne mit Spannstiel sowie Nylonschnur zum Aufziehen , Felge mit Eiseneinlage, Durchmesser: 500 mm, Achsenlänge: 500 mm, Masse: 2390 g

Das Trägheitsmoment des Kreisels wird durch Messung der Winkelbeschleunigung für unterschiedliche, bekannte Drehmomente bestimmt. In diesem Experiment sind zwei der Kreiselachsen fixiert. Die Beziehung zwischen der Präzessionsfrequenz und der Kreiselfrequenz für den Kreisel mit drei freien Achsen wird ebenfalls für unterschiedliche Drehmomente die auf die Rotationsachse wirken untersucht. Wenn die Rotationsachse des kräftefreien Kreisels leicht ausgelenkt wird, kommt es zur Nutation. Die Nutationsfrequenz wird in Abhängigkeit von der Kreiselfrequenz untersucht.

Zubehör

Aufgaben

Funktion und Verwendung Zum Drehimpulserhaltungsnachweis Prandtl.

auf

der

Drehscheibe

nach

Ausstattung und technische Daten

Drehscheibe nach Prandtl (02571-00). 02565-00

1. 2. 3.

Drehscheibe nach Prandtl 4.

Bestimmung des Trägheitsmoments des Kreisels durch Messung der Winkelbeschleunigung Bestimmung des Trägheitsmoments des Kreisels durch Messung der Rotationsfrequenz und der Präzessionsfrequenz Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Präzession und der Rotationsfrequenz sowie deren Abhängigkeit vom Drehmoment Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Nutationsfrequenz und Rotationsfrequenz

Lernziele Trägheitsmoment, Drehmoment, Drehimpuls, Präzession, Nutation Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2131900

Funktion und Verwendung Drehstuhl zur Demonstration des Drehimpulserhaltungssatzes. Ausstattung und technische Daten Kugelgelagerter Drehschemel auf standsicherem Fünfbein mit Fußraste, Holzsitzdurchmesser: 350 mm, Höhe: 650 mm, Masse: 17 kg Zubehör Fahrradkreisel (02565-00). 02571-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 211

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Kreisel mit 3 Achsen

Kreiselgesetze / Kardanischer Kreisel

Funktion und Verwendung Demonstrations- und Praktikumsgerät zur Erarbeitung der Kreiselgesetze. Vorteile ▪ ▪ ▪

Prinzip

Kugelgelagerte, um drei Achsen frei bewegliche und reibungsarm laufende Kreiselscheibe, die mit Hilfe eines Fadens aufgezogen wird Montiert auf Tischgestell Verschiebbare Kontermasse zum Austarrieren der Kreiselscheibe.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Scheibendurchmesser: 245 mm Scheibendicke: 28 mm inklusive Stativmaterial zum Fesseln des Kreisels sowie Zusatzgewicht zur Erzeugung definierter Drehmomente

Kreisel mit 3 Achsen 02555-00 Zusatzscheibe und Gegengewicht 02556-00

Kreisel nach Magnus

Wenn die Rotationsachse eines kräftefreien Kreisels leicht ausgelenkt wird, wird eine Nutation hervorgerufen. Die Beziehung zwischen Präzessionsfrequenz bzw. Nutationsfrequenz und Rotationsfrequenz wird für verschiedene Trägheitsmomente untersucht. Zusätzliche Gewichte können am Kreisel angebracht werden um eine Präzessionsbewegung zu erzeugen. Aufgabe 1. 2.

Bestimmung der Präzessionsfrequenz in Abhängigkeit vom Drehmoment und der Winkelgeschwindigkeit des Kreisels Bestimmung der Nutationsfrequenz in Abhängigkeit von Winkelgeschwindigkeit und Trägheitsmoment

Lernziele Trägheitsmoment, Drehmoment, Drehimpuls, Nutation, Präzession Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2132000

Demo expert Physik Handbuch Der Kreisel (GT)

Funktion und Verwendung Präzisionsgerät zur quantitativen Erfassung der Kreiselgesetze. Vorteile Reichhaltiges Zubehör zur Demonstration folgender Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Symmetrischer und unsymmetrischer Kreisel Kräftefreier und nicht-kräftefreier Kreisel Freier und gefesselter Kreisel Präzession und Nutation Wirkungsweise von Kurs- und Schiffskreisel Kreiselkompass und Kreiselhorizont

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Ausgewuchtete Metallkreisscheibe in kardanischer, kugelgelagerter Aufhängung Variation der Trägheitsmomente durch aufschraubbare Zusatzmassen Handkurbel Handbuch (124 Seiten) Holzaufbewahrungskasten Kreiselscheibendurchmesser: 128 mm Aufbewahrung (mm): 355 x 380 x 385

02550-00

excellence in science 212

Beschreibung Eine umfassende Einführung in die Kreisellehre. Inklusive Versuchsbeschreibungen mit dem Kreisel nach Magnus. Themenfelder Der symmetrische Kreisel, Der unsymmetrische Kreisel, Kreiselerscheinungen, Kreiselgeräte, Anhang Ausstattung DIN A5, Spiralbindung, s/w, 124 Seiten 01793-01

2.1 Mechanik 2.1.3 Dynamik

Astronomie

Baader-Planetarium

Lichtquelle, die die Sonne darstellt. Hierbei kommt eine Fresnel-Linse zur Erzeugung eines extrem hellen, parallelen Lichtbündels zur vollen Bestrahlung des Erdglobus zum Einsatz. Die Fokussierung eines Lichtpunktes auf den Globus dient der Darstellung der scheinbaren Wanderung der Sonne zwischen den Wendekreisen. Vorteil Durch den Einsatz der Fresnel-Linse werden Tag und Nacht, Jahreszeiten, Mondphasen und Finsternisse deutlich demonstriert. Ausstattung und technische Daten ▪

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Funktion und Verwendung Gerät zur dreidimensionalen Demonstration himmelsmechanischer Vorgänge. Kombination aus Planetarium und Tellurium. Vorteile ▪ ▪

In zwei halbkugelförmige Schalen zerlegbar Stufenlos einstellbare Geschwindigkeit

Zu folgenden 13 Unterrichtseinheiten sind ausführliche Anleitungen enthalten: Erde als Kreisel; Tag und Nacht; Stunde; Polartag und Polarnacht; Wendekreise; Jahreszeiten; Tag- und Nachtlängen in verschiedenen Breiten; Tageszeiten; Mondphasen; Finsternisse; Gezeiten; Erdumfang; Geostationärer Satellit Globusdurchmesser: 160 mm Anschlussspannung: 230 V~ (Netzgerät inkl.) Lampenspannung: 12 V-/20 W Halogen Abmessungen (mm): 720 x 370 x 250 Masse: 4 kg

04863-93

Solarscope - Ein pädagogisches Instrument für Tageslicht-Astronomie

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Frei beweglich gelagerter Sternglobus Sternprojektion, im verdunkelten Raum als Schatten an Zimmerdecke und Wände Variation der Sternbildsichtbarkeit im Laufe des Jahres Elektromotorantrieb des Telluriums Stufenlos einstellbare Geschwindigkeit Vor- und Rückwärtslauf Variable Helligkeit des Sonnenmodells im Zentrum. Kugeldurchmesser: 500 mm Anschlussspannung: 230 V~ Lampenspannung: 6 VBerührungsgefährliche Handhabung durch 6 V- Spannung innerhalb des Planetariums Mit Glühlampe (04861-21)

Baader-Planetarium 04861-93 Glühlampe, Ersatz für 04861-93 04861-21

Tellurium

Funktion und Verwendung Zur Beobachtung von Sonnenflecken, der kommenden Merkur- und Venusdurchgänge, einer Sonnenfinsternis und der Rotation der Sonne. Außerdem bietet das Solarscope die Möglichkeit, folgende Größen zu messen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Erdumdrehungsgeschwindigkeit Höhepunkt der Sonne Einfall der Rotationsachse der Erde Abweichung der Erdumlaufgeschwindigkeit vom Mittelpunkt Sonnenumdrehungsgeschwindigkeit Ellipsenbahn der Erde Astronomische Einheit

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Funktion und Verwendung Gerät zur Demonstration der Bewegungen von Erde und Mond. Modelle dieser Himmelskörper drehen sich an einem Hebelarm um eine

Deutsche Anleitung mit Hinweistexten Experimente mit Rechenbeispielen Aufbauhinweise Messzubehör: Senklot und Blei Mess-Schirm

08765-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 213

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

TESS Physik Set Mechanik ME1 und ME2

dern der Physik. 87 davon sind mit der Basissammlung (01510-88) durchführbar. Themen Zur Mechanik der Flüssigkeiten und Gase gibt es 25 Versuche, 6 davon sind mit Geräten der Basissammlung beschrieben. Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Basissammlung Demo-Versuche Physik Sek. I 01510-88

Sonden für hydrostatischen Druck

Funktion und Verwendung TESS Mechanik ME1 ist das Grundgeräteset zur Durchführung von 30 Schülerversuchen. TESS Mechanik ME2 ist das Ergänzungsset. In Verbindung mit Set ME1 können 24 weitere Schülerversuche durchgeführt werden.

Funktion und Verwendung Drei skalierte, unterschiedlich geformte Rohrsonden zur Messung des hydrostatischen Drucks in Schülerversuchen. Der Druck ist unabhängig von der Richtung, die Abhängigkeit von der Eintauchtiefe lässt sich durch die Skalierung einfach und genau messen. Länge: 180 mm 02634-00

Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Physikalische Größen und Körpereigenschaften (5 + 2 Versuche) Kräfte (10 + 7 Versuche) Einfache Maschinen (7 + 5 Versuche) Flüssigkeiten und Gase (2 + 8 Versuche) Schwingungen (6 + 2 Versuche)

Tauchsonden, Satz von 4 Stück

TESS Physik Set Mechanik ME1 und ME2 13271-88 TESS Physik Set Mechanik ME2 13272-88 TESS advanced Physik Handbuch Mechanik 1-5 01158-01

Basissammlung Demo-Versuche Sek. I

Funktion und Verwendung Glasrohrsonden verschiedener Form zum Nachweis und zur Messung des hydrostatischen Drucks und zur Demonstration seiner Richtungsunabhängigkeit. Ausstattung und technische Daten Sondenlänge: 300 mm Beschreibung Das Handbuch enthält mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1 zu allen Themenfel-

excellence in science 214

02633-00

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Tauchsonde

Messung des hydrostatischen Drucks mit der Druckdose

Funktion und Verwendung Für Versuche zum hydrostatischen Druck. Glasrohr mit glockenförmigen Ende. Sondenlänge: 300 mm 02632-00

U-Rohr

Funktion und Verwendung Glasrohr für Vergleichsmessungen spezifischer Gewichte zweier sich nicht mischender Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Höhe: 500 mm, Durchmesser: 8 mm

In einer Flüssigkeit herrscht ein Druck, der hydrostatische Druck, der mit Hilfe einer Druckdose und eines U-Rohr-Manometers gemessen wird. Der hydrostatische Druck ist abhängig von der Wassertiefe aber unabhängig von der Richtung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

02640-00

P1423100

Druckdose nach Hartl U-Rohr-Manometer

Funktion und Verwendung Offenes oder geschlossenes Manometer zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten oder des Druckes in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Gerät zum Nachweis des hydrostatischen Drucks. Ausstattung und technische Daten Dose mit Gummimembran, die durch Riementrieb gedreht werden kann. Mit U-Rohr-Manometer auf Grundplatte mit Skale, Dosendurchmesser: 50 mm, Eintauchtiefe: 250 mm, Gesamtlänge: 600 mm. Druckdose nach Hartl 02635-00 Ersatzmembranen für Druckdose, 5 Stück 02635-01

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

03090-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 215

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

U-Rohr-Manometer

Druckfortpflanzungsapparat

Funktion und Verwendung Flüssigkeitsmanometer, z. B. zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten oder des Drucks in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten U-Glasrohr mit Skalierung zwischen den Schenkeln, 2 Gummistopfen zum Verschließen der Öffnungen, Skalierung: 100...0...100, Schenkellänge: 270 mm, Abmessungen (mm): 305 x 60 03931-00 Funktion und Verwendung

Kapillarröhrchen

Gerät zur Demonstration der Druckfortpflanzung in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Glasgefäß mit 4 Manometerröhren und Gummiball zur Druckvariation, auf Rundfuß, Gesamthöhe: 300 mm 02626-00

Messung des Bodendrucks Funktion und Verwendung Röhrenmodell aus Glas zur Demonstration der Kapillarwirkung. Ausstattung und technische Daten 5 kommunizierende Glasröhrchen inklusive Füllrohr, auf einem Stellfuß, Rohrweiten (mm): 0,4; 0,8; 1,2 und 2,2, Füllrohrdurchmesser: 19 mm, Höhe: 185 mm 03611-00

Kommunizierende Röhren

Prinzip Der hydrostatische Druck in einer Flüssigkeit ist nur von der Höhe und nicht von der Form des Gefäßes abhängig. Auf den Bodendruckapparat können verschiedene Gefäße gesetzt werden. Der Druck auf den Boden wird jeweils auf einen Zeiger übertragen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Funktion und Verwendung Vier verbundene Glasröhren unterschiedlicher Form auf Rundfuß. Ausstattung und technische Daten Röhrenlänge: 140 mm 02648-00

excellence in science 216

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1423200

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Bodendruckapparat und Zubehör

Archimedisches Prinzip (auf der Tafel)

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Demonstration des hydrostatischen Drucks als Funktion der Füllhöhe und der Gefäßform. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Waage mit Messzeiger und Kompensationslaufgewicht Mit Zeiger für Füllstandshöhe und 4 unterschiedlich geformten Glasgefäßen (Zylinder- und Winkelrohr, Trichterrohr und abgesetztes Rohr) Gefäßhöhen: 250 mm Rohrdurchmesser, innen: 26 mm Messzeigerlänge: 210 mm Gesamthöhe: 350 mm Grundplatte (mm): 280 x 110

Bodendruckapparat 02638-00 Zylinderrohr, Glas 02638-01 Winkelrohr, Glas 02638-02 Rohr, abgesetzt, Glas, d = 15/29 mm 02638-03 Trichterrohr, Kunststoff 02638-04 Gummimembranen, 3 Stück 02638-05 Dichtungen für Bodendruckapparat 02638-06

Hohl- und Vollzylinder

Prinzip Feste Körper, die in eine Flüssigkeit eintauchen, erfahren einen Auftrieb. Die Auftriebskraft lässt sich nach dem Archimedischen Prinzip auf einfache Weise berechnen, wenn die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit bestimmt wird. Der "Archimedische Zylinder" demonstriert dieses Prinzip auf anschauliche Weise. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1424601

Funktion und Verwendung Auftriebskörper zum Nachweis des Archimedischen Prinzips. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Vollzylinder eingepasst in Hohlzylinder; beide mit Haken Höhe: 57 mm Durchmesser: 33 mm

02636-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 217

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Schwimmen, Schweben, Sinken

Dichte von Flüssigkeiten

Prinzip Mit Hilfe einer Mohr'schen Waage wird die Dichte von Wasser und Glyzerin als Funktion der Temperatur bestimmt. Die Mohr'sche Waage erlaubt eine Messgenauigkeit für die Dichte von Ρ ≤ 2 g/cm. Zur Temperierung der Flüssigkeiten wird ein Wasserbad genutzt. Um eine Temperatur von 0°C zu erreichen, wird Eiswasser mit Zusatz von Natriumchlorid genutzt, über 20°C wird die Temperatur direkt am Thermostat eingestellt. In einem mit Wasser gefüllten und mit einem Gummistopfen verschlossenen Standzylinder befindet sich der Cartesianische Taucher. Mit der Hand werden unterschiedlich starke Druckkräfte auf den Gummistopfen ausgeübt und das Verhalten des Tauchers beobachtet. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1424700

Aufgabe Die Dichte der Flüssigkeiten wird nach der Auftriebsmethode mit der Mohr'schen Waage im Temperaturbereich von 0°C bis 50°C bestimmt. Lernziel Wasserstoff-Bindung, Wasser-Anomalie, Volumenausdehnung, Schmelzpunkt, Verdunstung, Mohr Gleichgewicht Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2140100

Cartesianischer Taucher, 3 Stück Dichtewaage nach Westphal / Mohr

Funktion und Verwendung Präzisionswaage mit ungleicharmigem Waagebalken zur Dichtebestimmung von Flüssigkeiten und Festkörpern. Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Für Experimente zum Themenkomplex "Schwimmen, Schweben, Tauchen".

Lagerung des Waagebalkens durch Stahlschneiden auf höhenverstellbarem Stativ, Reiterskale mit 9 Aufnahmepositionen für Reitergewichte, Wägebereich: 0...2 g/ccm; Empfindlichkeit: 0,0001 g/ccm, Reitergewichte; Pinzette, Reimann`scher Senkkörper an Platindraht, Senkglas, Inhalt 100 ml; Einhängethermometer; Becherglas, Korb mit Aufhängevorrichtung zur Dichtebestimmung von Festkörpern, in stabilem Holzkasten

Ausstattung und technische Daten Aus farbigem Glas gefertigt. 03820-03

45016-00

excellence in science 218

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Ausstattung und technische Daten Schaufelradachse mit Riemenantrieb und Seiltrommel, mit Einspritzdüse und Ablaufstutzen. Schaufelraddurchmesser: 95 mm, Wasserzulauf, Olive: 8...12 mm, Wasserablauf, Olive: 20 mm 02521-00

Kaplanturbine, Modell

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. 16502-32

Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe der Peltonturbine Funktion und Verwendung Funktionsmodell einer Überdruckturbine. Ausstattung und technische Daten Rohrstutzen mit Olive für Schlauchanschluss an eine Wasserleitung, Rotorachse mit Schnurscheibe, Rohrstutzendurchmesser: 12 mm, Turbinenhöhe: 200 mm Modell eines Wasserkraftwerkes Die Peltonturbine wird an eine Wasserleitung angeschlossen und von einem Wasserstrahl angetrieben. Die Turbine ist über einen Antriebsriemen mit einem Generator verbunden und an diesen wird eine Glühlampe angeschlossen. Im Versuch wird beobachtet, dass die Ausgangsleistung des Generators, also die Helligkeit der Lampe, um so größer ist je höher die Strömungsgeschwindigkeit des auf die Schaufelräder der Turbine auftreffenden Wassers.

02524-00

Wind-, Wasser-, Dampfrad

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1431300

Peltonturbine (Wasserturbine)

Funktion und Verwendung Geeignet als Wasserrad oder zum Nachweis von Luftströmungen Ausstattung und technische Daten Mit 12 Flügeln zum Einstecken in die Radnabe, Anstellwinkel der Flügel beliebig einstellbar, aus Kunststoff, Raddurchmesser: 120 mm 02527-00

Strömungsanzeiger, Styrol-Acrylnitril

Funktion und Verwendung Freistrahlturbine in Klarsichtgehäuse, geeignet zum Antrieb eines Generators.

Funktion und Verwendung Zur Kontrolle des Durchflusses von Flüssigkeiten oder Gasen in Schlauchleitungen. Funktion in beide Fließrichtungen. 46434-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 219

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Durchflussrohr mit unterschiedlichem Durchmesser

Modelle für Stromliniengerät, 1

Funktion und Verwendung Gerät zur Demonstration des statischen Drucks in strömenden Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Glasrohr mit unterschiedlichem Querschnitt und 5 Rohransätzen zur Druckanzeige Rohrlänge: 360 mm Innendurchmesser: 9 mm Wanddicke: 1 mm Rohransätze: 200 mm

Durchflussrohr mit unterschiedlichem Durchmesser 02766-00 Durchflussrohr mit konstantem Durchmesser 02765-00

Strömungswanne für Projektion Funktion und Verwendung Kunststoffmodelle, zum Teil auf Plexiglasträger. Ausstattung und technische Daten Haus, 2 unterschiedlichen Autoformen, Zylinder, Halbzylinder, Dreikantprisma. Auf Plexiglas: Tragflügel, Tragflügel mit Landeklappe, Stromlinienprofil, Stromlinienförmiger Kanal, gerader Kanal, Trägerplatten (mm): 200 x 185 11210-31

Modelle für Stromliniengerät, 2

Funktion und Verwendung Strömungswanne für den Tageslichtprojektor zur Untersuchung laminarer und turbulenter Strömungen an umströmten Körpern und in Kanalsystemen. Ausstattung und technische Daten ▪

Ausströmungssystem mit 12 Düsen

Zubehör ▪ ▪ ▪

Zusätzlich erforderlich: Modelle für Stromliniengerät 1+2 Projizierbare Fläche (mm): 210 x 190 Rahmenmaße (mm): 270 x 370 x 60

Strömungswanne für Projektion 11210-30 Modelle für Stromliniengerät, 1 11210-31 Modelle für Stromliniengerät, 2 11210-32

excellence in science 220

Funktion und Verwendung Kunststoffmodelle auf Plexiglasträger. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

7 verschiedene Kanalformen 1 Freistrahldüse Trägerplatten (mm) : 200 x 185

11210-32

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Wasserwellengerät mit LED-Lichtquelle, komplett

Vorteile ▪ ▪ ▪

Die Ansteuerung und Spannungsversorgung dieses Erregers erfolgt direkt über das Wasserwellengerät Zusätzliches Netzteil ist nicht erforderlich Der Fuß für den 2. Erreger (gedämpfte Schaumstoffplatte) ist im Set enthalten

Ausstattung und technische Daten ▪

Externer Vibrationsgenerator auf gedämpfter Grundplatte

11260-10

Demoset zum Wasserwellengerät Funktion und Verwendung Komfortables Kompaktgerät zur Demonstration von Welleneigenschaften wie Reflexion, Dispersion, Brechung, Interferenz, Beugung und Doppler-Effekt. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen 3-Punkt-Justage Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem Stroboskop zur synchronen oder "Slow-Motion"-Darstellung der Wellen Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt. Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes Durch einfaches Auflegen eines Blattes ist eine Abbildung des Wellenbildes möglich Die Auswertung ist direkt und komfortabel auf dem Blatt realisierbar

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Wellenerreger: Einzel-, Doppel-, Planwellenerreger, Erregerkamm mit bis zu 12 Tupfern Plexiglasköper: Einzel- und Doppelspalt, Konkav- und Konvexlinse, Prisma/ planparallele Platte Zeichentisch: Hochtransparentes Plexiglas Projektionsfläche (mm): 300 x 300 Wannenfläche (mm): 300 x 350 Stroboskop-LED: Beleuchtungsstärke 160 Lumen, Wellenlänge 530 nm (+/- 20 nm), Leistungsaufnahme 5 W

11260-99

Externer Vibrationsgenerator zum Wasserwellengerät mit Fuß

Funktion und Verwendung Kamera zum Beobachten der Wellenbilder und zum gleichzeitigen Aufzeichnen auf einem Laptop / PC. Vorteile ▪

Die Bilder können direkt mit einem Beamer projiziert werden

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Hochleistungs-USB-Webcam, inkl. Software Befestigungseinrichtung für das Wasserwellengerät Montageanleitung

11260-20

Web-Cam CCD USB VGA PC Kamera Philips Ausstattung und technische Daten Abmessungen: 40 x 56 x 12 mm, Fotoauflösung: 1,3 MPixel, VideoAuflösung: VGA, 1,3 MPixel, max. Bildrate: 60 Bilder pro Sekunde, Farben: 24 Bit, Kabellänge 2,1 m, PC Anschluss: USB 1.1, USB 2.0, Sensor VGA C, CD Software Cam Suite, Weißabgleich: 2600 - 7600 K, Gewicht: 174 g 88040-01

Funktion und Verwendung Optionales Zubehör zum Wasserwellengerät: Zweiter Erreger zur Darstellung von Wellenbildern nicht in Phase erzeugter Wellen.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 221

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Bestimmung der Oberflächenspannung mit der Ringmethode (Du Nouy-Methode)

Messring für Oberflächenspannung

Prinzip Ein Metallring, der am Torsionskraftmesser befestigt ist, befindet sich zunächst unterhalb der zu testenden Flüssigkeitsoberfläche. Durch Absenken des Vorratsgefäßes wird der Ring solange kontinuierlich aus der Flüssigkeitsoberfläche herausgezogen, bis die am Ring anhaftende Flüssigkeitslamelle reißt. Die in diesem Moment wirkende Kraft wird gemessen. Aufgaben 1. 2.

Bestimmung der Oberflächenspannung von Olivenöl in Abhängigkeit von der Temperatur Bestimmung der Oberflächenspannung eines Wasser-Methanol Gemisches in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis

Lernziele

Funktion und Verwendung Zur Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Metallring mit Festbügel in Aufbewahrungsbox, Ringdurchmesser: 19,5 mm 17547-00

Torsionskraftmesser 0,01 N

Oberflächenenergie , Schnittstelle , Oberflächenspannung , Haftung , Kritischer Punkt , Eötvös-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2140500

Funktion und Verwendung Torsionskraftmesser 0,01 N zur weglosen Messung kleinster Kräfte. Vorteile Vorlastkompensation, Überlastschutz, Nullpunktkompensation, Wirbelstromdämpfung, Front- und Trommelskale und Haltestiel. Ausstattung und technische Daten Messbereich Frontskale: 10 mN , Messbereich Trommelskale: ± 3 mN, Vorkraftkompensation: 10 mN, Grobteilung: 1 mN, Feinteilung: 0,1 mN, Maximale Hebelarmbelastung: 0,2 N, Skalendurchmesser: 170 mm, Hebelarmlänge: 240 mm 02416-00

excellence in science 222

2.1 Mechanik 2.1.4 Mechanik der Flüssigkeiten

Oberfläche rotierender Flüssigkeiten

Gabellichtschranke mit Zähler

Prinzip Ein Behälter mit Flüssigkeiten rotiert um eine Achse. Die flüssige Oberfläche bildet ein Rotationsparaboloid, dessen Parameter als Funktion der Winkelgeschwindigkeit bestimmt werden sollen. Aufgabe Anhand der rotierenden flüssigen Oberfläche wird folgendes ermittelt: 1. 2. 3.

die Form die Position des tiefsten Punktes als Funktion der Winkelgeschwindigkeit die Krümmung

Gabelweite/-tiefe (mm): 70/65, Messfrequenz: max. 25 kHz, Wellenlänge: ca. 950 nm, erfassbare Körper: ab 0,3 mm, LED-Anzeige: 4-stellig, 8 mm hoch, Zeitmessung: 0...9,999 s, Impulsmessung: 0...9999 Imp, Betriebsspannung: 5 V DC, Kurzschlussfester BNC-/4 mm-Buchsenausgang, Versorgungseingang mit Verpolschutz, Ansprechschwelle einstellbar, 7 Aufnahmebohrungen für beiliegenden Haltestiel, verwindungssteifes Aluminiumgehäuse, Maße (mm): 160 x 45 x 105 11207-30

Motor mit Getriebe, 12 V-

Lernziele Winkelgeschwindigkeit , Zentrifugalkraft , Drehbewegung , Rotationsparaboloid , Gleichgewicht Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2140200

Zentrifugalküvette

Netzgerät 0...12 V DC/ 6 V, 12 V AC

Funktion und Verwendung Rotierbare Küvette zur Untersuchung der Oberflächenform rotierender Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Plexiglasflachkammer mit Stiel Vorsetzbare Plexiglasscheibe mit Aufdruck von 3 Parabeln 2 Transparentfolien mit Koordinaten für quantitative Auswertungen Material: Plexiglas Flachkammer (mm): 138 x 5 x 265 Stieldurchmesser: 10 mm

02536-01

Funktion und Verwendung Für gleichzeitige Versorgung mit Gleich- und Wechselspannung. Ausstattung und technische Daten Geregelte Konstantstromquelle mit stellbarer Strombegrenzung: 0...12 V; 0...2 A /max. 24 W, Restwelligkeit: max. 1 mVss, Wechselspannung: 6 V/12 V auch in Serienschaltung möglich, Wechselstrom: 5 A /max. 60 VA, Ausgänge überlastungs- und kurzschlussfest, fremdspannungssicher, erd- und massefrei, 4-mm-Sicherheitsbuchsen, CEZeichen, Thermosicherung (keine Ersatzsicherung notwendig), Leistungsaufnahme: 70 VA, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Tragegriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 194 x 140 x 130 13505-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 223

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Set Gasgesetze mit Glasmantel und Cobra4

Vorteile Das Set zeichnet sich durch seinen didaktischen und leicht zu verstehenden Aufbau aus. Absolut quecksilberfrei, schnell durchführbar, geringe Vorbereitungszeit. Ausstattung und technische Daten Es wird komplett mit Stativmaterial und Kleinteilen geliefert: Glasmantel, Gasspritze, Heizgerät, Stativmaterial, Kleinteile, CD mit Literatur. Nicht im Lieferumfang enthalten sind Messgeräte wie Thermometer oder Manometer. Zubehör Messwerterfassungs-Set mit Cobra3 Basic-Unit zur Aufzeichnung der Messwerte mit Hilfe eines PCs.

Funktion und Ausstattung Vollständige Gerätezusammenstellung um komfortabel mit der Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics und dem Glasmantelsystem die Gasgesetze experimentell zu erarbeiten. Vorteile

43003-88

Messwerterfassungs-Set für das Set Gasgesetze mit Glasmantel

Durch das Aufzeichnen der Messwerte mittels eines PCs können diese anschließend sehr einfach und schnell analysiert und graphisch dargestellt werden. Ausstattung und technische Daten Das Set beinhaltet: 1 Cobra4 Wireless Manager, 1 Cobra4 Wireless-Link, 1 Cobra4 SensorUnit Thermodynamics, Druck absolut 2 bar und 2 x Temperatur, 1 Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz, 1 Glasmantel, 1 Gasspritze, 100 ml, 1 Heizgerät für Glasmantel, 1 Tauchfühler, NiCr-Ni, Edelstahl, -50...1000°C, alle nötigen Stativmaterialien und Kleinteile um die Apparatur aufzubauen und die Messungen zu den Gasgesetzen durchführen zu können. Funktion und Verwendung 43020-00

Set Gasgesetze mit Glasmantel

Bei Experimenten zu den Gasgesetzen erlaubt dieses Set das computerunterstützte Erfassen und Auswerten von Temperatur und Druck auf komfortable und einfache Art und Weise mittels des Messwerterfassungssystems Cobra3. Vorteile Durch das Aufzeichnen der Messwerte mittels eines PCs können diese anschließend sehr einfach und schnell analysiert und graphisch dargestellt werden. Ausstattung und technische Daten Das Set wird komplett mit allen nötigen Kleinteilen zur Befestigung der Messmodule an den Glasgeräten des "Sets Gasgesetze mit dem Glasmantel" geliefert: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Mit diesem Geräteset können Experimente zu folgenden Themen durchgeführt werden: Gasgesetz von Boyle-Mariotte, Gasgesetz von Gay-Lussac, Gasgesetz von Amonton, Ermittlung molarer Massen nach der Dampfdichtemethode.

excellence in science 224

Cobra3 BASIC-UNIT USB- Netzgerät 12 VDC/2 A Software Cobra3 Gasgesetze Messmodul Druck Cobra3 Messmodulkonverter Cobra3 Temperatursensor Kleinteile

Messwerterfassungs-Set für das Set Gasgesetze mit Glasmantel 43003-30 Cobra3 Messmodul Druck 12103-00 Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Glasmantel

Funktion und Verwendung Der Glasmantel ist das zentrale Gerät des "Gerätesystems Glasmantel". Er ist ein zylindrischer Glaskörper aus DURAN®, durch dessen großen Rohrstutzen spezielle Einsätze (Gasspritze, Kalorimetereinsatz, etc.) eingebracht und flüssigkeits- bzw. gasdicht verschraubt werden können. Ein zweiter kleiner Glasrohrstutzen auf der gegenüberliegenden Seite nimmt die axialen Ansatzrohre der Einsätze auf und fixiert sie. Die beiden oberen Glasrohrstutzen mit Schraubverbindungen dienen zur Aufnahme von Thermometern bzw. Thermofühlern oder Glasrohren. Ebenso dienen sie zum Einfüllen von Flüssigkeit.

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)

Beschreibung 84 ausführlich beschriebene Experimente mit dem Phywe InterfaceSystem Cobra3. Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3 (C3BT) 01320-01

Dichtebestimmung von Luft

Weitere Informationen zum Glasmantel finden Sie im Kapitel 2.3.8 "Wärmelehre/Thermodynamik, Verhalten von Gasen". 02615-00

Gesetz von Boyle und Mariotte Die Dichte ist als charakteristische Materialeigenschaft fester und flüssiger Körper bekannt. Ein Gas wie Luft, im Sinne der Physik ebenfalls ein Körper, hat natürlich auch diese Eigenschaft. Im Experiment wird eine Kugel bekannten Volumens mit Luft gefüllt und anschließend gewogen. Daraus wird die Dichte von Luft berechnet. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1420700 Prinzip Die allgemeine Gasgleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines abgeschlossenen Gasvolumens. Das Luftvolumen befindet sich in einer Gasspritze, die mit Hilfe von Motorenöl abgedichtet ist. Das Wasserbad vermeidet Temperaturschwankungen bei Kompression und Expansion und ermöglicht außerdem die Aufnahme von Isothermen bei verschiedenen Temperaturen.

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik

Die Messdaten lassen sich bei diesem Aufbau leicht mit Hilfe des Interface-Systems Cobra3 aufzeichnen und auswerten. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3 (C3BT) 01320-01 Deutsch P1350200

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1. Mit der Basissammlung (01510-88) sind 87 Versuche durchführbar. 01500-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 225

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Luftgewichtsmesser

Volumenabhängigkeit des Auftriebs in Gasen

Funktion und Verwendung Gerät zur Bestimmung der Dichte von Luft in Verbindung mit einer Waage sowie einer Anordnung zum Messen des Luftvolumens, z. B. eines Glockengasometers. Ausstattung und technische Daten Kunststoffhohlkugel mit Ventil, Durchmesser 100 mm Luftgewichtsmesser 02605-02 Pumpe für Luftgewichtsmesser 02669-00

Glaskugel, ca. 100 ml, mit 2 Hähnen

Auftriebskraft = Gewichtskraft des verdrängten umgebenden Mediums. Dieses Archimedische Prinzip gilt nicht nur für Flüssigkeiten, sondern auch für Gase. An einer empfindlichen Balkenwaage hängt auf einer Seite eine Styroporkugel, auf der anderen Seite ein stellbares Gegengewicht aus Metall. Die Waage befindet sich in Luft unter Normaldruck im Gleichgewicht. Im Vakuum senkt sich die Kugel stark ab, weil der Auftrieb durch die abgesaugte Umgebungsluft nun ebenfalls fehlt. Wird die Styroporkugel durch eine kleine, massengleiche Holzkugel ersetzt, so sinkt die Holzkugel im Vakuum nur noch sehr wenig ab. Der Auftrieb, den ein Körper erfährt, ist also von seinem Volumen abhängig aber nicht von seiner Masse.

U-Rohr-Manometer Funktion und Verwendung Die Glaskugel dient zur Bestimmung der Dichte und der molaren Masse von Gasen. Dazu wird die Kugel evakuiert, gewogen, mit einer abgemessenen Gasportion (z. B. aus einer Gasspritze) gefüllt und erneut gewogen. Aus der Differenz der beiden Wägungen und dem abgemessenen Gasvolumen erhält man die Dichte und die molare Masse des Gases. Ausstattung und technische Daten Aus DURAN®, Glaskugel mit 2 angesetzten Einwegventilhähnen mit PTFE-Spindel, Kugeldurchmesser: 57 mm, Außendurchmesser der Glasrohre: 8 mm 36810-00

Luftauftriebsmesser

Funktion und Verwendung Flüssigkeitsmanometer, z. B. zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten oder des Drucks in Flüssigkeiten. Funktion und Verwendung Tarierbare Balkenwaage auf Standfuß. Ausstattung und technische Daten Mit 2 Auftriebskörpern verschiedener Volumen aber gleicher Masse, Durchmesser Styroporkugel: 70 mm, Durchmesser Holzkugel: 20 mm 02682-00

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

U-Glasrohr mit Skalierung zwischen den Schenkeln 2 Gummistopfen zum Verschließen der Öffnungen Skalierung: 100...0...100 Schenkellänge: 270 mm Abmessungen (mm): 305 x 60

03931-00

excellence in science 226

Ausstattung und technische Daten

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

U-Rohr-Manometer

Manometer -1,0...0,6 bar

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Offenes oder geschlossenes Manometer zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten oder des Druckes in Flüssigkeiten.

Zur quecksilberfreien Differenzdruckmessung im Bereich von -1,0...0,6 bar. Zum Anschluss an Geräten mit einer Metallolive bestückt.

Ausstattung und technische Daten

Vorteile

Glasrohr auf skaliertem Plexiglasträger mit Stiel und 2 Anschlussoliven, Träger mit mm- und demonstrativer cm-Teilung, Schenkellänge: 400 mm, Skalenlänge: 290 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Stiellänge: 30 mm, Olivendurchmesser außen: 8 mm, Trägermaße (mm): 500 x 98

Metallgehäuse mit weit sichtbarer demonstrativer Skale.

03090-00

Feinmanometer

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Messbereich: - 1,0...0,6 Teilung: 20 hPa Gehäuse: Stahlblech Durchmesser: 160 mm Außendurchmesser des Anschlussstutzens: 8 mm (Olive)

03105-00

Feder-Manometer, 0...1000 mPa

Funktion und Verwendung Flüssigkeitsmanometer zur Unter- und Überdruckmessung? außerdem zur Messung von Differenzdruck in Gasströmen mit der Rohrsonde (02705-00) und dem Staurohr nach Prandtl (03094-00). Ausstattung und technische Daten Messrohr mit einstellbarem Neigungswinkel, in Plexiglasblock mit Wasserwaage sowie 2 Anschlussoliven und Haltestiel, Nullpunkteinstellung durch verschiebbare Skale, zwei durch Änderung des Neigungswinkels einstellbare Messbereiche: 0...2 mbar Teilung: 0,1 mbar; 0...4 mbar Teilung: 0,2 mbar, Skale, zweifarbige Beschriftung entsprechend den beiden Messbereichen, Nullpunkteinstellung durch verschiebbare Skale, Skalenlänge: 140 mm, Anschlusstüllen: 5...8 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Stiellänge: 60 mm, Abmessungen (mm): 250 x 30 x 190, Der abgebildete Dreifuss-PASS gehört nicht zum Lieferumfang Zubehör

Funktion und Verwendung Zur Messung und Kontrolle des Unterdrucks in evakuierten Versuchsapparaturen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Teilung: 50 mbar Gehäusedurchmesser: 63 mm Anschlussstutzen: 12 mm Durchmesser (passend z. B. für GL 25/ 12)

Gerätefüllöl, 100 g, (04453-00), Gummischlauch 34170-02 03091-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 227

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Vakuummessgerät DVR 2, 1 ... 1000 hPa, 1 hPa Auflösung

Gerät zur Kompressibilität von Gasen

Funktion und Verwendung Das DVR 2 ist ein vielseitig einsetzbares Vakuummessgerät für Messung zwischen Atmosphärendruck und 1 mbar. Vorteile Das DVR 2 hat einen integrierten Druckaufnehmer aus AluminiumoxidKeramik mit sehr guter Korrosionsbeständigkeit und hoher Langzeitstabilität. Ausstattung und technische Daten Messbereich: 1080 bis 1 mbar (hPa), 810 bis 1 Torr, Messprinzip: kapazitive, gasart-unabhängige Absolutdruck-Messung, Messgenauigkeit: < 1 mbar (0,75 Torr) +/- 1 digit Stromversorgung / Batterie: 9 V Lithium Batterie, 1,2 Ah Ultralife U9VL, Abmessungen (L x B x H): 115 x 115 x 66 mm, Gewicht: 0,40 kg, Typ DVR 2 34171-00

Demonstrationsbarometer

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Demonstration des Zusammenhangs von Volumen und Druck bei Gasen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Glasrohr mit demonstrativer Volumenskale Splitterschutzummantelung Manometer mit Überdruckventil Ventile mit Anschlussoliven für Wasserversorgung Stiel für Tischmontage 2 Druckschläuche 1,5 m Schlauchschellen Messbereich: 0...4 bar Länge: 500 mm Durchmesser: 50 mm

04363-00

Blechkanister, 1 l

Funktion und Verwendung Dosenbarometer mit Gummiball zur Druckänderung. Ausstattung und technische Daten In Metallgehäuse, Messbereich: 900...1060 mbar, Gehäusedurchmesser: 125 mm

Funktion und Verwendung Kanister zur Demonstration der Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks durch Erwärmung und Abkühlung. Der offene Kanister wird mit einer geringen Menge Wasser gefüllt, erhitzt und fest zugeschraubt. Beim Abkühlen entsteht im Kanister ein Unterdruck, sodass er durch den äußeren Luftdruck zusammengedrückt wird. Ausstattung und technische Daten

02687-00

▪ ▪ ▪ ▪

Kanister mit luftdichtem Metall-Schraubverschluss Gefahrgutzulassung: UN/1A1/X/250/00/D/BAM 7843-KHV Volumen: 1 l Gewicht: 116 g

02677-01

excellence in science 228

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Magdeburger Halbkugeln

Pumpen und Zubehör

Selbssttändige Gasentladung im Pohlschen Entladungsrohr

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Wirkungsweise des atmosphärischen Luftdrucks entsprechend dem historischen Versuch von Otto von Guericke. Ausstattung und technische Daten 2 Metallhalbkugeln mit Schliffrändern, Handgriffen und Hahn mit Schlaucholive, Außendurchmesser: 100 mm, Haltekraft: ca. 750 N, Olivendurchmesser: 10 mm 02675-00

Vakuumglas

Auf eine Vakuumpumpe wird eine Gasentladungsröhre gesetzt. Eine angelegte Hochspannung bringt abhängig vom jeweils erreichten Druck unterschiedliche charakteristische Leuchterscheinungen in der Röhre hervor. Das hier verwendete Hochspannungsgerät 0...10 kV (13670-93) eignet sich besonders zum Betrieb von Gasentladungsröhren, da es einerseits die zum sicheren Zünden erforderliche Leerlaufspannung abgibt und andererseits durch die eingebaute Strombegrenzung sicherstellt, dass keine Strahlengefährdung im Sinne der Strahlenschutzverordnung möglich ist. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Handbuch Physik Demoversuche, Ausgabe A/B, Elektrik 01141-31 Deutsch

Funktion und Verwendung Glasbehälter zur Demonstration der Wirkungsweise eines Unterdrucks.

P0528900

Ausstattung und technische Daten 1 l-Glas mit Deckel, Ventil und Dichtung. Vakuumglas 02666-00 Saugpumpe für Vakuumglas 02667-00

Entladungsrohr nach Pohl

Blasensprenger (Membransprenger)

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Zum Nachweis des atmosphärischen Luftdrucks. Ausstattung und technische Daten Glaszylinder mit Schliffrändern, aufsetzbar auf Luftpumpenteller, inklusive 5 Gummiringe und 10 Pergamentscheiben, Durchmesser: 110 mm 02670-00

Zur Demonstration der Leuchterscheinungen einer Gasentladung bei unterschiedlichen Drücken. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Glasrohr mit Stift- und Scheibenelektrode Ansatzrohr mit Kernschliff NS 19 Rohrlänge: 500 mm

Entladungsrohr nach Pohl 06640-00 Zwischenstück zum Entladungsrohr 06641-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 229

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV

Vakuummessgerät DVR 2, 1 ... 1000 hPa, 1 hPa Auflösung Funktion und Verwendung Das DVR 2 ist ein vielseitig einsetzbares Vakuummessgerät für die Messung zwischen Atmosphärendruck und 1 mbar. Vorteile Das DVR 2 hat einen integrierten Druckaufnehmer aus AluminiumoxidKeramik mit sehr guter Korrosionsbeständigkeit und hoher Langzeitstabilität. Ausstattung und technische Daten

Messbereich: 1080 bis 1 mbar (hPa), 810 bis 1 Torr, Messprinzip: kapazitive, gasart-unabhängige Absolutdruck-Messung, Messgenauigkeit: < 1 mbar (0,75 Torr) +/- 1 digit Stromversorgung / Batterie: 9 V Lithium Batterie, 1,2 Ah Ultralife U9VL, Abmessungen (L x B x H): 115 x 115 x 66 mm, Gewicht: 0,40 kg, Typ DVR 2 34171-00

Vakuumpumpe, Drehschieber, einstufig

13670-93

Analog-Demo-Multimeter ADM 1

Funktion und Verwendung Für Dauerbetrieb im Grob- und Feinvakuumbereich. Vorteile ▪

Mit Gasballasteinrichtung, Motorschutzschaltung, Schauglas für Ölkontrolle und Metallkernschliff zum direkten Aufsetzen von Vakuumtellern und Entladungsröhren mit NS 19-Anschluss.

Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Demonstrations-Drehspulinstrument für Strom- und Spannungsmessungen. Ausstattung und technische Daten Messbereiche Gleichspannung: 1...300 V, Messbereiche Innenwiderstand: 5 kOhm/V, Wechselspannung: 1...300 V, Innenwiderst.: 0,33...3.33 kOhm/V, Gleich-/Wechselstrom: 1 mA...10 A, Güteklasse: 1,5, Frequenzbereich: 10 Hz...10 kHz, Skalenlänge: 20 cm, eindeutige Messwertablesung durch Wahl einer 3- oder 10-teiligen Wechselskale, frontseitige Stellräder und demonstrative Anzeigefelder für Messart und Messbereich, antistatische Skalenabdeckung, umfassender Überlastschutz, rückseitig Nullpunktsteller, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit 4 mm-Sicherheitsbuchsen und rückseitiger Griffmulde, Maße (mm): 320 x 135 x 385, Gewicht: 1,5 kg 13810-00

excellence in science 230

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Endtotaldruck mit Gasballast: 0,6 mbar ohne Gasballast: 30 mbar Saugvermögen: 4 m³/h Saugstutzen (wechselbar): NS 19/38 Anschluss: 230 V/50-60 Hz Maße (mm): 390 x 172 x 195

Vakuumpumpe, Drehschieber, einstufig 02750-93 Öl für Vakuumpumpen, 1 l 02650-03

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Vakuumpumpe, Drehschieber, zweistufig

Spannstiel NS 19/38 für Vakuumteller

Funktion und Verwendung Für Dauerbetrieb im Grob- und Feinvakuumbereich. Vorteile ▪

Mit Gasballasteinrichtung, Motorschutzschaltung, Schauglas für Ölkontrolle und Metallkernschliff zum direkten Aufsetzen von Vakuumtellern und Entladungsröhren mit NS 19-Anschluss.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Endtotaldruck mit Gasballast: 0,3 Pa ohne Gasballast: 0,02 Pa Saugvermögen: 4 m³/h Saugstutzen (wechselbar): NS 19/38 Anschluss 230 V/50-60 Hz Maße (mm): 390 x 172 x 195

Vakuumpumpe, Drehschieber, zweistufig 02751-93 Öl für Vakuumpumpen, 1 l 02650-03

Ölnebelfilter für Drehschieberpumpen

Funktion und Verwendung Haltestiel zum Einspannen des Vakuumtellers in Stativmaterial. Evakuierung des Rezipienten erfolgt dann über angeflanschte Schlauchtülle DN 10 (02668-12), die am Messflansch des Vakuumtellers befestigt ist. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Spannstieldurchmesser: 12 mm Länge: 100 mm

1 l Spannstiel NS 19/38 für Vakuumteller 02668-05 2 l Zentrier- und Dichtring DN 10 02668-04 3 l Übergangsstück für Ölluftpumpen 02657-00 4 l Schlauchtülle DN 10 02668-12 5 l Belüftungsventil DN 10 02668-02 6 l Spannring DN 10 02668-03 7 l Blindflansch DN 10 02668-11 8 l T-Stück DN 10 02668-13

Membranpumpe, einstufig, 230 VAC

Funktion und Verwendung Verwendet, um die abgepumpten Gase von Ölnebel zu befreien. Vorteile Hochwirksamer Ölnebelabscheider mit Flansch DN 25 KF, nutzt die Koagulation der feinen Öltröpfchen an Borosilikatglas-Fasern. Beim Abpumpen von trockenen, nicht reaktiven Gasen wird der Filter mit senkrechter Achse auf den Abgasstutzen montiert. Abgeschiedenes Öl läuft durch die Kapillarwirkung in die Pumpe zurück, wenn der Ansaugdruck unter ca. 1 hPa liegt Ausstattung und technische Daten Typ: OME 10/25, klarsichtiges Filtergehäuse mit Borosilikatfaserfüllung, eingebautes Druckbegrenzungsventil, Anschlussflansch: DN 25 KF, geeignet für Saugvermögen: 6…10 m3/h, Anschlussmöglichkeit: G 1/8“, Breite: 60 mm, Höhe: 106 mm

Funktion und Verwendung Wartungsfreie Pumpe zur ölfreien Förderung von Gasen und Dämpfen. Auch als Kleinkompressor einsetzbar. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Saugvermögen: 8 l/min End-/Überdruck: 185 mbar/ 0,4 bar Maße (mm): 90 x 100 x 155 Anschlussspannung: 230 V AC

02752-00 08166-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 231

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Membranpumpe, zweistufig, 230 VAC

Pumpe für Aquarien, 200 l/h

Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Wartungsfreie Pumpe zur ölfreien Förderung von Gasen und Dämpfen. Vorteile ▪ ▪

Auch als Kleinkompressor einsetzbar Mit Handgriff

Luftleistung 200 l/h , für Aquarien ab 60 l, sehr leise, laufruhige Aquarienpumpe, stufenlose Regulierung, leicht austauschbarer Luftfilter, langlebige, zuverlässige Membranen, transparentes Gehäuse mit Aufhängung 64565-93

Tauchpumpe 7l/min, 12 V-

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Saugvermögen: 30 l/min End-/Überdruck 13 mbar/1,5 bar Maße (mm): 323 x 50 x 212 Anschlussspannung: 230 VAC Funktion und Verwendung Kreiselpumpe in schlagfestem, wasserdichtem Kunststoffgehäuse mit Motor.

08163-93

Wasserstrahlpumpe, Metall, 1/2"-Anschluss

Vorteil Wartungsfreier, langlebiger Gleichstrommotor. Ausstattung und technische Daten Fördermenge bei 0,2 bar: 7 l/min, Anschluss: 12 V DC / 1,5 A, Anschlussleitung: 1 m, mit 4-mm-Steckerpaar, Durchmesser des Druckstutzens: 9,5 mm/11 mm, Gehäusedurchmesser: 49 mm, Gehäusehöhe mit Stutzen: 123 mm Nur für nicht-agressive Flüssigkeiten gedacht. 64568-00

Funktion und Verwendung Saugpumpe aus Metall mit eingebautem Rückschlagventil.

Hand-Vakuumpumpe 2 mbar

Ausstattung und technische Daten Aus Messing, vernickelt, eingebautes Rückschlagventil, 1/2-Zoll-Gewindeanschluss 02725-00

Wasserstrahlpumpe, Kunststoff

Funktion und Verwendung Wasserstrahlpumpe aus Kunststoff. Ausstattung und technische Daten Mit Rückschlagventil, zwei Olivenanschlüsse 8 mm, Anschlussschlauch, 2 Schlauchklemmen, erreichbares Vakuum: ca. 18 hPa

08744-00

02728-00

excellence in science 232

Mit der manuell betätigten Vakuumpumpe sind ohne Stromanschluss Eindrücke unter 2 mbar abs. erreichbar. Das Saugvermögen liegt mit 2-3 m³/h im Leistungsbereich kleiner, elektrisch angetriebener Vakuumpumpen. Die patentierte Kolben-Pumpe verdichtet den angesaugten Gasstrom zweistufig und arbeitet gänzlich ohne Schmiermittel. Auf Grund der trockenen Verdichtung ist die Wasserdampfverträglichkeit groß. Der manuelle Kraftaufwand ist überraschend gering, und das Gewicht der Pumpe liegt mit max. 1,4 kg weit unter dem Gewicht motorisch betriebener Drehschieberpumpen. Der Pumpenkörper ist transparent; dadurch bleibt das Fördermedium immer unter Kontrolle. Ein Auskondensieren von Dämpfen wird sofort sichtbar. Zum Reinigen kann der Pumpenkörper leicht geöffnet werden. Verwendung findet die Pumpe im Laborbereich, zum Evakuieren von Kälteanlagen, in der Lebensmitteltechnik und überall dort, wo schnell und ohne Netzkabel ein hohes Vakuum erforderlich ist.

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Hand-Vakuumpumpe mit Manometer

Luftpumpenteller mit Mantelschliff

Funktion und Verwendung Ideales Gerät zur netzunabhängigen Vakuumerzeugung.

Funktion und Verwendung

Vorteile ▪ ▪

Extrem leicht und bedienerfreundlich Wartungsfrei, selbstschmierend und korrosionsbeständig

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Aus Kunststoff Differenz gegen den Außendruck: ca. 940 mbar maximaler Druck: 1,5 bar

Metallteller zum Aufsetzen von Rezipienten. Ausstattung und technische Daten Auf Stiel mit Fuß und 3-Wegehahn zum Belüften, Pumpenanschluss über Olive / Schlauch oder direkt über Schliffhülse NS 19/38, Tellerdurchmesser: 250 mm, Schliffhülse / -kern: NS 19/38, Olivendurchmesser: 8 mm, Fußdurchmesser: 180 mm 02654-00

08745-00

Gummiplatte für Luftpumpenteller Vakuumteller, komplett

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Metallteller zum Aufsetzen von Rezipienten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Mit 4 elektrisch isolierten 4-mm-Durchführungen Konisch gebohrter Stiel zum direkten Aufsetzen auf Vakuumpumpen Exzentrischer Anschlussflansch DN 10, der z. B. als Messanschluss für Vakuummesseinrichtungen verwendet werden kann Tellerdurchmesser: 280 mm

Gummiauflage verwendbar als Dichtung zwischen Rezipient und Luftpumpenteller (02654-00) ohne Verwendung von Vakuumfett. 02655-00

Rezipient mit Knauf und Gummidichtung

Vakuumteller mit elektrischen Durchführungen 02668-01 Vakuumteller, komplett 02668-88

Handluftpumpe mit Teller Funktion und Verwendung Glasrezipient zum Aufsetzen auf den Vakuumteller (02668-01). Vorteile ▪ Funktion und Verwendung Kolbenpumpe mit Rückschlagventil und 3-Wegehahn; montierbar an Metallteller. Ausstattung und technische Daten Ein mit dem Dreiwegehahn verbundener Rohransatz mit Oliven ermöglicht es, Vakuumapparaturen auch über einen Schlauch anzuschließen, Tellerdurchmesser: 250 mm, Rohransatz, Olive: 8 mm, Stieldurchmesser: 12 mm, Stiellänge: 100 mm 02660-00

Am plangeschliffenen Rand des Glasrezipienten ist eine L-RingGummidichtung fest angebracht. Sie dichtet den Rezipienten gegen den Teller ab, ohne das sonst im allgemeinen notwendige Vakuumfett, wodurch ein besonders sauberes und einfaches Experimentieren möglich ist.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Innendurchmesser: ca. 250 mm Innenhöhe: ca. 250 mm Inkl. Klarsicht-Schutzhaube

02668-10

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 233

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Schutzzylinder für Rezipienten

Saugpumpe, Modell

Funktion und Verwendung Metallnetzglocke aus Schweißgitter; dient z. B. als Implosionsschutz bei Versuchen mit evakuierten Glasgeräten, wie dem Rezipienten mit Knauf und Gummidichtung (02668-10). Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Höhe: 380 mm Durchmesser: 280 mm Maschenweite: ca. 10 mm

02668-14

Rezipient, Polystyrol, mit 2 Stopfen

Funktion und Verwendung Glasmodell einer Saugpumpe mit Kolbendichtung und Gummikugelventil. Ausstattung und technische Daten Kolbendichtung ud Kugelventile aus Gummi, Länge: 330 mm Saugpumpe, Modell 02694-00 Druckpumpe, Modell 02695-00 Hydraulische Presse, Modell 02697-00

Kolbenpumpe, transparentes Funktionsmodell

Funktion und Verwendung Vakuumkammer zum Aufsetzen auf Luftpumpenteller aus Polystyrol mit 2 Gummistopfen. Ausstattung und technische Daten Aus Polystyrol mit 2 Gummistopfen , ein Gummistopfen mit Bohrung, die mit dem kleinen Stopfen verschlossen werden kann, Innendurchmesser: 180 mm, Innenhöhe: 250 mm 04648-00 02663-00

Strömungsanzeiger, Styrol-Acrylnitril Gummi-Schlauch, Vakuum

Funktion und Verwendung

Gummi-Schlauch, Vakuum, Innen-d = 5 mm 01418-00 Gummischlauch-Vakuum-, Innen-d = 6 mm 39286-00 Gummischlauch-Vakuum-, Innen-d = 8 mm 39288-00

excellence in science 234

Zur Kontrolle des Durchflusses von Flüssigkeiten oder Gasen in Schlauchleitungen. Funktion in beide Fließrichtungen. Ausstattung und technische Daten: Material: Styrol-Acrylnitril (SAN), glasklar, konische Schlauchtüllen: 6 ... 11 mm, Max. Druckbelastbarkeit: 2 bar, Max. Temperatur: +30 °C 46434-00

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Ramsayfett, 50 g (Vakuumfett)

Versuche zur Atom- und Kernphysik

Funktion und Verwendung Vakuumfett zur Abdichtung der Auflagefläche von Rezipienten. Inhalt: Dose mit 50 g 02656-00

Stern-Gerlach-Versuch mit Schrittmotor und PCInterface

Fahrbarer Experimentierstand 105, Tischplatte 40 mm stark mit PP-Kante, inkl. Vakuumpumpenanschluss

Funktion und Verwendung Fahrbarer Experimentierstand mit Vakuumpumpenanschluss. Ausstattung und technische Daten Bestehend aus: Ansatztisch 105, Ovalrohrgestell, vierbeinig, Farbe: taubenblau, mit 4 Rollen, davon 2 feststellbar, 1 Ablageboden, Tischplatte: 40 mm dick, Kunststoff, perl; mit PP-Kante, lichtgrau, zusätzlicher Zwischenboden mittig zwischen Tischplatte und Boden montiert, Maße des Experimentierstandes (mm): 750 x 600 x 908, inkl. Vakuumpumpenanschluss

Prinzip Ein Ofen erzeugt einen Strahl Kaliumatome. Dieser passiert ein inhomogenes Magnetfeld, in dem die Kaliumatome wegen ihres Dipolmomentes abgelenkt werden. Das sich ergebende Strahlprofil wird mit einem Detektor ausgemessen. Daraus sind Rückschlüsse auf die Größe und Richtung des magnetischen Moments der Kalium-Atome zu ziehen. Für diese Messungen ist ein Vakuum mit einem Druck von weniger als 10-6 mbar erforderlich. Deshalb wird der Hochvakuumpumpstand (09059-99) mit Membranvorpumpe und Turbomolekularpumpe eingesetzt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2511111

54081-06

Vakuumpumpenanschluss für Ansatztische

Hochvakuumpumpstand kompakt

Funktion und Verwendung Kompaktpumpstand komplett montiert auf fahrbarem Tisch mit flexibler Vakuumdurchführung (Faltenbalg) auf die obere Tischplatte. Funktion und Verwendung

Vorteile

Vakuumpumpenanschluss für Ansatztische.

Trockenlaufender, luftgekühlter Pumpstand mit Membranvorpumpe und Turbomolekularpumpe, Anschlussflansch: DIN 40 ISO-KF

Ausstattung und technische Daten

▪ ▪ ▪ ▪

Stutzen mit Kernschliff NS 19 und Vakuumschlauch Außendurchmesser: 30 mm Innendurchmesser: 15 mm Länge: 470 mm

54024-00

Saugleistung für N2: 33 l/s, Enddruck: < 1 × 10-7 mbar, Saugvermögen Vorpumpe 50 Hz: 0,9 m3/h, Anschlussspannung: 90...132 V ~50-60 Hz; 185...265 V ~50-60 Hz, Leistungsaufnahme: 140 VA, Tischmaße (mm): 1000 x 750 x 895 09059-99

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 235

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Rezipient für Kernphysik-Versuche

Funktion und Verwendung

Aerodynamik

Auftrieb und Strömungswiderstand (Luftwiderstand)

Für Versuche (z. B. hochauflösende Spektroskopie oder RutherfordStreuung) mit Alphastrahlung im Vakuum. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Glaszylinder mit Längenskale und stirnseitigen Metallflanschen mit abnehmbaren Metallabdeckungen mit Schlauchanschluss-Olive und BNC-Buchse für Alphadetektor Vakuumdurchführung für axial verschiebbare Präparatehalterung Zylinderlänge: 400 mm Zylinderdurchmesser: 75 mm Skale: 0...28 cm mit mm-Teilung Prinzip

09103-00

(A) Körper verschiedenen Querschnitts und unterschiedlicher Formen werden in eine laminare Luftströmung eingebracht.

Rutherford-Experiment mit dem Vielkanalanalysator

(B) Eine rechteckige Platte oder ein Tragflügel, der sich in einer Luftströmung befindet, erfahren eine Auftriebs- und eine Widerstandskraft. Aufgaben (A) 1. 2.

Bestimmung des Luftwiderstands als Funktion der Querschnittsfläche und der Luftströmungsgeschwindigkeit Bestimmung des cw-Werts für verschiedene Körperformen

(B) 1. Prinzip

Die Beziehung zwischen dem Streuwinkel und der Streurate der Alpha-Teilchen einer Goldfolie wird mit einem Halbleiterdetektor untersucht. Da die Reichweite der Alpha-Teilchchen in Luft sehr gering ist, muss der Rezipient auf einen Druck unter 25 mbar evakuiert werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2522115

Lernziele Luftwiderstand, Reibung, Luftwiderstandsbeiwert, Turbulente Strömung, Laminare Strömung, Reynolds-Zahl, Dynamischer Druck, Staudruck, Bernoulli-Gleichung, Tragflächen, Induzierter Widerstand, Auflage, Anstellwinkel, Polardiagramm Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2140800

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. 16502-32

excellence in science 236

Bestimmung der Auftriebskraft und der Luftwiderstandskraft einer rechteckigen Platte als Funktion der Fläche, des dynamischen Drucks und des Anstellwinkels (Polardiagramm) Bestimmung der Druckverteilung über einen Tragflügel als Funktion des Anströmwinkels

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Luftstromerzeuger

Rohrsonde

Funktion und Verwendung Axialgebläse zur Erzeugung eines turbulenzarmen Luftstrahls mit einstellbarer Geschwindigkeit. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Mit Strömungsgleichrichter, Turbulenzsieb und Abströmkörper Im Lagerbock schwenkbar Düsendurchmesser: 110 mm Strömungsgeschwindigkeit: 13 m/s Betriebsspannung: 50...230 V~

Funktion und Verwendung Rohrsonde zur Messung des Gesamtdrucks in Luftströmungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Mit Anschlussolive Rohrdurchmesser: 5 mm Rohrlänge: 27 mm Olivendurchmesser: 8 mm

02742-93 02705-00

Strömungskörper, Satz von 14 Stück

Staurohr nach Prandtl

Funktion und Verwendung Glasdoppelrohr zur Messung von Stau-, statischem und Gesamtdruck in Luftströmungen. Ausstattung und technische Daten

Modellkörper zur Untersuchung von Strömungswiderständen als Funktion der Körperform und Oberflächenart. Bestehend aus: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

3 Kreisscheiben 4 Rechteckplatten plan 1 Rechteckplatte gewölbt 4 Stromlinienkörper Kugel- Halbkugel In Aufbewahrungsbox

▪ ▪ ▪ ▪

Mit 2 Anschlussoliven Länge: 185 mm Durchmesser: 15 mm Olivendurchmesser: 7 mm

Zubehör ▪

Empfohlen: Zur Druckanzeige eignet sich ein Feinmanometer.

03094-00

02787-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 237

2.1 Mechanik 2.1.5 Mechanik der Gase

Venturirohr

Tragflügelmodell

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Glasrohr zur Untersuchung der Druckänderung einer Luftströmung in einer Rohrverengung, zum Nachweis der Abhängigkeit des statischen Drucks von der Strömungsgeschwindigkeit und zur Untersuchung der Geschwindigkeit von Rohrströmungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Glasrohr mit Verengung und 3 Manometerrohransätzen Länge: 190 mm Innendurchmesser: 28 mm und 13 mm

02730-00

Tragflügelprofil zur Untersuchung der Druckverteilung am angeströmten Tragflügel. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Auf Stiel zum Einstellen des Anstellwinkels Mit 14 durchgehenden Bohrungen Flügelmaße: (mm): 160 x 100 x 30 Stieldurchmesser: 10 mm

02788-00

Zweikomponentenwaage bestehend aus Zweiachsenhalter und Halter mit Lagerspitzen

Halter mit Lagerspitzen

Gerät zur gleichzeitigen Bestimmung von Auftrieb und Widerstand von Tragflügel- und Strömungsmodellen in einem Freiluftstrahl mit Hilfe von Kraftmessern. Die Komponentenwaage wird aus dem Zweiachsenhalter (02780-00) und dem Halter mit Lagerspitzen (02411-00) zusammengestellt. Zweiachsenhalter 02780-00 Halter mit Lagerspitzen 02411-00 Funktion und Verwendung Zur reibungsarmen Lagerung von Körpern wie z. B. des Zweiachsenhalters.

Zweiachsenhalter

Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

▪ ▪ ▪ ▪

Verstellbare Spitzen in Metallgabel auf Stiel Spitzenabstand durch Kontermuttern feststellbar Spitzenabstand: 0...16 mm Gabelhöhe: 40 mm

Halter zur Aufnahme von aerodynamischen Modellen und zu deren Auftriebs- und Widerstandsbestimmung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

02411-00

Halter mit Spitzenlagern Länge Zeigerstangen: 340 mm und 100 mm Mit Laufgewicht und Winkelskale 0...180 Grad

02780-00

excellence in science 238

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Rückstellkraft am ausgelenkten Pendel

Torsionskraftmesser, 2 N/4 N

Funktion und Verwendung Kraftmesser für Demo-Tafel Physik zur demonstrativen Kraftmessung. 03069-03

Frequenz eines Federpendels mit dem Beschleunigungssensor

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mechanik auf der Tafel 1 (MT1) 01152-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1252700

Demo advanced Physik Handbuch Sek. 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik

Prinzip Die Schwingung eines Federpendels wird mit Hilfe eines Beschleunigungssensors aufgenommen. Dazu sind im Wesentlichen außer dem Sensor, einer Feder sowie einem Gummiband keine weiteren Geräte nötig. Dadurch kann auf sehr einfache Art und Weise das Prinzip der harmonischen Schwingung qualitativ verdeutlicht werden. Aus den gemessenen Daten kann z. B. die Eigenfrequenz und die Federkonstante bestimmt werden oder das Amplitudenverhalten bei der erzwungenen Schwingung beobachtet werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene 01330-01 Deutsch P1500560

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1. Mit der Basissammlung (01510-88) sind 87 Versuche durchführbar. Themenfelder Von insgesamt 97 Versuchen zur Mechanik gibt es etwa 6 Versuche die sich mit mit dem Thema Schwingungen und dazugehörige Gesetzmäßigkeiten beschäftigen. Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, 948 Seiten 01500-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 239

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene

Beschreibung Eindrucksvolle Versuchsbeschreibungen aus den Bereichen Physik, Chemie und Biologie, die insbesondere auf die Vorteile der drahtlosen Übertragung von Messwerten mit dem Cobra4-System eingehen. Mehr als 120 Demo- und Schülerversuche sind ausführlich beschrieben. Fächerübergreifende Versuche zum Thema "Alltagsphänomene" sind ebenso enthalten. Themenfelder Physik: Mechanik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre; Chemie: Chemisches Gleichgewicht, Elektrochemie; Biologie: Ökologie, Physiologie, Biochemie und Pflanzenphysiologie; Alltagsphänomene: Haushalt, Freiland, Hobby, Technik, Verkehr. Ausstattung DIN A4, Ringordner, farbig, 350 Seiten

Frequenz eines Fadenpendels

Die Schwingung eines Fadenpendels wird mit Hilfe einer Lichtschranke gemessen; dabei wird die Abhängigkeit der Frequenz von der Fadenlänge und der schwingenden Masse untersucht. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch P1330200

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)

01330-01

Cobra4 Sensor-Unit Acceleration: 3D-Beschleunigung, ± 2 g, ± 6 g

Beschreibung 84 ausführlich beschriebene Experimente mit dem PHYWe InterfaceSystem Cobra3. Themenfelder Mechanik (16); Akustik (15); Thermodynamik (16); Elektrizitätslehre (28); Optik (1); Struktur der Materie (8). Funktion und Verwendung Die Cobra4 Sensor-Unit Beschleunigung kann je nach Anwendungsart an den Cobra4 Wireless-Link, den Cobra4 Mobile-Link oder den Cobra4 USB-Link durch einen sicheren und zuverlässigen Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden. Vorteile ▪

Durch Nutzung der Cobra4 Wireless-Geräte gibt es gerade mit diesem Sensor ganz neue Experimentiermöglichkeiten: So kann z. B. die Beschleunigung des Sensors im freien Fall untersucht werden oder die Beschleunigung eines Fahrrad fahrenden Schülers usw.

Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, 298 Seiten 01310-01

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Messbereiche: -2g...+2g bzw. -6g...+6g Auflösung: 1 mg bzw. 5 mg darstellbare Kanäle: x, y und z Max. Datenrate: 160 Hz pro Kanal

Cobra4 Sensor-Unit Acceleration: 3D-Beschleunigung, ± 2 g, ± 6 g 12650-00 Cobra4 Wireless Manager 12600-00 Cobra4 Wireless-Link 12601-00

excellence in science 240

Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Schraubenfedern

Schraubenfeder, 3N/m 02220-00 Schraubenfedern, 10 Stück, 3 N/m 02220-03 Schraubenfeder, 20 N/m 02222-00 Schraubenfedern, 10 Stück, 20 N/m 02222-03 Schraubenfedern, 30 N/m 02224-00 Aufbewahrung für 10 Schraubenfedern 3 N/m 11985-00 Aufbewahrung für 10 Schraubenfedern 20 N/m 11985-02

Pendelkugeln mit Haken

Pendelkugel mit Haken, d = 19 mm, Stahl 02801-00 Pendelkugel mit 2 Ösen, d = 76 mm, Stahl 02802-00

Angelschnur, auf Röllchen, d = 0,5 mm, 100 m

Stahlkugeln Funktion und Verwendung Vielseitig einsetzbare, reißfeste dünne Schnur. Ausstattung und technische Daten Durchmesser der Schnur: 0,5 mm; Länge: 100 02090-00

Stahlkugel, d = 13 mm, 10 Stück 02464-03 Stahlkugel, d = 25,4 mm, Niro 02465-00 Stahlkugel, d = 19,05 mm, Niro 02502-01 Stahlkugel, d = 2 mm, 1000 Stück 09060-02

Stahlkugeln mit Öse

Blattfedern

Funktion und Verwendung Blattfedern verwendet u. a. für Biegeversuche und zur Erzeugung von akustischen Schwingungen. Enden mit Einkerbungen versehen. Blattfederaufsatz (02228-05) auf die Blattfedern aufschraubbar, mit Bohrungen zur Aufnahme des Haltebolzens (03949-00) und eines Schreibstiftes zur Registrierung von Schwingungen. Ausstattung und technische Daten Material: Federstahl, Maße (mm): 300 x 15 x 0,5 Zubehör Haltebolzen (03949-00) Blattfederaufsatz (02228-05)

Stahlkugel mit Öse, d = 12,7 mm 02464-01 Stahlkugel mit Öse, d = 25,4 mm 02465-01 Stahlkugel mit Öse, d = 32 mm 02466-01

Blattfeder, 300 x 15 x 0,5 mm 02228-00 Blattfeder, 300 x 20 x 0,5 mm 02228-02 Schreiberaufsatz für Blattfeder 02228-05

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 241

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Bolzen mit Schneide

Reversionspendel

Funktion und Verwendung Bolzen zur reibungsarmen Aufnahme z. B. einer Hebelstange (02274-00). Geeignet für den Aufbau einer Balkenwaage. Ausstattung und technische Daten Schneide aus gehärtetem Dreikantstahl; Schneidenlänge: 20 mm; Bolzendurchmesser: 10 mm 02049-00

Pendelschwingungen - Variables g-Pendel

Prinzip Durch eine Reversionspendel kann die Erdbeschleunigung g sehr präzise aus der Schwingungsdauer eines physikalischen Pendels bestimmt werden, ohne dass zuvor die Masse oder das Trägheitsmoment bekannt sein müssen. Aufgabe 1. 2.

Messung der Schwingungsdauer für verschiedene Drehachsen Bestimmung der Erdbeschleunigung g

Lernziele Physikalisches Pendel, Trägheitsmoment, Steinerscher Satz, Verkürzte Pendellänge, Reversionspendel, Erdbeschleunigung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2132200

Lagermuffe für Reversionspendel

Funktion und Verwendung Metallzylinder mit Klemmschraube und Bohrung zur Aufnahme von Rundstäben. Ausstattung und technische Daten Innendurchmesser: 25 mm; Außendurchmesser: 12 mm; Höhe: 12 mm

Ein Pendel wird fest mit dem Bewegungsaufnehmer für Cobra3 verbunden, der wiederum ist an die Cobra3-Basic-Unit angeschlossen. Durch einfaches Drehen des Bewegungsaufnehmers lässt sich die Schwingungsebene von alpha = 0...90° gegenüber der Lotrichtung verstellen. Nun trägt nicht mehr die gesamte Erdbeschleunigung g, sondern nur noch der Anteil g · cos (alpha) zur Pendelschwingung bei. Die Erdbeschleunigung wird also scheinbar verringert. Der Versuch kann gut dazu genutzt werden, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie schnell ein lotrechtes Pendel auf dem Mond oder Mars schwingen würde. Auf dem Mond beträgt die Anziehung etwa 16,6% der Erdanziehung, dies entspricht einem Winkel alpha = 80,5°. Die Anziehung auf dem Mars kann durch eine Winkelstellung alpha = 69,0° simuliert werden, da die Schwerebeschleunigung nur 38% der Erdbeschleunigung erreicht. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

02805-00

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch P1337700

excellence in science 242

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Variables g-Pendel und Zubehör

Gekoppelte Pendel

Variables g-Pendel 02817-00 Halter für Gabellichtschranke 02817-10

Halbkreis-Skala mit Zeiger

Prinzip Zwei gleich schwere Pendel mit einer bestimmten Eigenfrequenz sind durch eine weiche Spiralfeder miteinander verbunden. Die Amplituden beider Pendel werden mittels eines Schreibers aufgezeichnet, in Abhängigkeit von der Zeit für verschiedene Anregungssarten und verschiedene Kopplungen. Die Kopplungen können mit verschiedenen Methoden bestimmt werden. Aufgaben Bestimme die Federkonstante der Federkopplung Bestimme die Eigenfrequenzen der ungekoppelten Pendel und passe sie an Bestimme die Kopplung für die verschiedenen benutzten Koppellängen mittels:

▪ ▪ Funktion und Verwendung Zur Drehwinkelanzeige von in Stativmaterialien gehalterten Geräten.

▪

Ausstattung und technische Daten

1. 2.

Buchse mit 10-mm-Bohrung und Klemmschraube, Aufschraubbarer Zeiger, Skale: 0...90...90 Grad, Teilung: 1 Grad, Skalendurchmesser: 206 mm 08218-00

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Überprüfung des linearen Zusammenhangs Quadrat der Kopplungslänge und:

▪ 1. 2. ▪

der Gerätekonstanten der Frequenzen gleichphasigen und der gegenphasigen Schwingung der Frequenz der Schwebung zwischen dem

den Grundfrequenzen der Schwebung dem Quadrat der Frequenz der gegenphasigen Schwingung Bestimme die Eigenfrequenz des Pendels aus den Frequenzen der gekoppelten Schwingung und vergleiche mit den Frequenzen der ungekoppelten Pendel

Lernziel

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten 16502-32

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Spiralfeder Schwerependel Federkonstante Torsionsschwingungen Drehmoment Winkelgeschwindigkeit Winkelbeschleunigung Eigenfrequenz Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2132501

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 243

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Pendel mit Schreiberanschluss

Erzwungene Schwingungen - Pohlsches Pendel

Prinzip

Funktion und Verwendung Doppelkugelgelagerte Pendelstange mit längenverstellbarer Pendelmasse, integriertem Schleifpotentiometer und festem Haltestiel; verschiebbare Halter für verschiedene Kopplungsarten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Masse Pendelstange: 100 g Pendelmasse: 1 kg Pendellänge: 1 m Längenvariation: ± 20 mm Pendelauslenkung: ± 90 Grad Eingangswiderstand: 5 kOhm Maximale Betriebsspannung: 20 VDC Ausgang: 4 mm-Buchsenpaar zum Anschluss eines PC-Interfaces oder eines 2-Kanal yt-Schreibers.

Bei einem frei schwingenden System nimmt die Amplitude der Schwingung aufgrund der Dämpfung allmählich ab. Wird die Schwingung jedoch durch ein externes periodisches Drehmoment angeregt, ist die Amplitide von der Frequenz des externen Erregers und der Dämpfung abhängig. Die Eigenfrequenzen der freien Schwingung sowie die Resonanzkurven der erzwungenen Schwingung sollen für verschiedene Dämpfungswerte bestimmt werden. Dafür werden die Schwingungen mit dem Interface System in Verbindung mit dem Bewegungssensor aufgezeichnet. Aufgaben A. Freie Schwingung 1. 2. 3.

B. Erzwungene Schwingung 1.

02816-00

Drehpendel (nach R.W. Pohl)

Bestimme die Schwingungsperiode und die Eigenfrequenz im ungedämpften Fall Bestimme die Schwingunsgperiode und die entsprechenden Eigenfrequenzen für verschiedene Dämpfungswerte Realisiere den aperiodischen Grenzfall und den Kriechfall

Die Resonanzkurven werden bestimmt und graphisch dargestellt mittels der Dämpfungswerte von A Die Resonanzfrequenzen werden bestimmt und mit den Resonanzfrequenzwerten des freien Pendels verglichen Die Phasenverschiebung zwischen dem Torsionspendel und dem anregenden externen Drehmoment wird beobachtet für einen kleinen Dämpfungswert in der Annahme, dass in einem Fall die anregende Frequenz weit unterhalb und in dem anderen Fall weit über der Resonanzfrequenz liegt

Lernziele Kreisfrequenz, Eigenfrequenz, Resonanzfrequenz, Torsionspendel, Torsionsschwingungen, Drehmoment, Gedämpfte / ungedämpfte freie Schwingung, Erzwungene Schwingung, Verhältnis der Dämpfung, Dämpfungskonstante, Logarithmisches Dekrement, Aperiodischer Grenzfall, Kriechfall Funktion und Verwendung Drehpendel zur Erzeugung von erzwungenen und freien Schwingungen bei verschiedenen Dämpfungen. Vorteile Kugelgelagertes Kupferrad, Anregung durch integrierten Getriebemotor mit Feineinstellung, Wirbelstrombremse. Ausstattung und technische Daten Eigenfrequenz: ca. 0,5 Hz, Erregerfrequenz: 0...1,3 Hz, Skalendurchmesser: 300 mm, Motoranschluss: 24 VDC/0,65 A, Wirbelstrombremse: 0...20 V DC/2 A 11214-00

excellence in science 244

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2132701

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Resonanzapparat

Schraubenfeder, l = 2500 mm

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Resonanz bei der Anregung erzwungener Schwingungen. Vorteile Problemloses Auffinden der Resonanzfrequenzen, betreibbar bis in den Bereich der "Resonanzkatastrophe", durch Anschläge begrenzter Schwingbereich der Einzelpendel, keine unerwünschten Querschwingungen, keine störenden Schwebungen

Zur Demonstration der Ausbreitung und Reflektion von Transversalwellen. Die Schraubenfeder wird z. B. einseitig mit Stativmaterial eingespannt und mit der Hand angeregt. Ausstattung und technische Daten Länge: 2,5 m, Windungsdurchmesser: 10 mm, Drahtdurchmesser: 1 mm 02828-00

Schraubenfeder "Slinky"

Ausstattung und technische Daten Kompaktgerät mit 5 Pendeln unterschiedlicher Eigenfrequenz, Pendelmassen an Kunststoffflachbändern, eine Stirnseite ist durchsichtig zur Beobachtung der Pendel und des am Balken fest montierten Zeigers vor der weißen, skalierten Rückwand , Anregung von Hand und über Hebel hinter der Rückwand des Gerätes oder mit Experimentiermotor (11030-93) mit Getriebe 1 : 100 (11027-00), Pendellängen (mm): 150, 180, 210, 240, 270, Gestellmaße (mm): 200 x 150 x 330 02814-00

Magnetrollengerät und Zubehör

Funktion und Verwendung Schraubenfeder aus Metall zur Demonstration von mechanischen Schwingungen und Wellen. Vorteile Die Schraubenfeder kann auch als Spule in der Elektrodynamik eingesetzt werden. Ausstattung und technische Daten Länge: 2 m, Durchmesser: 60 mm, Masse: 0,2 kg

Funktion und Verwendung

02827-00

Universell einsetzbares Gerät für Modellversuche (Ausbreitung longitudinaler Wellen, elastischer Stoß, Reflexion). Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

1 m-Aluminium-U-Profil mit demonstrativer Farbskala 12 farbig gekennzeichnete Magnetrollen Durchmesser Magnetrolle: 30 mm

Zubehör ▪ ▪

Zusätzlich werden benötigt: Tonnenfuß -PASS- (2x) (02006-55) Plattenhalter, 2...35 mm (2x) (06509-00)

Magnetrollengerät 11065-00 Magnetrolle, Ersatz 11065-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 245

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Phasengeschwindigkeit von Seilwellen / Drahtwellen

Vierkantgummi, l = 10 m Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Ausbreitung von transversalen Wellen. Eingesetzt im Verbindung mit der Nutrolle nach Hoffmann (02860-00). (Baumwollschnur, wird eventuell zum Befestigen benötigt.) Vierkantgummi, l = 10 m 03989-00 Baumwollschnur, d = 2,5 mm, 10 m 02091-00

Wellenmaschine Prinzip Ein viereckiges Gummiband wird in den Motor eingespannt und eine linear polarisierte stehende Welle wird erzeugt. Mithilfe eines Stroboskops werden die Frequenz und die Wellenlänge bestimmt. Dann wird die Phasengeschwindigkeit der Seilwelle durch Änderung der Zugspannung verändert. Der Zusammenhang zwischen der Phasengeschwindigkeit des Seiles und dem Zug auf das Seil wird untersucht. Aufgaben 1.

Bei konstanter Zugspannung hängt die Frequenz f von der Wellenlänge λ der Welle ab, die sich auf dem Seil ausbreitet. Die Frequenz wird als Funktion von 1 / λ berechnet. Aus diesem Diagramm ist die Phasengeschwindigkeit c bestimmbar 2. Die Phasengeschwindigkeit c der Seilwelle, die von der Zugspannung des Seils abhängt, soll gemessen werden. Die Phasengeschwindigkeit wird als Funktion der Zugspannung dargestellt

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Wellenlänge Phasengeschwindigkeit Gruppengeschwindigkeit Wellengleichung Oberwelle Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur demonstrativen Darstellung der Wellenausbreitung am Beispiel gekoppelter Pendel und Durchführung quantitativer Messungen, z. B. von Wellenlänge und Frequenz mit Hilfe von Lichtschranken. Themenfelder: ▪ ▪ ▪ ▪

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

▪

Nutrolle nach Hoffmann

Einfache und komfortable Benutzung Ausgezeichnete Beobachtbarkeit der Wellen durch niedrige Ausbreitungsgeschwindigkeit Eingebautes Dämpfungssystem Fixieren momentaner Wellenbilder zu beliebigen Zeitpunkten Anregung durch Hand oder Experimentiermotor Ein- und beidseitige Erregung des Schwingersystems

Ausstattung und technische Daten ▪

P2133300

Ausbreitung und Entstehung einer Gleichgewichtsstörung Ausbreitung einer periodisch erregten fortlaufenden Welle Überlagerung von Wellen Stehende Wellen und Eigenschwingungen

▪ ▪ ▪ ▪

48 auf Stahldraht gezogene, nummerierte und über 2 Gummiseile gekoppelte Pendel Erregung ein- oder zweiseitig mit kontinuierlich variierbarer Amplitude Mit Dämpfungssystem und Fixiermöglichkeit Blendensystem für Zeitmessung Gesamtmaße: (cm) 148 x 35 x 35 Schwingerradius: 90 mm

Zubehör

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung stehender Seilwellen verschiedener Wellenlänge und verschiedener Polarisationsformen. Ausstattung und technische Daten Kunststoffzylinder mit zwei Umlaufnuten, versetzbar montiert auf Metallgrundplatte mit Ausgleichsgewicht und Stiel zum Betrieb mit Experimentiermotor, Zylinderdurchmesser: 50 mm 02860-00

excellence in science 246

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Experimentiermotor (11030-93) Getriebe 100:1 (11027-00) Getriebe 3:1 (11029-00) Gabellichtschranke, compact (11207-20) Universalzähler (13601-99)

oder ▪ Zeitmessgerät 4-4 (13605-99) 11211-00

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Die Frequenz einer Welle

Universal-Zähler

Prinzip Der Experimentiermotor mit Getriebe (30:1) treibt über einen Exzenter die elastisch gekoppelten Schwingelemente der Wellenmaschine an. Um Reflexionen am freien Ende des Schwingersystems zu unterdrücken, wird eine mit Wasser gefüllte Wanne aufgestellt, in die die kleinen Kiele unter den Schwingern eintauchen. Ein beliebiger Schwinger wird mit einer Blende versehen, die in der abgebildeten Weise durch eine Gabellichtschranke schwingt und diese periodisch unterbricht. Ein Digitalzähler registriert die Schwingungszeit.

Funktion und Verwendung Der Universal-Zähler dient zur Messung von Zeiten, Frequenzen, Impulsraten, Impulszählung, Periodendauern, Drehzahlen sowie von Geschwindigkeiten. 13601-99

Zeitmessgerät 4 - 4 mit USB-Schnittstelle Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Transversalwellen mit Wellenmaschine (TWT) 16050-51 Deutsch P0732200

Demo advanced Physik Handbuch Transversalwellen mit Wellenmaschine (TWT) Funktion und Verwendung Demonstrations- und Praktikumsgerät mit 4 separaten Uhren, die von Lichtschranken, Schaltern, Mikrofonen etc. gesteuert werden können. 13604-99

Experimentiermotor, elektronisch geregelt, 230 V~ Beschreibung 19 Versuchsbeschreibungen mit der Wellenmaschine und 2 Anleitungen zur Mathematik der Wellenausbreitung. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Ausbreitung und Entstehung einer Gleichgewichtsstörung (2 Versuche) Ausbreitung einer periodisch erregten fortlaufenden Welle (5 Versuche) Dämpfung und Reflexion (3 Versuche) Überlagerung von Wellen (4 Versuche) Stehende Wellen und Eigenschwingungen (4 Versuche) Dispersion (1 Versuch) Mathematischer Anhang (2 Anleitungen)

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 64 Seiten

16050-51

Funktion und Verwendung Funkentstörter Reihenschlussmotor mit lastunabhängiger Drehzahl. Experimentiermotor, elektronisch geregelt, 230 V~ 11030-93 Getriebe 100:1 für Experimentiermotor 11027-00 Getriebe 30:1 für Experimentiermotor 11029-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 247

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Wellenphänomene im Wasserwellengerät

Wasserwellengerät mit LED-Lichtquelle, komplett

Prinzip In einem Wellenbecken werden Wasserwellen durch einen Schwingungsgenerator erzeugt. Anhand der periodischen Wellen wird die Abhängigkeit der Wellenlänge von der Vibrationsfrequenz untersucht. Die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle von der Wassertiefe wird betrachtet. Darüber hinaus können Reflektion und Brechung der Wellen an einer Platte, einem Prisma, einer konkaven Linse und einer konvexen Linse klar gezeigt werden. Anhand von Wasserwellen lassen sich allgemeine Wellenphänomene beispielhaft untersuchen. Aufgaben 1. 2. 3. 4. 5.

Benutze eine einfache Kelle um kreisförmige Wellen zu erzeugen, bestimme die Wellenlänge für verschiedene Frequenzen mittels eines Lineals. Untersuche den Dopplereffekt mit Hilfe des externen Schwingungserzeugers. Verwende ein zweites Hindernis zur Reflektion von Wellen. Benutze eine Platte zur Simulation einer Zone geringer Wassertiefe und miss die Wellenlänge vor und hinter der Platte. Beobachte die Brechung der Wasserwellen an verschiedenen Objekten (Platte, Prisma, konkave und konvexe Linse).

Lernziele Erzeugung und Ausbreitung von Oberflächenwellen, Abhängigkeit der Wellengeschwindigkeit von der Wassertiefe, Reflexion und Brechung von Wellen, Konkave und konvexe Linsen, Spiegel Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2133400

Funktion und Verwendung Das Wasserwellengerät ist ein komfortables effektives Kompaktgerät für den Unterricht oder das Praktikum, das einen anschaulichen und dennoch quantitativen Zugang zu Wellenmechanik ermöglicht. Der zur Verfügung stehende Frequenzbereich von 5...60 Hz deckt alle notwendigen Frequenzen zur Durchführung von Versuchen im Schul- und Hochschulbereich ab. Ein zweiter externer Vibrationsgenerator (optional) wird phasengleich oder mit einer Verschiebung von 0...360° angeregt, um insbesondere Interferenzversuche oder Versuche zum Doppler-Effekt anschaulich durchführen zu können. Vorteile ▪ Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem ▪ Stroboskop zur synchronen oder "Slow-motion"-Darstellung der Wellen ▪ Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe ▪ Eingabe von Parameter wie z. B. Frequenz und Amplitude über Touchpad auf der Oberseite des Gerätes ▪ Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart ▪ Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur Verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes ▪ Demonstration der Wellenbilder über Spiegelprojektion oder durch USB-Web-Cam, inkl. Software Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Basisgerät (11260-00) Netzgerät (12151-999 Zeichentisch (11260-13) Wellenwanne, nivellierbar (11260-14) Zubehörset (11260-12) enthält: Doppel-, Planwellenerreger, Erregerkamm mit bis zu 12 Tupfern Plexiglasköper: Einzel- und Doppelspalt, Konkav- und Konvexlinse, Prisma/ planparallele Platte

11260-99

excellence in science 248

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Interferenz und Beugung von Wasserwellen mit dem Wasserwellengerät

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder

Prinzip Es werden gleichzeitig an mehreren Stellen kreisförmige Wasserwellen erzeugt und das sich ergebende Interferenzmuster beobachtet. Durch Erhöhung der Anzahl der interferierenden Kreiswellen kann das Huygens'sche Prinzip veranschaulicht werden. Mit Hilfe von ebenen Wellen werden Beugungsphänomene an verschiedenen Hindernissen (Spalt, Kante, Doppelspalt usw.) untersucht. In einem weiteren Experiment kann das Prinzip der phasengesteuerten Antennen gezeigt werden. Um dies zu erreichen werden zwei Kreiswellen erzeugt und das Interferenzmuster wird beobachtet während man die Phasenlage des einen Erregers im Verhältnis zum anderen ändert.

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Mechanik Optik Thermodynamik Elektrizitätslehre Struktur der Materie

Ausstattung ▪

DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten

16502-32

Demo advanced Physik Handbuch Wasserwellengerät (OWT)

Aufgaben 1.

Benutze den Kammförmigen Wellenerreger um Kreiswellen anzuregen und beobachte das entstehende Interferenzmuster. Erhöhe die Anzahl interferierender Kreiswellen indem bis zu zehn Aufsteckfüße an dem Kamm angebracht werden. Dadurch wird das Huygens'sche Prinzip veranschaulicht. Erzeuge Planwellen und benutze eine Barriere um die Beugung an einer Kante zu zeigen. Baue anschliessend mit zwei Barrieren einen Spalt auf und beobachte das Beugungsmuster hinter dem Spalt. Wiederhole das Experiment für einen Doppelspalt. Benutze sowohl den internen Wellenerreger als auch den externen Generator um zwei Kreiswellen zu erzeugen und deren Interferenz zu beobachten. Variiere die Phasenlage des externen Vibrators und beobachte die Veränderungen im Interferenzmuster um das Prinzip der phasengesteuerten Antennen zu verstehen.

Lernziel ▪ ▪ ▪ ▪

Beugung von Wasserwellen Interferenz von Wellen Huygenssches Prinzip Funktionsprinzip von phasengesteuerten Antennen Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Beschreibung 12 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu dem Wasserwellengerät. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪

Ausbreitung und Reflexion von Wasserwellen (4 Versuche) Brechung von Wasserwellen (3 Versuche) Interferenz von Wasserwellen (3 Versuche) Beugung von Wasserwellen (2 Versuche)

Ausstattung ▪

DIN A4, Ringordner, 82 Seiten

16040-01

P2133500

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 249

2.1 Mechanik 2.1.6 Schwingungen und Wellen

Externer Vibrationsgenerator zum Wasserwellengerät mit Fuß

Demoset zum Wasserwellengerät

Funktion und Verwendung Optionales Zubehör zum Wasserwellengerät: Zweiter Erreger zur Darstellung von Wellenbildern nicht in Phase erzeugter Wellen.

Funktion und Verwendung

Vorteile

Kamera zum Beobachten der Wellenbilder und zum gleichzeitigen Aufzeichnen auf einem Laptop / PC.

▪ ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten ▪

Externer Vibrationsgenerator auf gedämpfter Grundplatte

11260-10

Vorteile ▪

Die Bilder können direkt mit einem Beamer projiziert werden

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Hochleistungs-USB-Webcam, inklusive Software Befestigungseinrichtung für das Wasserwellengerät Montageanleitung

11260-20

Demo-Spiegel für Wasserwellengerät

Web-Cam CCD USB VGA PC Kamera Philips

Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Spezial-Kunststoff-Spiegel, der durch einfaches Auflegen auf den quergestellten Zeichentisch die Projektion der Wellen nach vorne ermöglicht. Vorteile ▪ ▪

Unkomplizierte Demonstration der Wellenphänomene für Schüler oder Studenten Auf dem zum Lieferumfang gehörenden Spezialpapier, das einfach am Projektionsschirm eingehängt wird, lassen sich die verschiedenen Wellenbilder direkt vermessen, analysieren und beschriften

Ausstattung und technische Daten ▪

Maße (B x H): 21 mm x 39,5 mm

11260-30

excellence in science 250

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Abmessungen (mm): 40 x 56 x 12 Fotoauflösung: 1,3 MPixel Video-Auflösung VGA, 1,3 MPixel max. Bildrate: 60 Bilder pro Sekunde Farben: 24 Bit Kabellänge: 2,1 m PC Anschluss: USB 1.1, USB 2.0 Sensor VGA C CD Software Cam Suite Weißabgleich: 2600 - 7600 K Gewicht: 174 g

88040-01

2 Physik 2.2 Akustik

Akustik 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4

Mechanische Schallquellen Elektrische Schallquellen und Messger盲te Schallausbreitung Ultraschall

252 256 259 262

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG 路 www.phywe.com 251

2.2 Akustik 2.2.1 Mechanische Schallquellen

TESS Physik Set Akustik

Themen In der Akustik werden 8 Versuche aus den Themenfeldern ▪ ▪ ▪ ▪

Erzeugung und Ausbreitung von Schall Amplitude und Frequenz Resonanz Musikalische Intervalle

behandelt, 5 davon können bereits mit der Basissammlung durchgeführt werden. Ausstattung ▪ DIN A4, Ringordner, s/w, 948 Seiten

Funktion und Verwendung Geräteset zur Durchführung von 20 Schülerversuchen zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Was ist Schall? Erzeugung und Ausbreitung Wahrnehmung Schall als Welle Technische Anwendungen Musik

Vorteile ▪ Leistungsfähige didaktische Software zur Erzeugung und Analyse von Schallsignalen ▪ Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente ▪ Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) ▪ Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit ▪ Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe I 01500-01 Basissammlung Demo-Versuche Physik Sek. I 01510-88

Stimmgabeln, C-Dur-Tonleiter, Satz von 8 Stück

TESS Physik Set Akustik 13289-88 TESS advanced Physik Handbuch Akustik 13289-01 Funktion und Verwendung

Basissammlung Demo-Versuche Sek. I und Handbuch

Zur Erzeugung von klaren, obertonarmen Tönen bestimmter Frequenzen. Ausstattung und technische Daten Satz von 8 Stück., Länge der größten Stimmgabel: 175 mm., Stieldurchmesser: 6 mm. Frequenzen: c' = 256 Hz, d' = 288 Hz, e' = 320 Hz, f' = 341 Hz, g' = 384 Hz, a' = 426 2/3 Hz, h' = 480 Hz, c'' = 512 Hz 03417-00

Stimmgabeln im kHz-Bereich

Funktion und Verwendung Aus Leichtmetall; mit besonders breiter schallabstrahlender Fläche; verwendet z. B. als Schwingungserreger für das Kundtsche Rohr.

Beschreibung Das Handbuch enthält mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1 zu allen Themenfeldern der Physik. 87 davon sind mit der Basissammlung 01510.88 sind durchführbar.

excellence in science 252

Stimmgabel 1000 Hz 03422-00 Stimmgabel 1700 Hz 03423-00

2.2 Akustik 2.2.1 Mechanische Schallquellen

Stimmgabel 440 Hz

Schreibstimmgabel 100 Hz

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung eines klaren obertonarmen Tones mit einer Frequenz von 440 Hz. Länge: 120 mm. 03424-00

Funktion und Verwendung Zur Aufzeichnung von Stimmgabelschwingungen z.B auf berußten Glasplatten. Ausstattung und technische Daten

Stimmgabel 440 Hz, auf Resonanzkasten

Länge 370 mm. Schreibstimmgabel 100 Hz 03426-00 Glasplatte 120 mm x 60 mm, s = 2 mm 64736-00

Schreibstimmgabel mit Stift Funktion und Anwendung Resonanzkasten aus Holz, besonders lang tönend, mit entfernbarer Stimmgabel. Anschlaghammer im Lieferumfang enthalten. Für Schwebungsversuche sind zusätzlich zwei passende Laufkörper erhältlich. Ausstattung und technische Daten Resonanzkörper: 180 mm × 90 mm × 50 mm.

Funktion und Verwendung

Länge der Stimmgabel: 170 mm.

Zum Aufzeichnen der Schwingung auf Papier. Es kann ein beliebiger Stift eingespannt werden (Durchmesser der Bohrung: 1 cm).

Stimmgabel 440 Hz, auf Resonanzkasten 03427-00 Laufkörper für Stimmgabeln, 2 Stück (o. Abb.) 03427-01 Anschlaghammer, Gummi 03429-00 Anschlaghammer, Aluminium (o.Abb.) 03429-01

13289-00

Blattfedern

Stimmgabeln, auf Resonanzkästen, 4 Stück Funktion und Verwendung Blattfedern verwendet man u.a. für Biegeversuche und zur Erzeugung von akustischen Schwingungen. Enden mit Einkerbungen versehen. Blattfederaufsatz 02228-05 auf die Blattfedern aufschraubbar, mit Bohrungen zur Aufnahme des Haltebolzens 03949-00 und eines Schreibstiftes zur Registrierung der Schwingungen. Funktion und Verwendung Satz von 4 Stück für C-Dur-Akkord. Resonanzkästen aus Holz; Stimmgabeln herausnehmbar; incl. Anschlaghammer aus Gummi. Ausstattung und technische Daten

Ausstattung und technische Daten Material: Federstahl, Maße (mm): 300 x 15 x 0,5. Zubehör Haltebolzen (03949-00) Blattfederaufsatz (02228-05)

Die vier Stimmgabeln haben folgende Frequenzen: c' = 256 Hz, e' = 322 Hz, g' = 384 Hz, c'' = 512 Hz Länge der größten Stimmgabel: 200 mm. Maße des größten Resonanzkastens: 300 mm x 120 mm x 65 mm. 03418-00

Blattfeder, 300 x 15 x 0,5 mm 02228-00 Blattfeder, 300 x 20 x 0,5 mm 02228-02 Schreiberaufsatz für Blattfeder 02228-05

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 253

2.2 Akustik 2.2.1 Mechanische Schallquellen

Die musikalischen Intervalle

Ausstattung und technische Daten Maße des Resonanzkörpers (mm): 750 x 110 x 90. Monochord 03430-00 Saiten für Monochord, 0,3 und 0,5 mm 03432-05

Saitenspanner mit Stiel Beschreibung Mit Hilfe des Monochords können Kenntnisse aus Musik- und Physikunterricht miteinander verknüpft werden. In der Musik sind Töne mit Buchstaben benannt, auch Intervalle zwischen Tönen haben bestimmte Namen. Das Monochord ist ein Musikinstrument und gleichzeitig ein "Messinstrument". Man kann die Länge der Saite verändern, die Saitenverhältnisse ablesen und einen Ton zuornden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1426500

Funktion und Verwendung Zum Einspannen von Saiten in Stativmaterial (z. B. Tischklemme PASS (02010-00)). Saitenspanner mit Stiel 03431-01 Saite E, l = 900 mm 03432-01 Saite G, l = 900 mm 03432-02

Streichbogen (Violinbogen) Monochord

Funktion und Verwendung Zum Anstreichen von Saiten und Klangfigurenplatten. Ausstattung und technische Daten Buchenholzbogen mit Rosshaarbezug. Zubehör Funktion und Verwendung Zur Untersuchung von Saitenschwingungen und dem Zusammenhang zwischen Tonhöhe und Länge, Spannung und Dicke einer Saite. 2 Saiten mit variierbarer Spannung auf einem Holzresonanzkasten, Kasten mit Tonhöhenskala von 3 Oktaven und mit Angabe der Verhältnisse der entsprechenden Saitenlängen. Enthalten: Spannschlüssel, zwei Abstimmstege, zwei Stahlsaiten für Monochord d = 0,3 mm bzw. 0,5 mm.

excellence in science 254

Der Bogen muss gelegentlich mit Kolophonium (03437-01) behandelt werden. Streichbogen (Violinbogen) 03437-00 Kolophonium, 1 Stück 03437-01

2.2 Akustik 2.2.1 Mechanische Schallquellen

Analyse von Klängen

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Länge: 47 cm. Frequenz: 280...1000 Hz.

Kolbenpfeife 280...1000 Hz 03441-00 Lippenpfeife 400...480 Hz, offen 03463-00

Lochscheibe Die Spektren verschiedener Klanginstrumente werden untersucht. Es soll gezeigt werden, dass das Klangspektrum durch die Art der Anregung beeinflusst werden kann. Unterschiedliche Musikinstrumente liefern, auch wenn die gleiche Note gespielt wird, unterschiedliche Spektren. Natürlich lässt sich auf diesem Wege auch Sprache analysieren (z. B. die Unabhängigkeit der für einen Vokal typischen Frequenzschwerpunkte von der Stimmlage). Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch P1362100

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung von Tönen durch Rotation der Scheibe und Anblasen der einzelnen Lochreihen. Bei fester Drehzahl entsprechen die Frequenzen der acht Lochreihen den Tönen einer Dur-Tonleiter. Ausstattung und technische Daten

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)

▪

Durchmesser: 300 mm

Zubehör ▪ ▪

Scheibenhalter (02531-00). Glasröhrchen mit Spitze (36701-63).

Lochscheibe 03450-00 Scheibenhalter 02531-00 Glasröhrchen mit Spitze, 200 mm, 10 Stück 36701-63 Beschreibung 84 ausführlich beschriebene Experimente, davon 15 zur Akustik, mit dem Phywe Interface-System Cobra3.

Metronom

01310-01

Kolbenpfeife 280...1000 Hz

Funktion und Verwendung Mechanisches Taktgebegerät Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Gedeckte Kolbenpfeife mit verschiebbarem Kolben zur Änderung der Tonhöhe.

Skale zum Einstellen der Taktfrequenz, mit Uhrwerk, Frequenzbereich: 40 ... 208 Schläge/min. 03073-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 255

2.2 Akustik 2.2.2 Elektrische Schallquellen und Messgeräte

Digitaler Funktionsgenerator, USB

Sinusgenerator

Prinzip und Verwendung Digitaler Signalgenerator zum Einsatz als programmierbare Spannungsquelle für Praktikums- und Demonstrationsexperimente vor allem aus dem Bereich Akustik, Elektrotechnik / Elektronik Vorteile

Funktion und Verwendung

einsetzbar als universelles Stand-Alone-Gerät oder gesteuert via USB Schnittstelle (Software verfügbar in 2011), universell einsetzbar durch kontinuierlich einstellbaren breiten Frequenzbereich, durch Verstärkerausgang als programmierbare Strom- und Spannungsquelle nutzbar, intuitive menügesteuerte Bedienung über Bedienrad und Funktionstasten mit Hilfefunktion, beleuchtetes monochromes Grafikdisplay für optimale Les- und Sichtbarkeit, einfaches Einstellen von Spannungs- und Frequenzrampen im Stand-Alone Betrieb, mit U = f(f) Ausgang für einfaches Auslesen der Frequenz als Spannung - ideal zum Vermessen von Schaltkreisresponse auf Frequenzrampen mit einem Oszilloskop, niedriger Klirrfaktor und Signal-Rausch-Verhältnis für brilliante Signale - ideal für Experimente zur Akustik / zum Hören

Zur Erzeugung sinusförmiger Signale für Audiometrie und Akustik. Vorteile Kopfhörer (Klinkenstecker) und Lautsprecher (4 mm Stecker) anschließbar, 4-stellige Digitalanzeige, automatische Bereichsumschaltung, Kopfhörerausgang abschaltbar Ausstattung und technische Daten 3 Frequenzbereiche: 10...200 Hz; 100...2000 Hz; 1...20 kHz, Ausgangsspannung: 0...6 V für 4 Ohm; 0...10 V für > 20 Ohm, Ausgangsleistung: 1 W für 4 Ohm, Klirrfaktor: < 1% bei 1 kHz, Anschlussspannung: 230 V~, 50...60 Hz, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Maße (mm): 194 x 140 x 130

Ausstattung und technische Daten Frequenzbereich: <0,5%

0,1Hz…1Mhz,

Schrittweite:

0,1Hz,

Klirrfaktor:

Signalformen: Sinus, Dreieck, Rechteck, Spannungsrampe, Frequenzrampe (linear und logarithmisch)

65960-93

Schallpegelanzeiger 54...126 dB

Verstärkerausgang: Kurzschlussfest, auf BNC und 4-mm-Buchsen, Ausgangsspannung: 0…20Vss an Ra> 40 Ω, DC-Offset: ±10V (Schrittweite 5 mV, Ausgangsleistung: 5W (bei bis zu 1A) an Ra = 20 Ω Kopfhörerausgang: Auf 3,5-mm-Klinkenbuchse, zuschaltbar, für Standard-Kopfhörer oder Lautsprecherboxen, Ausgangsspannung: 0…1Vss an Ra = 400 Ω Sync-(Trigger) Ausgang: Auf BNC, Ausgangswiderstand: 50 Ω, Pegel: CMOS (5V) U=f(f)-Ausgang: Auf BNC, kurzschlussfest, Zum Auslesen der Frequenz als Spannung 0...10V (0...1MHz), monochromes Grafikdisplay mit kontinuierlicher Einstellung der Hintergrundbeleuchtung: 128x64 Pixel, USB 2.0 Anschluss, Einstellungen über Tasten und Einstellrad bzw. softwaregestützt über USB, Stromversorgung 100V~ - 240V~ bei 50/ 60Hz, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Maße (mm): 194 x 140 x 130 Zubehör (optional) Software (verfügbar ab 2011) Verfügbar ab Ende 2010 13654-99

Batteriebetriebenes Lärmmessgerät mit Schreiberausgang. Ausstattung und technische Daten Messbereich: 54-126 dB, Anzahl Messbereiche: 7, Auflösung: 2 dB, Analogausgang: 0,7 Veff/rms, Frequenzbereich: 300 Hz-8 kHz, Stromversorgung: 9-V-Batterie, Maße (mm): 180 x 68 x 36, Gewicht: 160 g 65969-00

excellence in science 256

Funktion und Verwendung

2.2 Akustik 2.2.2 Elektrische Schallquellen und Messgeräte

Schallkopf/ Lautsprecher

Funktion und Verwendung Zur Umwandlung von Spannungen, so dass sie sowohl zur Steuerung des Schallkopfes (03524-00) als auch zur externen Triggerung eines Oszilloskops verwendet werden können. Ausstattung und technische Daten Kunststoffgehäuse mit BNC-Buchsen für Ein- und Ausgang., Eingangsimpedanz: 4 Ohm bei 1 kHz, Ausgangsimpedanz: 10 Kiloohm bei 1 kHz, Übersetzungsverhältnis: 1 : 50, Übertragungsbereich: 250 Hz...15 kHz +/- 1 dB bez. auf 1 kHz, L x H x B (cm): 12 x 9 x 3 11753-01

Lautsprecher 8 Ohm/ 5 kOhm Funktion und Verwendung Zu verwenden als Schallstrahler in Verbindung mit Frequenzgeneratoren (13650-93, 13652-93 oder 65960-93) sowie als Empfänger in Verbindung mit NF-Verstärker (13625-93). Die Schallwellen können mit Hilfe eines Richtzylinders gebündelt werden. Ausstattung und technische Daten System permanent-dynamisch, Anschluss über zwei 4-mm-Buchsen mit Verbindungsleitungen bzw. über BNC-Kabel mit Adapter (07542-27), Übertragungsbereich: 150 Hz...20 kHz, Nennleistung: 4 W / 10 W Musikbelastbarkeit, Impedanz: 4 Ohm, Durchmesser: 60 mm, Stiellänge: 145 mm, Stieldurchmesser: 10 mm Zubehör Richtzylinder (03525-00) 03524-00

Funktion und Verwendung Universell einsetzbarer Lautsprecher für die Bereiche Akustik und Elektrik. Vorteile Durch eingebauten Transformator ergeben sich zwei Eingänge mit unterschiedlichen Impedanzen. Ausstattung und technische Daten

Richtzylinder

Permanent-dynamisches System mit zusätzlichem Hochtonkegel., Übertragungsbereich: 30 Hz..20 kHz, Nennbelastbarkeit: 15 W bei 8 Ohm, 4 W bei 5 kOhm, Eingangsimpedanz: niederohmig 8 Ohm, hochohmig 5 kOhm, Eingänge: 4-mm-Sicherheitsbuchsen, L x B x H (cm): 230 x 236 x 168 13765-00

Kopfhörer, Stereo

Funktion und Verwendung Aufsteckbar auf Schallkopf / Lautsprecher (03524-00). 03525-00

NF-Übergangstrafo Funktion und Verwendung Kopfhörer mit großem Frequenzbereich und geschlossenen Ohrmuscheln; optimal geeignet zur Bestimmung von Hörgrenzen und zur Aufnahme von Hörschwellenkurven Ausstattung und technische Daten Übertragungsbereich 20...20000 Hz, Impedanz 400 Ohm, Klirrfaktor <=1 %, Anschluss über 6,3-mm-Klinkenstecker, Adapter für 3,5-mmKlinkenbuchsen liegt bei 65974-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 257

2.2 Akustik 2.2.2 Elektrische Schallquellen und Messgeräte

Messmikrofon

Akustische Messsonde

Funktion und Verwendung Elektretwandler an 25 cm Sondenrohr, mit Verstärker zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern Vorteile Direkt anschließbar an Schreiber, Cobra Interface, Oszilloskop o.ä., geringer Stromverbrauch, hohe Auflösung in Ort und Intensität Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Frequenzbereich 15 Hz...40 kHz, Empfindlichkeit 6 mV/Pa bei 1kHz, Verstärkung, stellbar 50...5000 Ausgangsmoden:

Hochempfindliches Mikrofon zur Messung des Herz- und Gefäßschalls und zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern z.B. in den Ohren des Kunstkopfes.

Wechselspannung 6Vss/50 Ohm, Gleichspannung max. 3V/50 Ohm

Ausstattung und technische Daten

TTL-Triggerpegel für Digitalzähler, Betriebszustandsanzeige, automatische Abschaltung nach ca. 90 Minuten, Batteriefach, Kunststoffgehäuse mit Stiel, 2 m Ausgangsleitung mit BNC-Stecker, Maße (mm): Gehäuse 115 x 70 x 35, Sonde 250 x 8

Elektretmikrofon mit Verstärker, 1,5 m Kabel mit Sub-D-Stecker, Frequenzbereich 50 Hz-20 kHz, Anschluss an Cobra3-Basic-Unit 03544-00

Erforderliches Zubehör 9V-Batterie

Mikrofon

03542-00

Messmikrofon mit Verstärker

Funktion und Verwendung Elektretmikrofon-Sonde zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Dynamisches Mikrofon als Signalquelle für Verstärkerschaltungen.

Frequenzbereich 30 Hz...20 kHz mit reduz. Empfindlichk. 40 kHz, Empfindlichkeit 6,0 mV/Pa, stellbare Verstärkung 0...1000, Signalausgang 4 Vss/3 kOhm, Sondendurchmesser <8 mm, mit fester 1,5 m Anschlussleitung an Verstärkergehäuse mit Ein-Ausschalter und 4 mmAusgangsbuchsen, Gehäusemaße (mm) 120 x 25 x 60

Ausstattung und technische Daten

Erforderliches Zubehör

Zum Anschluss an Geräte mit 4-mm-Buchsen werden Reduzierstecker (11620-27) benötigt.

9V-Batterie

Zubehör

11620-31

03543-00

excellence in science 258

2-mm-Stecker, Empfindlichkeit (1 kHz): ca. 2,2 mV / Pa, Übertragungsbereich: 0,3...13 kHz

2.2 Akustik 2.2.3 Schallausbreitung

Akustischer Dopplereffekt

Schwingungen in Metallplatten

Beschreibung

Nachweis des Dopplereffekts bei geringen Geschwindigkeiten. Dabei werden Frequenzänderungen sowohl für ruhenden Beobachter und bewegte Schallquelle als auch umgekehrt gemessen und analysiert. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch

Nach dem Anschlagen einer runden oder quadratischen Metallplatte tritt jeweils ein komplexes Eigenschwingungsspektrum auf. Mit Hilfe der Fourieranalyse können die zur Erzeugung Chladnischer Klangfiguren geeigneten Frequenzen schnell ermittelt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch P1362200

P1336500

Klangfigurenplatten Aufsatz für Messwagen Funktion und Verwendung Zur Halterung des Messmikrofons (03542-00) oder des Schallkopfes (03524-00) auf dem Messwagen mit Antrieb (11061-00) z. B. für Versuche zum akustischen Doppler-Effekt bei bewegtem Beobachter bzw. bewegter Schallquelle. 11061-02

Funktionsgenerator Funktion und Verwendung Sinus-, Dreieck- und Rechteckgenerator, besonders geeignet für Schüler- und Praktikumsversuche. 13652-93

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Eigenschwingungsformen von Platten, sichtbar gemacht durch Chladnische Klangfiguren. Ausstattung und technische Daten Material: Metall., Maße Quadratplatte (cm): 20 x 20., Durchmesser Kreisplatte: 20 cm., Durchmesser abnehmbarer Stiel: 10 mm. Zubehör Leistungsfrequenzgenerator (13650-93), Schallkopf (03524-00), Seesand (30220-67) 03478-00

Cobra3 BASIC-UNIT, USB Funktion und Verwendung

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)

Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. 12150-50

Software Cobra3 Timer/Counter Funktion und Verwendung Datenerfassungsprogramm aus der measure-Familie zur Darstellung und Auswertung von Messungen mit der Cobra3 BASIC-UNIT. 14511-61

84 ausführlich beschriebene Experimente, davon 15 zu Akustik, mit dem PHYWE Interface-System Cobra3. 01310-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 259

2.2 Akustik 2.2.3 Schallausbreitung

Schallgeschwindigkeit mit dem Kundtschen Rohr

Kundtsches Rohr 03475-88 Glasrohr, da = 38 mm, di = 35 mm, l = 640 mm 03918-00 Füllstreifen für Kundtsches Rohr 03474-01 Abstimmschieber für Kundtsches Rohr 03474-02 Korkmehl, 3 g 03477-00

Schwingungserreger

Prinzip Ein Metallstab wird mit einem Tuch berieben und so in Längsrichtung zum Schwingen gebracht. Die Schwingung wird auf das Gas im Glasrohr übertragen. Das Glasrohr ist am Ende mit dem Abstimmschieber (03474-02) abgeschlossen und es kommt es bei geeigneten Rohrlängen zur Resonanz. Das Verhältnis der Schallgeschwindigkeit im Gas und im Schwingungserzeuger wird durch Messung der Wellenlängen bestimmt. Aufgaben

Funktion und Verwendung

Messung von Wellenlängen im Kundtschen Rohr, Bestimmung von Schallgeschwindigkeiten in Kupfer, Stahl und in CO2. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Zur Anregung bei der Messung der Schallwellenlänge in Luft oder anderen Gasen mit dem Kundtschen Rohr. Ausstattung und technische Daten Länge: 160 cm, Durchmesser: 1,6 cm Schwingungserreger, Messing 03476-01 Schwingungserreger, Stahl 03476-02

P2150601

Kundtsches Rohr TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Funktion und Verwendung Dient zur Messung der Schallwellenlänge in Luft oder in anderen Gasen an Kundtschen Staubfiguren. Im Rohr verteiltes Korkpulver ordnet sich bei Anregung durch eine Schallquelle im Resonanzfall zu Figuren entsprechend der Wellenknoten und -bäuchen an. Ausstattung und technische Daten Glasrohr mit Füllstreifen und Abstimmschieber, Länge: 640 mm

excellence in science 260

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zur unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. 16502-32

2.2 Akustik 2.2.3 Schallausbreitung

Bestimmung der Schallwellenlänge und Frequenz mit dem Interferenzrohr nach Quincke mit dem Multimeter

Interferenzrohr nach Quincke

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung von Wellenlängen und Frequenzen durch Interferenz von Schallwellen in Luft. Ausstattung und technische Daten Zwei U-förmige, ineinander geschobene Metallrohre, zur Änderung einer Schallwellenlänge posaunenartig ausziehbar, mit Skale. Prinzip Wenn eine Schallwelle einer bestimmten Frequenz in zwei kohärente Komponenten geteilt wird (zum Beispiel Lichtwellen in einem Interferometer Experiment) und wenn der Weg einer der Komponenten geändert wird, ist es möglich die Wellenlänge der Schallwelle und ihre Frequenz aus der Interferenzerscheinung, die mit einem Mikrofon aufgezeichnet wurde, zu berechnen. Aufgaben 1. 2.

Aufzeichnung der Ausdehnung einer Quincke Röhre für eine gegebene Frequenz in der Reichweite von 2000 bis 6000 Hz. Berechnung der Frequenz von den bestimmten Wellenlängen, vergleich mit den gegebenen Frequenzen.

Eintritts- und Austrittsrohr mit (abnehmbaren) Schalltrichtern: 3 Bohrungen mit Klemmschrauben zur Halterung am Stativ. Abmessung des Rohres (cm): 95 x 25, Skale mit cm-Teilung, Länge: 30 cm, Frequenzbereich: 2 ...5 kHz Zubehör Schallkopf (03524-00), Messmikrofon (03542-00) 03482-00

Leistungsfrequenzgenerator, 10 Hz - 1 MHz

Lernziele Transversale und Longitudinale Wellen, Wellenlängen, Amplitude, Frequenz, Phasenverschiebung, Interferenz, Schallgeschwindigkeit in Luft, Lautstärke, Weber-Fechner-Gesetz Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2150701 Funktion und Verwendung Sinus/ Rechteckgenerator mit Signal- und Leistungsausgang. Vorteile Auch als Verstärker nutzbar Ausstattung und technische Daten Frequenzbereich: 10 Hz...1 MHz, Grob- und Feineinstellung, 4 stell. LED-Display, 20 mm hoch, Leuchtdiodenanzeige für Maßeinheit, Signalausgang: Sinus/Rechteck, Spannung/Leistung: 6V /1 W (4 Ohm), Klirrfaktor/Sinus: < 1 %, Leistungsausgang: Sinus, Spannung/Leistung: 18V /10 W (8 Ohm), Klirrfaktor: < 1 %, Eingangsspannung/BNC: 0...1 V, Klinkenstecker-Buchse für Kopfhörer, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 370 x 236 x 168 13650-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 261

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Funktion und Verwendung

Unterthemen Ultraschall Ultraschall Ultraschall Ultraschall

in in in in

Luft Flüssigkeiten und Festkörpern der Angewandten Mechanik der Medizin

Ultraschall in Luft

Ergänzungsgeräteset zu Set Wellenphänomene mit Ultraschall. In Verbindung mit dem Basis-Set können Versuche zu den folgenden Themen durchgeführt werden: Stehende Ultraschallwellen, Wellenlängenbestimmung, Absorption von Ultraschallwellen in Luft, Beugung und Fokussierung mit einer Fresnel-Zonen-Platte, Michelson-Interferometer, Beugung an einer Kante 13903-77

Wellenphänomene mit Ultraschall, Basis-Set

Beugung von Ultraschallwellen am Einzel- und Doppelspalt

Funktion und Verwendung

Prinzip

Grundgeräteset zur Durchführung von Versuchen zu den Themen:

Eine ebene Ultraschallwelle wird an verschieden Einfach- und Doppelspalten unterschiedlicher Breite gebeugt. Die Intensität der gebeugten und interferierenden Teilwellen werden automatisch mit einem motorbetriebenen Schwenk-Ultraschall-Detektor und einem PC erfasst.

Beugung an Loch- und Kreisblende, Beugung an Einfach- und Doppelspalt mit variabler Schlitzbreite, Beugung am Mehrfachspalt, Interferenz zweier Ultraschallbündel aktiver Doppelspalt, Phasen-Array, mit ausführlicher didaktisch aufbereiteter Versuchsanleitung. Vorteile

Aufgaben 1.

Aufzeichnung der Intensität einer Ultraschallwelle, die an verschiedenen Einzel- und Doppelspalten gebeugt wurde, in Abhängigkeit vom Beugungswinkel Bestimmung der Winkelposition der Maxima- und Minimawerte und Vergleich mit den theoretischen Werten

Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente. Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt Didaktischer Aufbau durch zentrale Positionierung der Beugungsmuster auf dem Goniometer und Bewegung des Detektors durch das gebeugte Feld. Messungen sind klassisch oder mit integriertem Messinterface durchführbar. Exzellente Reproduzierbarkeit zur Demonstration und im Praktikum.

Lernziele

Ausstattung und technische Daten

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz. Zubehör Ergänzungsset Wellenphänomene mit Ultraschall, 13903-77.

Huygenssches Prinzip, Longitudinalwellen, Interferenz, Fraunhofer- und Fresnel-Beugung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

P2151515

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

13903-88

Wellenphänomene mit Ultraschall, Ergänzungs-Set

Insgesamt mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. 16502-32

excellence in science 262

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Ultraschall Betriebsgerät, 40 kHz,inkl. Netzgerät

Funktion und Verwendung Mikroprozessorgesteuertes quarzstabilisiertes Betriebsgerät mit Anschlüssen für Ultraschallsender und -empfänger. Vorteile Einstellbare Ausgangssamplitude, 2 DIN-Anschlussbuchsen, eine mit 180° Phasenverschiebung, kontinuierlicher und Impulsbetrieb, 1 synchroner BNC-Ausgang für Laufzeitmessung, Eingangssignalverstärker mit 3 Hauptverstärkungsstufen und Feinverstellung mit einer BNCBuchse für Oszilloskopbetrieb und 4 mm Ausgangsbuchsen für Schreiberanschluss, Durch Overload-Anzeige (LED) Anpassung der Schallintensität an das Experiment möglich, Ideal damit für große Abstände zwischen Schallsender und -empfänger einsetzbar, z. B. für Dopplereffekt mit Ultraschall, Bruchsicheres Gehäuse.

Ultraschall Empfänger, 40 kHz

Ausstattung und technische Daten im Gehäuse auf rechtwinkligem Stiel mit BNC-Anschlussstecker, Durschnittlicher Schalldruck (1 W/1 m): 120 dB, Empfindlichkeit: 5,0 mV/ Pa/kHz, Kapazität: 2400 pF, maximales Eingangssignal: 20 Vrms, Gehäuse (mm): Ø = 15, Länge = 40, Stiel (mm): Ø = 10, Länge = 160 , abgeschirmtes Kabel, Länge: 1 m, Gewicht: 55 g 13902-00

Goniometer mit Reflektorspiegel

Ausstattung und technische Daten Frequenz quarzstabilisiert: 40 kHz, Verstellbereich: 39...41 kHz, Schrittweite: 300 Hz, Sender-Anschlüsse: 2 x DIN-Buchse und 1 synchronisierter BNC-Anschluss, Phasenverschiebung: 0° oder 180°, Empfänger-Anschluss: BNC-Buchse, Ausgänge: ~-Signal BNC-Buchse, Schreiber (± 10 V) 4 mm Buchsen, Anschluss: 100...260 V~/5 V, Netzfrequenz: 50...60 Hz, Maße H × B × T (mm):138 × 205 × 160, Gewicht: 980 g Ultraschall Betriebsgerät, 40 kHz, inkl. Netzgerät 13900-77 Ultraschall Betriebsgerät, 40 kHz 13900-00 Netzgerät 5 V DC / 2,4 A mit DC-Anschlussbuchse 2,1 mm 13900-99 Software Goniometer 14523-61

Ultraschall Sender, 40 kHz

Funktion und Verwendung Goniometer Grundgerät Vorteile mit Niveauausgleich, justierbare Aufnahme für Ultraschallsender, Aufnahme für Halterohr mit Reflektorspiegel, Länge: 400 mm, Breite: 240 mm, Schrittmotorgesteuerter Goniometerarm mit kugelgelagerter Drehachse mit verschiebbarer Empfängeraufnahme., 0°-Justierung des Goniometerarms durch Schnellverschluss. Ausstattung und technische Daten

Ausstattung und technische Daten im Gehäuse auf rechtwinkligem Stiel mit DIN-Anschlussstecker, Durchschnittlicher Schalldruck (1 W/1 m): 120 dB, Empfindlichkeit: 5,0 mV/ Pa/kHz, Kapazität: 2400 pF, Maximales Eingangssignal: 20 Vrms, Gehäuse (mm): Ø = 15, Länge = 40, Stiel (mm): Ø = 10, Länge = 160, Geschirmtes Kabel, Länge: 1 m, Gewicht: 60 g 13901-00

Goniometerarm, L= 580 mm, mit Parkposition, Messbereich: ± 140°, Winkelauflösung: 0,1°, runde Experimentierplatte zur Positionierung von Beugungsobjekten im Drehzentrum mit Winkelskale ±140°, Durchmesser: 300 mm, horizontal drehbares Reflektorhalterohr mit vertikal justierbarer Spiegelbefestigung, Höhe: 290 mm, AluminiumReflektorspiegel mit Mittelloch für Ultraschallsenderjustierung, Durchmesser: 300 mm, Fokus: 150 mm, Mittellochdurchmesser: 10 mm, Masse: 5,85 kg 13903-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 263

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Goniometer Betriebsgerät

Beugungsobjekte für Ultraschall

Funktion und Verwendung Satz Beugungsblenden und ein Gitter passend zum Objekthalter Ausstattung und technische Daten Metallblech, Dicke: 1,5 mm, bestehend aus: Funktion und Verwendung Programmierbares (Mikroprozessor) Betriebsgerät für Goniometer im bruchsicheren Gehäuse zur Steuerung des Goniometerwinkels und Messwertaufnahme von Signalen, mit RS232 Computerschnittstelle.

2 x Platte: Maße: 1x 239 mm x 105 mm, 1x 239 mm x 30 mm, Gitter: 10 Schlitze, Schlitzweite: 4 mm, Schlitzabstand: 9,6 mm, Gewicht: 325g 13905-00

Vorteile Manueller, programmierbarer und PC-Betrieb möglich, Rote 7-Segment LED (9 mm) zur Anzeige des Goniometer-Winkels, Start/ Stop-Winkel, Winkelgeschwindigkeit und -schrittweite, zwei Hoch-/ Runter-Tasten, Automatik-Betrieb-Taste, Schnellkalibrierungs-Tast , Eine Schrittmotorschnittstelle DIN-Buchse, inklusive Verbindungskabel , 4-mm-Buchsen für Schreiberanschluss, Reproduzierung von Messkurven auf Knopfdruck

Loch- und Kreisblende für Ultraschall

Ausstattung und technische Daten Eingangssignal (BNC): 0...4 V, Schreibersignal: ± 0...10 V, Datenübertragungsrate: 15200 baud, Aufnahme: 100...260 V~/5 V50...60 Hz, Maße (mm): 210 x 160 x 135, Gewicht: 1,82 kg Funktion und Verwendung

13903-99

Satz Blenden aus 1,5 mm dickem Metall

Blendenhalter für Goniometer

Ausstattung und technische Daten Lochblende: 239 mm x 239 mm, Lochdurchmesser: 50 mm, Kreisblende mit Stiel, Kreisdurchmesser: 50 mm, Stiellänge: 100 mm, Stielbreite: 10 mm, Gewicht: 173 g 13906-00

Fresnel-Zonenplatten für Ultraschall

Funktion und Verwendung Rechteckige Haltevorrichtung zur Aufnahme von Beugungsobjekten mit quadratischem Mittelloch und Zentrierzapfen zum Aufsetzen auf Goniometer. Vorteile

Funktion und Verwendung

Mit Einschubschienen mit Millimeterskale zum exakten Positionieren von Objekten.

Satz Fresnelzonenplatten aus Metall zur Fokussierung von Ultraschallwellen.

Ausstattung und technische Daten

Höhe: 320 mm, Breite: 300 mm, Öffnung: 200 mm x 200 mm, Gewicht: 1,09 kg

Positive Fresnelzonenplatte, negative Fresnelzonenplatte, Brennweite: 125 mm, Maße H × B × T (mm): 239 × 239 × 1, Gewicht: 486 g 13907-00

13904-00

excellence in science 264

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Beugung von Ultraschallwellen an einer FresnelZonenplatte / Aufbau einer Fresnel-Zone

Ultraschallaufnehmer, 800 kHz

Funktion und Verwendung Prinzip Eine ebene Ultraschallwelle trifft auf eine Fresnel-Zonenplatte. Die Schallintensität wird in Abhängigkeit von der Distanz bestimmt, mit Hilfe eines Ultraschalldetektors der in Richtung der Zonenplattenachse bewegt werden kann. Aufgaben 1. 2. 3.

Bestimmung und Aufzeichnung eines Graphen der Intensität des Ultraschalls hinter der Fresnelzonenplatte in Abhängigkeit vom Abstand zur Platte. Durchführung der gleichen Messungen ohne Platten Bestimmung des Brennpunktes der Zonenplatte und Vergleich der festgestellten Werte mit den theoretischen Werten

Zur Darstellung von Ultraschallwellen und Impulsen mit einem Oszilloskop. Ausstattung und technische Daten Mit piezoelektrischem Wandler, wasserdicht in Plexiglasgehäuse mit 4 mm-Steckerpaar, Quarzdurchmesser: 25 mm, Frequenz: 800 kHz, Gehäuse (mm): 185 × 35 × 12 13920-00

Lernziele Huygenssches Prinzip, Longitudinalwellen, Interferenz, Fraunhofer- und Fresnel-Beugung, Fresnel Zonenplatten Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Optische Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2151800

Ultraschall in Flüssigkeiten und Festkörpern

Ultraschallsendekopf, 800 kHz Prinzip Eine stationäre Ultraschallwelle in einem mit Flüssigkeit gefüllten Glas wird von einem divergenten Lichtstrahl durchquert. Die Schallwellenlänge kann von der zentralen Projektion des Schallfeldes auf der Grundlage des Brechungsindex bestimmt werden, welcher sich mit dem Schalldruck ändert. Aufgaben Funktion und Verwendung

Bestimmung der Wellenlänge des Schalls in Flüssigkeiten um daraus die Schallgeschwindigkeit zu berechnen.

Zur Erzeugung von Ultraschallwellen und Impulsen.

Lernziel

Ausstattung und technische Daten

Ultraschal , Schallgeschwindigkeit , Frequen , Wellenläng , Schalldruckpege , Stehende Wellen

Mit piezoelektrischem Wandler., wasserdicht in rostfreiem Edelstahlgehäuse mit BNC-Buchse, mit Hilfe eines Adapters (nicht im Lieferumfang enthalten) an das Vorgänger-Ultraschallgerät anschließbar, Quarzdurchmesser: 25 mm, Gehäusedurchmesser: 35 mm, Gehäuselänge: 70 mm, Gehäusestieldurchmesser: 15 mm, Kabellänge: 750 mm, Frequenz: 800 kHz, Masse: 210 g

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2151000

13920-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 265

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Ultraschallgenerator, 800 kHz

Ultraschall in der Angewandten Mechanik Erhältlich sind zwei Basissets sowie weitere Ergänzungssets für verschiedene Anwendungen. Weitere Informationen finden Sie im Kapitel 3 "Applied Sciences" ".

Basis-Set Echographie Ultraschall Funktion und Verwendung Für Sinus- und Impulsbetrieb zur Durchführung von Experimenten zur Wellennatur und Laufzeitmessung. Ausstattung und technische Daten Mit 3-stelliger Frequenzanzeige und einstellbarer Frequenz für Optimierungsversuche und exakte Wellenlängenermittlung unter verschiedenen Experimentbedingungen, Monitor- und Triggerausgänge mit BNC-Buchsen für Phasenbestimmung mit Oszilloskop , unzerbrechliches Kunstoffgehäuse, wasserdichter Schallkopf, Frequenzbereich (Sinus): 780...820 kHz, maximale Schalleistung: 16 W, Pulsfolgefrequenz: 500 Hz, Pulsdauer: 3 µs, Anschlussspannung: 110...240 V~, Maße H × B × T (mm): 170 × 232 × 260, Gewicht: 3,67 kg 13920-99

Laser, He-Ne, 1.0 mW, 230 V AC

Funktion und Verwendung Mit dem Ultraschallechoskop können die Grundlagen der UltraschallWellen und ihre Eigenschaften untersucht werden. Begriffe wie Amplitude, Frequenz, Schallgeschwindigkeit oder Time GainControl TGC werden erläutert. Die Grundlagen der Bilderzeugung (BScan-Bild) werden erläutert. Mit den verschiedenen Sonden kann die Auflösung bewertet werden. Vorteile Das Ultraschall Echoskop ist ein hochempfindliches Ultraschall-Messgerät in Verbindung mit einem PC oder alternativ mit einem Oszilloskop, Die mitgelieferte Software ermöglicht eine sehr umfangreiche Signalverarbeitung.

Funktion und Verwendung

13921-99

Linear polarisierte Lichtquelle mit Laserröhre.

Basis-Set Doppler Ultraschalltechniken

Vorteile sehr hohe Lebensdauer durch Glaslottechnik, eloxiertes Aluminiumgehäuse sehr kurzer Bauweise mit integriertem Netzteil Ausstattung und technische Daten Wellenlänge 632,8 nm, Ausgangsleistung 1 mW, Mindestpolarisation 500:1, Leistungsaufnahme 35 VA, Strahldurchmesser 0,5 mm, Strahldivergenz < 2 mrad, Lebensdauer (Röhre) > 18000 h, Anschlussspannung 230 V, Maße (mm) 210 x 80 x 40, Incl. Haltestiel, Durchmess. 10 mm 08181-93

Küvette, 150 x 55 x 100 mm

Funktion und Verwendung Dieser Basissatz enthält alle Geräte und Kleinteile zur Durchführung von einleitenden Versuchen zum Thema Ultraschall-Sonographie. Die mitgelieferte Software erlaubt sowohl das vom Echoskop empfangene Primärsignal als auch Sekundärdaten darzustellen. Erweiterungssätze für die Bereiche Hydraulik und medizinische Diagnostik sind verfügbar. Vorteile

Funktion und Verwendung Glasküvette, speziell verwendbar bei der Erzeugung stehender Ultraschallwellen in Flüssigkeiten. Glas und Dicke der planparallelen Bodenplatte sind der Ultraschallfrequenz von 800 kHz angepasst.

13923-99

03504-00

excellence in science 266

Dieser Basissatz ist der Grundstein eines Systems zur Erlernung der Grundlagen der Ultraschall-Sonographie, das aufgrund verfügbarer Ergänzungssätze auch für die speziellen Themen der Hydraulik und der medizinischen Diagnostik genutzt werden kann , Beschreibungen der Praktikumsversuche gehören zum Lieferumfang.

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Schallgeschwindigkeit in Festkörpern

Vorteile Die Ultraschallsonden zeichnen sich durch hohe Schallintensität und kurze Schallimpulse aus. Damit sind sie besonders für den ImpulsEcho-Betrieb geeignet, Alle Sonden haben ein robustes Metallgehäuse und sind an der Schallfläche wasserdicht vergossen, Die Sonden werden mit dem Spezialstecker zur Sondenerkennung geliefert Technische Daten Schallanpassung an Wasser/Acryl, Größe: L = 70 mm, D = 27 mm, Kabellänge: 1 m, Frequenz: 4 MHz 13921-02

Prinzip Die Schallgeschwindigkeit von Polyacryl wird durch Laufzeitmessungen mit dem Echoskop ermittelt. Dazu werden Messungen an drei Zylindern mit unterschiedlichen Längen in Reflexion durchgeführt. Alle Messungen werden mit zwei verschiedenen Ultraschallsonden mit unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt. Aufgaben 1. Messen Sie die Länge der drei Zylinder mit einer Schieblehre. 2. Bestimmen Sie die Laufzeit der Ultraschallwellen in den drei Zylindern mit beiden Ultraschallsonden. 3. Berechnen Sie die Schallgeschwindigkeit und die Vorlaufstreckenlänge der beiden Sonden und benutzen Sie diese beiden Mittelwerte zur Berechnung der Länge der drei Zylinder. Lernziel Schallgeschwindigkeit, Ausbreitung von Ultraschallwellen, Laufzeitmessung, Ultraschall Echographie, Wanddickenmessung, Prüfkopfvorlauf Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Ultraschallsonde 2 MHz Funktion und Verwendung Die 2 MHz Sonden sind für ein besonders breites Einsatzgebiet geeignet. Auf Grund der höheren Frequenz ist das axiale und laterale Auflösungsvermögen deutlich größer als bei den 1 MHz-Sonden. Hingegen ist die Dämpfung für 2MHz bei den meisten Materialien noch nicht zu groß, so dass Untersuchungsgebiete in mittlerer Tiefe noch problemlos erreicht werden können. Insbesondere eignen sich diese Sonden auch für Untersuchungen an medizinischen Objekten und als Ultraschall Doppler-Sonden. Technische Daten Schallanpassung an Wasser / Acryl, Größe: L = 70 mm, D = 27 mm, Kabellänge: 1 m, Frequenz: 2 MHz 13921-05

Ergänzungssatz: Transversalwellen

TESS expert CD-ROM Laboratory Experiments Physics, Chemistry, Biology, Applied Sciences 16502-42 Englisch TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences 16508-02 Englisch P5160100

Ultraschallsonde 4 MHz Funktion und Verwendung Wenn eine Ultraschallwelle auf einen Festkörper in einem bestimmten Winkel trifft, werden Transversalwellen generiert. Transversalwellen haben eine andere Schallgeschwindigkeit als Longitudinalwellen. Mit diesem Gerätesatz kann der Übergang von der Längs - zu Transversalwellen in Abhängigkeit zum Einfallswinkel gemessen werden Vorteile Funktion und Verwendung Die 4 MHz Sonden zeichnen sich durch ein extrem kurzes Anschwingverhalten und damit höchstes axiales Auflösungsvermögen aus. Sie kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo sehr kleine Strukturen aufgelöst werden müssen. Vor allem bei Untersuchungen in Flüssigkeiten ist die bei einigen Materialien begrenzte Eindringtiefe kein Problem. Das hohe Auflösungsvermögen und die damit verbundene spektrale Bandbreite empfehlen diese Sonden vor allem zu Untersuchungen an dünnen Platten und für die Ultraschall-Computertomographie.

Mit diesem Gerätesatz können Grundlagen des Ultraschalls, die nicht mit Industriegeräten aufzeigbar sind, auf eine sehr verständliche und didaktische Art und Weise vermittelt werden. Ausstattung und technische Daten 1x Ultraschallsonde 1 MHz, 1x Transversalwellen Set (inkl. 2 Probenhaltern), 1x Aluminiumprobe für Transversalwellen, 1x Hydrophon für Schallfeldmessung, 1x Hydrophon Platte, 1x Hydrophon Halter, 1x Halter Block 13921-03

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 267

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Ergänzungssatz: zerstörungsfreie Prüfung

Ergänzungssatz: Strömungsgesetze

Funktion und Verwendung Erarbeitung der Ultraschall Techniken die in der zertörungsfreien Werkstoffprüfung verwendet werden. Zubehör (erforderlich, aber nicht enthalten) Basisset Echographie Ultraschall (13921-99), Ultraschallsonde 2 MHz (13921-05) 13921-01

Ergänzungssatz: CT Scanner Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Dieses Set ist eine Erweiterung des Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahrens und umfasst automatisierte bildgebende Verfahren wie CT-SCAN und B-Modus. Mit diesem Set kann der Aufbau eines CT-Bildes Schritt um Schritt demonstriert werden. Mit diesem Set können auch automatisierte B-Scan-Bilder aufgenommen werden. Die gescannten Objekte können in axialer und seitlicher Richtung gemessen und ausgewertet werden. Die Ergebnisse der automatischen Messungen mit Scanner haben eine bessere Qualität verglichen zu handgeführten bildgebenden Verfahren. Vorteile

Mit diesem Set können der Doppler-Effekt sowie grundlegende Strömungsgesetze nachgewiesen werden. Ein Strömungskreislauf mit verschiedenen Rohrdurchmessern und damit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten wird aufgebaut. Mit dem Doppler-Prismen, kann die Beziehung zwischen Doppler Frequenzverschiebungen, dem Einfallswinkel, der Grundfrequenz und Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden. Innerhalb des Strömungsprofils können laminare oder turbulente Strömungen gemessen werden. Die Manometerrohre messen den Druck an verschiedenen Punkten des Kreislaufs. Mit den Daten aus Druck, Rohrdurchmesser und Strömungsgeschwindigkeit können die Grundgesetze der laminaren Strömung, wie die BernoulliGleichung und das Hagen-Poiseuille-Gesetz überprüft werden. Vorteile Durch den geschlossenen Strömungskreislauf kann der Versuch in jedem beliebigen Klassenraum/Labor durchgeführt werden. Kein Wasseranschluss wird benötigt. Ausstattung 1x Prismensatz mit Schläuchen und Rohren, 1x Manometerrohre (4) auf Tafel mit Stativ 13923-01

Für einen eher niedrigen Invest verglichen zu Routinesystemen, können die Vorteile der mechanischen Abtastung in einer sehr verständlichen Art und Weise demonstriert werden. Ausstattung 1x CT Scanner, 1x CT Steuergerät, 1x Wassertank, 1x CT Probe Technische Daten

Ultraschall in der Medizin Erhältlich sind zwei Basissets sowie weitere Ergänzungssets für verschiedene Anwendungen. Weitere Informationen finden Sie im Kapitel 3 "Applied Sciences".

CT Scanner Lineare Achse: ca. 400 mm, Auflösung <10 µm, Maximale Geschwindigkeit: 18 cm/min, Rotation: 360°, Auflösung 0.225°, Maximale Geschwindigkeit: 1 Umdrehung/s, Größe: 500 x 400 x 200 mm

Basis-Sets Ultraschall

CT Steuergerät Ausgänge: 3x Schrittmotor-Steuerung, 5 V, max. 2 A , 6 x Endschalter, Interface: USB, Größe: 250 x 180 x 170 mm, Spannungsversorgung: 90-230 V, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme: < 50 VA 13922-99

excellence in science 268

Basis-Set Echographie Ultraschall 13921-99 Basis-Set Doppler Ultraschalltechniken 13923-99

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

Ultraschall Echo-Kardiographie

Ergänzungssatz: medizinische Doppler Sonographie

Funktion und Verwendung

Prinzip An einem einfachen Herz-Modell, ist die Herzwand Bewegung mit Ultraschall Verfahren aufgezeichnet (M-Modus oder auch TM-Modus). Die Herzfrequenz und das Herzzeitvolumen (HZV) werden aus der aufgezeichneten TM-Modus Kurve abgeleitet. Aufgaben Simulation der Herzwand Bewegung mit dem Herz-Modell und Aufzeichnung eines TM-Bildes, Berechnung von Herzfrequenz und Herzzeitvolumen auf Basis des TM-Bildes Lernziel Pulslänge Herzfrequenz, Endsystolischer Durchmesser ESD, Endsystolisches Volumen ESV, Herzzeitvolumen (HZV), Herz Wandbewegung, Echokardiographie, Time-Motion-Modus, Darstellung von Bewegungsabläufen, Ultraschall Echographie Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences 16508-02 Englisch

Ein realistisches Arm-Modell wird zur Simulation der Anwendung des Doppler Effekts in der Medizin benutzt. Mit der Doppler-Sonographie wird der Einfluss einer Stenose auf das Blutströmungsprofil untersucht. Eine Pumpe erzeugt verschiedene Flüsse (kontinuierlich und gepulst) und kann den menschlichen Blutkreislauf simulieren. Die gemessenen Doppler Signale können akustisch oder visuell dargestellt werden, so dass die Ergebnisse vergleichbar sind mit Messungen mit klinischen Instrumenten am lebenden Patienten. Vorteile Durch den durch die Pumpe generierten Fluss können verschiedene Strömungsverhältnisse, sowie einige Krankheitsbilder, die nicht am realen Patienten demonstriert werden können, simuliert werden. Ausstattung 1x Arm-Dummy, 1x Doppler Sonde 2 MHz 13923-02

Doppler Sonographie

P5950200

Ergänzungssatz: medizinische Ultraschalldiagnose

Prinzip Blutflussuntersuchungen können mit Hilfe von Doppler-Ultraschall durchgeführt werden (Doppler-Sonografie). An einem realistischen Armmodell werden die Unterschiede zwischen kontinuierlichem (venösem) und pulsatilem (arteriellem) Fluss sowie zwischen normalem Blutfluss und einer Stenose gezeigt. Aufgaben

Funktion und Verwendung Satz von medizinischen Modellen zur Durchführung von Hochschulexperimenten zum Thema der medizinischen Diagnostik (Echokardiographie, Brusttumordiagnose und Ophthalmologie (Messung von Entfernungen und Dicken im Auge)) Vorteile Die Modelle erlauben auf didaktisch wertvolle Art die Annäherung an reale medizinische Anwendungen der Ultraschall-Echographie Ausstattung und technische Daten 1 x vereinfachtes Herzmodell, 1 x Brustmodell mit Tumor, 1 x Augenmodell 13921-04

Analysieren Sie den Fluss auf positive und negative Komponenten und erläutern Sie die Unterschiede, Lokalisieren Sie eine eingebaute Stenose und vergleichen Sie dazu die Spektralbilder vor und nach der Stenose, Untersuchen und vergleichen Sie die drei Puls Modi der Pumpe. Lernziel Venöser Blutfluss, Arterieller Blutfluss, Stenose, Geschwindigkeit und Blutfluss Kurven, Frequenzverschiebung, Doppler-Effekt, Dopplerwinkel, Doppler-Sonographie, Farb-Doppler, Kontinuitätsgleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences 16508-02 Englisch P5950100

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 269

2.2 Akustik 2.2.4 Ultraschall

excellence in science 270

2 Physik 2.3 Wärmelehre / Thermodynamik

Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 2.3.8 2.3.9 2.3.10

Wärmelehre auf der Hafttafel Wärmeausdehnung Wärmetransport Kalorimetrie Solartechnik Umwandlung von Wärmeenergie Reibungswärme Verhalten von Gasen Aggregatzustände Wärmequellen

272 275 279 284 286 291 297 299 305 309

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 271

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.1 Wärmelehre auf der Hafttafel

Demo Gerätesatz Wärme auf der Hafttafel

Ausstattung und technische Daten Der Gerätesatz besteht aus folgenden magnetisch-haftenden Komponenten zum Experimentieren auf der Demo-Tafel Physik: 2 Muffen, Muffe auf Träger, Achse, 4 Klemmhalter, Auslaufgefäß, Halter für Brenner und Drahtnetz, jeweils montiert auf Haftmagneten sowie den folgenden Komponenten: Solarkollektor, Stellfläche, Handmessgerätehalter, farbige Zeiger und Markierungspunkte, inkl. Aufbewahrungsbox mit Deckel und Schaumstoffeinlage Demo Physik Wärme, magnetische Komponenten 02170-88 Demo Physik Tafel mit Gestell 02150-00 Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT) 01154-01

Demo Physik Tafel mit Gestell

Längenausdehnung fester Körper

Metallrohre aus verschiedenen Materialien werden mit durchströmendem Wasserdampf erhitzt. Die Rohre sind auf einer Seite fest eingespannt und liegen mit der anderen Seite auf einer Rollachse auf, deren Bewegung mit einem Zeiger verdeutlicht wird. Die Längenausdehnung verschiedener Metalle wird qualitativ miteinander verglichen und der Längenausdehnungs- Koeffizient berechnet. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT) 01154-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1291500

Stellfläche, magnethaftend

Funktion und Verwendung Zur dreh- und kippsicheren Halterung von Gefäßen. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Demo Physik Tafel mit Gestell zur Aufnahme von magnetisch haftenden Komponenten.

Lackierter Metallträger mit rückseitiger Magnetfolie, max. Last: 1 kg, Stellfläche (mm): 120 x 120 02155-00

Vorteile Beidseitig verwendbare, beschriftungsfähige Tafel. Schnelles Positionieren und Verändern des Versuchsaufbaus durch magnetische Halterungen

Halter für Handmessgeräte, magnethaftend

Ausstattung und technische Daten Verzinktes Stahlblech in Aluminium, Profilrahmen mit Stellfüßen für Tischmontage, der Abstand der Stellfüße ist wählbar, eine Seite der Tafel einfarbig lackiert, die andere für Optikversuche mit weißer Folie mit skaliertem Linienraster, Tafelfläche 60 x 100 cm, inkl. 2 Schraubzwingen 02150-00

Ausstattung und technische Daten Zur Halterung von Geräten mit Breite/Tiefe 72/35 mm, lackiert, mit rückseitiger Magnetfolie 02161-00

excellence in science 272

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.1 Wärmelehre auf der Hafttafel

Solarkollektor, magnethaftend

Muffe auf Träger für Demo-Tafel

Funktion und Verwendung Für Demo-Tafel Physik für Experimente zur schrittweisen Demonstration der Wirkungsweise eines Sonnenkollektors. Ausstattung und technische Daten Trägerplatte mit Magnetfolie, 2 Kupferblöcke mit 8 mm Aufnahmebohrungen für Thermometer und Gewindebolzen mit Rändelmuttern zur Aufnahme von 2 lackierten Kupferplatten, weiß und schwarz und 1 transparente Makrolonabdeckplatte, 1 Kupferrohrschlange, Flächenmaße (mm): 150 x 150 02165-00

Halter für Drahtnetz, auf Haftmagneten

Funktion und Verwendung Zur Aufnahme und Befestigung von Stäben oder Platten bis 14 mm Dicke an beliebiger Stelle des Rahmens der Demo-Tafel Physik. Ausstattung und technische Daten Spannweite für Rundstäbe: 2...14 mm, für quadratische Profile: 2 x 2...14 x 14 mm, für Platten: 0...14 mm 02164-00

Muffe auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Für Demo-Tafel Physik in Verbindung mit Halter für Brenner zur Erwärmung von Gefäßen. Ausstattung und technische Daten Hitzebeständiger Träger für Drahtnetze (160 x 160 mm), 2 Haftmagnete mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 2 x 10 N, max. Last: 1 kg 02163-00

Halter für Brenner, auf Haftmagneten

Funktion und Verwendung Für Demo-Tafel Physik. Zum Halten von Stäben mit rundem oder quadratischem Querschnitt oder von Platten, Blattfedern u. ä. Ausstattung und technische Daten Muffe aus Metalldruckguss, Klemmschraube aus Stahl mit Kunststoffknebel, Haftmagnet mit abriebsfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Spannweite: 0...14 mm. 02151-01

Achse auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Lackierte Metallhalterung mit zwei Haftmagneten und Gummiring zur dreh- und kippsicheren und arretierbaren Aufnahme von Butan- oder Bunsenbrennern. Ausstattung und technische Daten Haftmagnete mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: je 10 N, Fläche (mm): 145 x 115

Funktion und Verwendung Für Demo-Tafel Physik zur drehbaren Halterung von Geräten, z. B. Hebel, Pendel, Schwerpunktscheibe. Ausstattung und technische Daten Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Achsendurchmesser: 3 mm, Achsenlänge: 80 mm 02151-02

02162-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 273

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.1 Wärmelehre auf der Hafttafel

Klemmhalter, d = 28...36 mm, auf Haftmagnet

Markierungspunkte für Demo-Tafel, 24 Stück

Funktion und Verwendung Farbige Kreisscheiben auf Magnetfolie zur Markierung und Hervorhebung von bestimmten Bereichen. Ausstattung und technische Daten Markierungspunkte, rund, 24 Stück (8 x rot, 8 x blau, 8 x gelb), Durchmesser: 20 mm Funktion und Verwendung Für Demo-Tafel Physik zur Halterung von Glasgefäßen mit Bördelrand und geeignetem Durchmesser, z. B. Erlenmeyerkolben mit SB 29 oder Reagenzgläser mit 30 mm Durchmesser. Ausstattung und technische Daten

02154-02

Auslaufgefäß für Demo-Tafel

Gummiüberzogene Klemmfeder, Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N 02151-06

Klemmhalter, d = 0..13 mm, auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Für Experimente mit ausströmendem Wasser Ausstattung und technische Daten 1 l-Kunststoffgefäß mit bodenseitiger Schlaucholive, Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N, Volumeninhalt: 1 l, inklusive Silikonschlauch, Schlauchklemme und Auslaufdüse 02158-00 Funktion und Verwendung Zur Halterung z. B. von Rohren, Thermometern etc. bis 13 mm Durchmesser.

Maßstab für Demo-Tafel

Ausstattung und technische Daten Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N 02151-07 Funktion und Verwendung

Zeiger für Demo-Tafel, 4 Stück

Magnetisch haftender Maßstab Ausstattung und technische Daten mit 1 mm-Teilung, Länge: 500 mm 02153-00

Funktion und Verwendung Farbige Zeiger auf Magnetfolie. Ausstattung und technische Daten Markierungspfeile, 4 Stück (2 x rot, 2 x blau), Länge: 100 mm, Breite: 10 mm 02154-01

excellence in science 274

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.2 Wärmeausdehnung

Thermische Ausdehnung von Feststoffen und Flüssigkeiten

Ungraduierte Thermometer

Prinzip Zur Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten von Flüssigkeiten wird ein Volumen-Dilatometer genutzt, das aus einem Stehkolben und einem Präzisionsmessrohr mit Skale besteht. Das Gerät wird durch Auswiegen der Flüssigkeitsmenge skaliert. Das Volumen-Dilatometer wird in einem Wasserbad mit einem Thermostat temperiert. Die Volumenausdehnung und die Längenausdehnung verschiedener Materialien wird in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3.

Bestimmung der Volumenausdehnung von Ethylacetat (C4H8O2), Spiritus, Olivenöl, Glycerin und Wasser mit dem Pyknometer in Abhängigkeit von der Temperatur. Bestimmung der Längenausdehnung von Messing, Eisen, Kupfer, Aluminium, Duran Glas und Quarzglas mit einem Dilatometer in Abhängigkeit von der Temperatur. Erforschung des Zusammenhangs zwischen der Veränderung in der Länge und Gesamtlänge im Fall von Aluminium.

Lernziele

Rührthermometer, ungraduiert 38003-00 Thermometer, ungraduiert 04256-00 Demonstrationsthermometer, ungraduiert, ca. 70 cm 04136-00

Volumen Dilatometer

Längenausdehnung, Volumenausdehnung von Flüssigkeiten, Wärmekapazität, Gitterpotential, Grüneisen-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2310100

Funktion und Verwendung Zur Messung der Volumenänderung von Flüssigkeiten in Abhängigkeit von der Temperatur. Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten verschiedener Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Bestehend aus: ▪ ▪

Stehkolben, 100 ml, NS 19/26 Messrohr, l = 300 mm, NS 19/26, Innendurchmesser 4,0 mm, Wandstärke 1,5 mm, Messskale: Länge 300 mm, Teilung 1 mm

Messrohr, I = 300 mm, NS 19/26 03024-00 Kolben, Steh, 100 ml, NS 19/26 35811-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 275

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.2 Wärmeausdehnung

Dilatometer

Bolzensprenger

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung

Kompaktgerät zur Bestimmung von Längenausdehnungen in Abhängigkeit von Material, Länge und Temperatur.

Zur Demonstration der Kraftwirkung bei thermischer Ausdehnung.

Ausstattung und technische Daten

Metallgrundplatte mit Führungslager, Zeigermesswerk mit Nullpunktkorrektur, projizierbare Skale, verstellbarer Spannhalter für Messlängen 200 / 400 / 600 mm, Messbereich: 0...1 mm, Anzeigeauflösung: 0,05 mm, Grundplatte: 730 x 50 x 25 mm, Skalenträger: 135 x 195 x 3 mm, inklusive Prüfrohre aus Messing, Eisen und Glas

U-förmige Metallspannvorrichtung mit Messingrohr und Spannkeil, inklusive 10 Gusseisenbolzen (04222-00), Material: Gusseisen, Länge: 100 mm, Durchmesser: 9 mm Bolzensprenger 04220-00 Gusseisenbolzen, 10 Stück 04222-00

04231-01

Dilatometer mit Messuhr

Sprengkugel mit Verschlussschraube

Ausstattung und technische Daten Metallgrundplatte mit Führungslager, Spannhalter für Probenfixierung in gekennzeichneten Abständen, Messbereich 0...10 mm, Genauigkeit 0,01 mm, Grundplatte 730 x 50 x 25 mm, Prüfrohre Messing, Eisen und Glas mit Endoliven und Spannkerben in Abständen 200/400/ 600 mm, Länge: 640 mm, Durchmesser: 8 mm Funktion und Verwendung Verschraubbare Gusseisenkugel zum Nachweis der Ausdehnung von Wasser beim Gefrieren. Ausstattung und technische Daten Wandstärke: ca. 3,5 mm, Durchmesser: ca. 70 mm

04233-00

Rohre für Dilatometer

Sprengkugel mit Verschlussschraube 04322-00 Eimer mit Deckel, 2 l 04322-10

Kugel mit Ring

Ausstattung und technische Daten Einseitig geschlossen, zwei Schlauchanschlussoliven für Wasserzu- und -ablauf; umlaufend Rillen für Messlängen von 200 mm, 400 mm, 600 mm, Länge: 640 mm, Durchmesser: 8 mm

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Wärmeausdehnung fester Körper. Die Kugel passt nur in kaltem Zustand genau durch die Öffnung im Stativ. Ausstattung und technische Daten Stativ mit Metallkugel an Handgriff, Kugeldurchmesser: 30 mm, Höhe des Stativs: 180 mm 04212-01

excellence in science 276

Rohr für Dilatometer, Messing 04231-02 Rohr für Dilatometer, Stahl 04231-03 Rohr für Dilatometer, Glas 04231-04 Rohr für Dilatometer, Kupfer 04231-05 Rohr für Dilatometer, Aluminium 04231-06 Rohr für Dilatometer, Quarzglas 04231-07

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.2 Wärmeausdehnung

Längenausdehnung von Metallen

Auflagebuchse für Längenausdehnung

Funktion und Verwendung Zum Einspannen von Rohren mit Durchmessern bis 9 mm, zur Auflage für die Rollachse mit Zeiger (04236-00). Zur Messung der Längenausdehnung wird ein Metallrohr an einem Ende fest eingespannt, am anderen Ende liegt es auf einem Rollzeiger auf. Strömt Wasserdampf durch das Rohr, so dehnt es sich aus und der Rollzeiger zeigt einen Ausschlag, der vom Ausdehnungskoeffizienten des Materials abhängig ist. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

04231-55

Bimetallstreifen

TESS advanced Physik Handbuch Wärme 01160-01 Deutsch P1042900

Metallrohre

Funktion und Verwendung Zur Demonstration von Wirkungsweise und Anwendung eines Bimetalls. Ausstattung und technische Daten

Metallrohre, Satz von 3 Stück 04234-00 Messingrohr 04234-01 Eisenrohr 04234-02 Aluminiumrohr 04234-03

Rollachse mit Zeiger

Bimetallstreifen mit Griff: Messing- und Eisenblech vernietet, Streifen 230 mm x 8 mm x 1 mm, Bimetallstreifen: Zwei verschweißte Fe-NiStreifen verschiedenen Nickelgehaltes; mit Schlitz zur Halterung z. B. in Isolierstütze, Temperaturbereich: -20 °C...+ 400 °C, Biegung: ca. 0,45 mm/°C, Abmessung: 150 mm x 25 mm x 0,3 mm, Bimetallstreifen mit Wolframkontakt: zusätzlich mit Wolframkontakt zum Aufbau eines Bimetallschalters, Abmessungen: 110 mm x 25 mm x 0,3 mm Bimetallstreifen mit Griff 04244-00 Bimetallstreifen 05913-00 Bimetallstreifen mit Wolframkontakt 04240-00

Bimetallspirale

Funktion und Verwendung Zur Anzeige von Längenänderungen von Rohren oder Drähten.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Zur Demonstration der Arbeitsweise eines Bimetall-Thermometers.

Winkelzeiger mit Gegengewicht auf Achse zur Halterung in Lagerspitzen, Zeigerlänge: 130 mm, Achslänge: 22 mm, Achsdurchmesser: 4 mm

Ausstattung und Verwendung

04236-00

Spirale mit Haltevorrichtung und Lagerbuchse, Spiralendurchmesser: ca. 20 mm 04242-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 277

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.2 Wärmeausdehnung

Aufbau eines Bimetall-Thermometers

Halter mit Lagerspitzen 02411-00 Rollachse mit Zeiger 04236-00 Bimetallspirale 04242-00 Halbkreis-Skala mit Zeiger 08218-00

Bimetall-Thermoskop

Temperaturschichtungsgerät

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Demonstration der Schichtung zweier Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperatur. Ausstattung und technische Daten Zwei kopf- und bodenseitig verbundene Duranglaszylinder in Metallgestell, Höhe der Glaszylinder: 220 mm, Durchmesser der Glaszylinder: 35 mm, Durchmesser Schläuche: 10 mm, mit Schlauchklemmen (2 x) (43631-10), mit Gummistopfen, 1 Bohrung, Durchmesser: 7 mm, (2 x) (39260-01), mit Gummistopfen, 2 Bohrungen, Durchmesser: 7 mm, (2 x) (39260-02) 04508-00

Volumenausdehnung von Gasen bei konstantem Druck

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Arbeitsweise eines Bimetall-Thermometers. Ausstattung und technische Daten Bimetallstreifen mit Übertragungsvorrichtung und Zeiger auf Trägerplatte, mit Schreibfläche, Nullpunkteinstellung und Haltestiel, Stiellänge: 120 mm, Durchmesser: 10 mm, Maße der Metallplatte (mm): 145 x 125 04185-00

Apparat nach Hope, Gerät zur Wasseranomalie

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Beobachtung des Dichtemaximums von Wasser bei 4°C. Ausstattung und technische Daten

Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT) 01154-01 Deutsch

Metallzylinder mit Zusatzbehälter für Kältemischung und mit 2 Thermometern, Messbereich: -35...+50°C, Teilung: 0,5°C, Höhe: 280 mm, Durchmesser: 70 mm

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

04270-00

P1291600

excellence in science 278

Zur Messung der Volumenausdehnung von Gasen bei konstantem Druck wird z. B. ein U-Rohr-Manometer mit beweglichen Schenkeln verwendet. Das erwärmte Luftvolumen dehnt sich aus, der rechte Schenkel wird solange verschoben, bis das Wasser in beiden Schenkeln wieder gleich hoch steht (p = const.). Die Vergrößerung des Volumens lässt sich mit dem Maßstab abmessen, diese kann zusätzlich durch Pfeile demonstriert werden. Zur Messung der Längenausdehnung fester Körper wird ein Metallrohr an einem Ende fest eingespannt und liegt mit dem anderen Ende auf einem Rollzeiger auf. Strömt Wasserdampf durch das Rohr, so dehnt es sich aus. Der Ausschlag des Rollzeigers kann zusätzlich mit magnetisch haftenden Pfeilen markiert werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.3 Wärmetransport

Thermische und elektrische Leitfähigkeit von Metallen

Wärmeleit-Messapparatur

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung von Wärme- und elektrischer Leitfähigkeit von Metallen. Ausstattung und technische Daten Prinzip Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer und Aluminium wird bei einem konstanten Temperaturgradienten bestimmt. Die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer und Aluminium wird bestimmt und das Wiedemann-Franzsche Gesetz überprüft.

2 Kalorimetertöpfe, davon einer mit Wärmeleitanschluss, Aluminium und Kupferprobestab jeweils mit 10 äquidistanten Senkungen zur Temperaturmessung und mit Kunststoffummantelung zur Reduzierung von Wärmeverlusten, elektrischer Anschluss stirnseitig, Stablänge: 420 mm, Durchmesser: 25 mm 04518-01

Aufgaben 1. 2.

3. 4.

Bestimmung der Wärmekapazität des Kalorimeters. Schaffung eines konstanten Temperaturgradienten in einem Metallstab mit Hilfe von zwei Wärmespeichern (kochendes Wasser und Eiswasser). Nach dem Entfernen der Eisstücke, Messung der Erhitzung des kalten Wassers in Abhängigkeit von der Zeit und Bestimmung der thermische Leitfähigkeit des Stabes. Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Metalle durch Aufnahme einer Strom-Spannungs-Kennlinie. Überprüfen des Wiedemann-Franzschen Gesetzes.

Kalorimetertöpfe

Lernziel Elektrische Leitfähigkeit, Wiedmann-Franz Gesetz, Lorenz Zahl, Diffusion, Temperaturgradient, Wärmetransport, spezifische Wärme, Vier-Punkt-Messung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2350200

Funktion und Verwendung Unter anderem bei der Messung der Wärmeleitfähigkeit von Festkörpern. Ausstattung und technische Daten Wärmeisoliertes Aluminiumgefäß in Kunststoffbehälter, Höhe: 120 mm, Durchmesser: 130 mm Kalorimetertopf, 500 ml 04401-10 Kalorimetertopf mit Wärmeleitanschluss 04518-10

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 279

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.3 Wärmetransport

Wärmeleitstäbe

Wärmeleitungskoeffizient von Metallen

Funktion und Verwendung Zubehör für Wärmeleit-Messapparatur. Ausstattung und technische Daten Kunststoffummantelter Stab mit 10 äquidistanten Senkungen auf der Mantelfläche zur Temperaturbestimmung, stirnseitig 4-mm-Bohrungen für elektrischen Anschluss, Stablänge: 420 mm, d: 25 mm. Wärmeleitstab, Cu 04518-11 Wärmeleitstab, Al 04518-12

Wärmeleitungsgerät Gebogene Metallstäbe werden mit einem Ende in siedendes Wasser mit dem anderen in kaltes Wasser gehalten. Der Wärmefluss durch den Stab lässt sich aus der Erwärmung des kalten Wassers bestimmen. Er ist vom Material aber auch von der Querschnittsfläche und Länge des Stabes abhängig. Dies lässt sich z. B. durch Kupferstäbe mit verschiedenen Abmessungen nachweisen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Funktion und Verwendung Zum Nachweis der unterschiedlichen Wärmeleitung von Metallen durch Abschmelzen von Wachskugeln oder Entzünden von Streichholzköpfen an den Stabenden. Ausstattung und technische Daten Metallstäbe mit axialer Bohrung zur Aufnahme z. B. von Streichhölzern, sternförmig montiert auf Metallträger mit Handgriff, Material: Kupfer, Messing, Stahl, Stablänge: 70 mm, Stabdurchmesser: 5 mm, 1 Becher Wachs (04515-00) enthalten

TESS advanced Physik Handbuch Wärme 01160-01 Deutsch P1043200

Stäbe, U-formig

04516-00

Wärmeleitungsapparat Funktion und Verwendung Zum Vergleich der Wärmeleitfähigkeit fester Körper und zur Bestimmung des Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit.

Funktion und Verwendung Nach Ingenhousz, zur Demonstration der unterschiedlichen Wärmeleitung verschiedener Materialien. Ausstattung und technische Daten Aluminiumgefäß mit Wärmeschutzring, Deckel mit 6 Stäben gleicher Geometrie und mit Temperaturindikatorpapier, Stäbe: Holz, Aluminium, Kupfer, Zink, Stahl und Messing, Stablänge: 200 mm, d: 10 mm 04517-00

excellence in science 280

Aluminiumstab, U-Form, d = 5 mm, b = 175 mm 05910-00 Kupferstab, U-Form, d = 5 mm, b = 175 mm 05910-01 Messingstab, U-Form, d = 5 mm, b = 175 mm 05910-02 Kupferstab, U-Form, d = 3 mm, b = 175 mm 05910-03 Kupferstab, U-Form, d = 5 mm, b = 120 mm 05910-04 Glasstab, U-Form, d = 5 mm, b = 175 mm 05911-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.3 Wärmetransport

Metallstäbe, Cu, Al, Fe, je 10 Stück

Funktion und Verwendung Für Wärmeleitungsversuche. Ausstattung und technische Daten Durchmesser: 3 mm, Länge: 120 mm

Absorption von Wärmestrahlung Wärmestrahlung wird von Körpern mit dunklen Oberflächen stärker absorbiert als von Körpern mit hellen oder gar blanken Oberflächen. Als Strahlungsquelle dienen die Sonne, ein Wärmestrahler oder eine Lampe oder auch eine leuchtende Flamme. Zum Nachweis der Absorption werden gefärbte Reagenzgläser oder Becher mit verschiedenen Oberflächen verwendet. Die Temperaturerhöhung des Luftraums im Inneren kann entweder direkt mit Thermometern gemessen oder indirekt über die Ausdehnung der erwärmten Luft über U-Rohr-Manometer angezeigt werden. Die Abstrahlung von Wärmeenergie ist ebenfalls von der Beschaffenheit der Oberfläche eines Körpers abhängig. Dies lässt sich jedoch nur ungenügend durch Abkühlung und Temperaturmessung nachweisen. Dafür sollte die Abstrahlung eines „Leslie-Würfels“ mit einer Thermosäule untersucht werden.

06343-06

Wind-, Wasser-, Dampfrad

Absorption von Wärmestrahlung

Funktion und Verwendung Geeignet als Wasserrad oder zum Nachweis von Luftströmungen z. B. hervorgerufen durch Flammen oder andere Heizquellen Ausstattung und technische Daten Mit 12 Flügeln zum Einstecken in die Radnabe, Anstellwinkel der Flügel beliebig einstellbar, Radnabe und Haltestab, aus Kunststoff, Raddurchmesser: 120 mm, Länge des Stabes: 220 mm Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur 02527-00

Zirkulationsrohre

TESS advanced Physik Handbuch Wärme 01160-01 Deutsch P1043500

Wärmestrahler, 230 VDC/AC, 250 W, Infrarot

Funktion und Verwendung Für Schülerversuche zur Beobachtung von Wärmeströmungen in Flüssigkeiten. Zirkulationsrohr, klein 04510-01 Zirkulationsrohr, groß 04510-00 Heizungsmodell 04509-00

Ausstattung und technische Daten Keramikgehäuse weiß glasiert, Durchmesser: 125 mm, Höhe: 158 mm, Schraubsockel: E27, Leistungsaufnahme: 250 W, Anschlussspannung: 230 V~ 04036-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 281

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.3 Wärmetransport

Reagenzgläser für Absorption

Parabolspiegel, 1 Paar

Funktion und Verwendung Farbige Reagenzgläser zur Demonstration der Absorption von Wärmestrahlung als Funktion der Oberflächenfarbe. Ausstattung und technische Daten Länge: 200 mm, Außendurchmesser: 30 mm, Wandstärke: 1,0...1,4 mm, Stopfenbett: SB 29, Material: Duran®, weiß und matt lackiert Reagenzglas, d = 30 mm, l = 200 mm, weiß, SB 29 36294-05 Reagenzglas, d = 30 mm, l = 200 mm, schwarz, SB 29 36294-06

Becher für Absorption

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Bündelung von Strahlung. Vorteile Lichtquelle und Klemmvorrichtung können jeweils in der Achse verschoben werden. Ausstattung und technische Daten Spiegel mit Haltestielen, Lampenfassung E14 mit Glühlampe 6 V / 5 A, mit Zündholzhalter, Spiegeleinsätze jeweils in Achsrichtung verschiebbar, Durchmesser: 465 mm, Brennweite: 100 mm 04540-00

Strahlungswürfel und Rührer

Ausstattung und technische Daten Durchmesser: 30 mm, Länge: 60 mm Becher, blank 05903-00 Becher, schwarz 05904-00

Radiometer nach Crookes Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der Temperaturabhängigkeit von Wärmestrahlung von verschiedenen Oberflächen. Ausstattung und technische Daten Messinghohlwürfel mit den Seitenflächen metallisch blank und matt sowie weiß und schwarz lackiert, Deckel mit Öffnung für Rührer und Thermometer, Maße (mm): 120 x 120 x 120 Zubehör Rührer (04555-01) Funktion und Verwendung Zur Umwandlung von Strahlungsenergie in kinetische Energie. Ausstattung und technische Daten Spitzengelagertes Flügelkreuz aus einseitig geschwärztem Glimmer, in evakuiertem Glasgefäß, Höhe: 210 mm, Kugeldurchmesser: 70 mm 06676-00

excellence in science 282

Strahlungswürfel nach Leslie 04555-00 Rührer zum Strahlungswürfel nach Leslie 04555-01

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.3 Wärmetransport

Thermosäule nach Moll und Zubehör

Thermohaus

Funktion und Verwendung Thermosäule zum Nachweis von Wärmestrahlung und Messung des Strahlungsflusses. Ausstattung und technische Daten Metallzylinder mit poliertem, konischem Reflektor, mit nicht selektiver schwarzer Kohlebeschichtung und 16 Thermoelementen in Reihe geschaltet und 4-mm-Anschlussbuchsen, mit abnehmbaren Haltestiel, inklusive Schutzglasfenster zur Verringerung von Strahlungsverlusten und Kalibrierzertifikat mit Empfindlichkeitsangabe. Spektralbereiche: ohne Fenster: 200...50000 nm, mit Fenster: 300...3000 nm. Ansprechzeit (95%): max. 30 s, Durchmesser Absorberfläche: 12 mm, Öffnungswinkel: 10°, maximale Strahlungintensität: 2000 W/m², Empfindlichkeit: 20...40 µV/W/m², Durchmesser/Länge (mm): 34/80, Stiellänge: 170 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Masse: 600 g Thermosäule nach Moll 08479-00 Schutzrohr für Thermosäule 08479-01 Spalt für Thermosäule, aufsteckbar 08479-02

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Durchführung quantitativer Wärmedämmungsexperimente. Ausstattung und technische Daten Grundgerät mit integrierter Heizung und austauschbaren Messwänden aus: Holz (d = 10, 20, 30 und 40 mm), Glas (d = 5 mm) und Isolierglas sowie Styropor (d = 20 mm), Heizung: 60 W / 230 V-Glühlampe E27, Diodenbuchsen für elektronische Heizungsregelung und Temperaturfühleranschluss, Anschlussspannung: 230 V, Maße (mm): 400 x 400 x 400 04507-93

Heizungsregelung, elektronisch, für Thermohaus

Wärmedämmungstesteinheit

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung

Regeleinrichtung für Thermohausheizung (04507-93).

Experimentiersatz für Schülerversuche zur Beobachtung von Wärmedämmeigenschaften verschiedener Wandmaterialien und zur Erarbeitung der Begriffe Wärmedämmung, Wärmeleitung und Wärmekapazität.

Ausstattung und technische Daten

Vorteile Neben den mitgelieferten Untersuchungsmaterialien können auch andere Materialien (Feder, Wolle, usw.) untersucht werden. Durch Anfeuchten von Sand oder Sägemehl können nasse Holz- und Steinwände simuliert werden. Ausstattung und technische Daten

Mit Temperatursteller, Heizphasenanzeige, NTC-Temperaturfühler in Metallschutzrohr, Analogausgang / 4-mm-Buchsen und Schukodose für Heizungsanschluss, Schaltleistung: max. 100 W, Regelbereich: 35...70°C, Regelgenauigkeit: +/-2°C, Analogausgang: 0... 12 V DC, Anschlussspannung: 230 V, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit fester Netzanschlussleitung, Maße: (mm) 225 x 110 x 65, mit 100 W-Glühlampe zur Schnellheizung 04506-93

Zwei isolierte Glasgefäße mit Bodenplatte und Abdeckring, Durchmesser: 160 mm, Höhe: 80 mm, inklusive Aufbewahrungsschale und Versuchsmaterialien. Versuchsmaterialien: Styropor (Dämmstoff), Mineralwolle (Dämmstoff), Sand (Steinwand), Sägemehl (Holzwand) und Aluminiumfolie (Fenster- und Türrahmen) 04505-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 283

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.4 Kalorimetrie

Spezifische Wärmekapazität fester Körper

Ein Kalorimeter wird mit Wasser von Raumtemperatur gefüllt. Metallkörper werden im Wasserbad erhitzt und in das Kalorimeter gegeben, die Mischungstemperatur wird gemessen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch

Spezifische Wärmekapazität von Wasser

Für Schülerversuche wird ein Kalorimeter verwendet, das aus zwei Bechergläsern und wärmeisolierenden Filzplatten zusammengesetzt wird. - nur kleine Wassermengen erforderlich - durchsichtiges Kalorimeter

P1349400

- separate Heizspule Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Wärme 01160-01 Deutsch

Set Kalorimetrie

P1043900

TESS advanced Physik Handbuch Wärme

Funktion und Verwendung Mit diesem Geräteset kann eine Vielzahl von Messungen zu Wärmekapazitäten, Reaktionsenthalpien, Lösungsenthalpien, Neutralisationsenthalpien, Schmelzenthalpien und Mischungsenthalpien durchgeführt werden. Vorteile Das Set zeichnet sich durch seinen didaktisch klaren und übersichtlichen Aufbau aus: Das durchsichtige Kalorimetergefäß erlaubt dabei zu jeder Zeit Einblick in die ablaufenden Reaktionen. Besonders einfache Bestimmung der Wärmekapazität des Kalorimetersystems über Zuführen einer genau messbaren Menge an elektrischer Heizenergie.

01160-01

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)

Ausstattung und technische Daten Es wird komplett mit Stativmaterial und Kleinteilen geliefert: Kalorimeter, durchsichtig, Heizspule mit Buchsen, Magnetrührer, Arbeits- und Leistungsmessgerät, Netzgerät, universal, Kleinteile, CD mit Literatur. Temperaturmessgeräte sind nicht im Lieferumfang enthalten. Zubehör Messwerterfassungs-Set für das "Set Kalorimetrie" zur Aufzeichnung der Temperaturverläufe während der Messung 01310-01

43030-88

excellence in science 284

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.4 Kalorimetrie

Schülerkalorimeter

Schülerkalorimeter 04404-88 Becherglas DURAN®, niedrige Form, 250 ml 36013-00 Becherglas DURAN®, niedrige Form, 400 ml 36014-00 Filzplatte, 100 x 100 mm 04404-20 Deckel für Schülerkalorimeter 04404-01 Heizspule mit Buchsen 04450-00 Rührstab 04404-10

Kalorimeter, 500 ml

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität von festen Körpern oder Flüssigkeiten und zur Messung von Umwandlungsenergien. Ausstattung und technische Daten Wärmeisolierter Aluminiumtopf in Kunststoffbehälter, Deckel mit Hubrührer, Heizwendel und 4-mm-Buchsen, Heizung: max. 60 W / 3 Ohm, Höhe: 130 mm, Durchmesser: 160 mm 04401-00

Mechanisches Wärmeäquivalent Probekörper und Beutel für Kalorimetrie

Prinzip Funktion und Verwendung Probekörper gleicher Masse zur Bestimmung von Wärmekapazitäten. Ausstattung und technische Daten Material: Eisen, Messing, Aluminium, Masse: 60 g, Grundfläche (mm): 20 x 20 Zubehör Beutel zur Aufnahme von Probekörpern oder Eisstücken bei kalorimeterischen Messungen (04408-00). Metallkörper, Satz von 3 Stück 04406-00 Beutel, Gaze 04408-00

In diesem Versuch wird ein Metall-Testkörper gedreht und durch die Reibung wird ein gespanntes Band aus synthetischem Material erhitzt. Das mechanische Wäremequivalent wird durch die definierte mechanische Arbeit und dem thermischen Energieanstieg der von dem Temperaturanstieg abgeleitet wird, bestimmt. Ausgehend von der Gleichwertigkeit mechanischer Arbeit und Wärme, wird die spezifische Wärmekapazität von Aluminium und Messing berechnet. Aufgaben 1. 2.

Bestimmung des mechanischen Wärmeäquivalents von Aluminium und Messing. Berechnung der spezifischen Wärmekapazität von Aluminium und Messing.

Lernziel Mechanisches Wärmeäquivalent, Mechanische Arbeit, Thermische Energie, Wärmekapazität, Erster Hauptsatz der Thermodynamik, Spezifische Wärmekapazität Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2330200

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 285

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.5 Solartechnik

TESS Applied Sciences Sets Erneuerbare Energie

Halogenlampe mit Reflektor und Halter

Funktion und Verwendung Eignet sich in Verbindung mit dem Halter für Halogenlampe mit Reflektor (05781-00) als Ersatz-Sonne für Schülerversuche zur Solarenergie bzw. zur erneuerbaren Energie. Halogenlampe mit Reflektor, 12V / 20 W 05780-00 Halter für Halogenlampe mit Reflektor 05781-00

Parabolrinnen-Einheit TESS Physik Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD 13287-77 TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1 13287-88 TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN2 13288-88

Solarbatterie aus 4 Zellen mit Steckern Funktion und Anwendung Modell zur Untersuchung des Prinzips und der Arbeitsweise von Solarenergie-Anlagen mit konzentrierenden Spiegeln. Zur Durchführung von Schülerversuchen oder Demonstrationsversuchen zum Thema erneuerbare Energie, speziell Solarkraftwerke. Vorteile Funktion und Verwendung Solarbatterie aus 4 in Reihe geschalteten Solarzellen zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und zur Versorgung von Geräten mit einer Gleichspannung von ca. 2V. Diese Solarbatterie ist besonders für Schülerexperimente zum Thema erneuerbare Energie geeignet. Vorteile Vielfältige Experimente zum Thema erneuerbare Energie, einfache Verbindung zu anderen Geräten durch 4-mm-Stecker und langes Kabel, Grundplatte aus Metall sorgt bei Lichteinstrahlung für Ableitung der Wärme (niedrige Temperatur) und dadurch für hohe Effizienz der Solarzellen, Schutz der Solarzellen durch Kunststoff-Beschichtung Ausstattung und technische Daten 4 polykristalline Siliziumzellen in Reihenschaltung, mit Kunststoff beschichtete Metallplatte, Größe der Einzelzellen: 50 mm x 50 mm, 30-cm-Anschlusskabel mit 4-mm-Steckern, Spannung: ca. 2V-, Stromstärke: max. 700 mA, Fläche: 130 mm x 115 mm 06752-20

excellence in science 286

Einfache Montage, Temperaturmessung im Reagenzglas auch mit einem Thermometer möglich, Realitätsnahe Ausführung der Komponenten Ausstattung und technische Daten Hoch reflektierender linearer konkaver Spiegel mit Halter: HxBxT: 110 mm x 90 mm x 55 mm, Brennweite: 2,5 cm, geschwärztes Reagenzglas mit Schraubkappe (Typ GL 18/8): 160 mm x 16 mm, Glasrohr: Länge 250 mm, Durchmesser: 8 mm Zubehör Klemmhalter, d = 16mm, mit Stiel (05764-00) 05765-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.5 Solartechnik

Vergleich von Kollektoraufbauten mit einem Kollektortestfeld

Mit dem Kollektortestfeld kann das Temperaturverhalten von vier unterschiedlich ausgelegten Sonnenkollektoren untersucht werden. Gezeigt wird der Einfluss von Absorberfarbe, Wärmeisolierung und Glasabdeckung. Die Messungen erfolgen gleichzeitig unter gleichen Bedingungen (Beleuchtung, Luftströmung). Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sonnenenergie, Teil 1, Sonnenkollektor 16630-11 Deutsch P0882100

Sonnenkollektor-Testfeld

Sonnenkollektor

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur schrittweisen Erarbeitung aller Kollektorfunktionen. Ein großer Rohrdurchmesser ermöglicht einen einwandfreien Schwerkraftumlauf. Ausstattung und technische Daten Rückseitige Isolierung und vordere Glasabdeckung abnehmbar, schwarzer Edelstahlabsorber mit senkrechten parallelen Bahnen für den Wasserdurchfluss, Hahn zum Befüllen und Entleeren auf der Unterseite, Ausdehnungsgefäß aus Glas, Rahmen des Kollektors mit Winkelskale und Befestigungsschraube zum Einstellen des Beleuchtungswinkels, zwei Temperaturmessstellen zur Messung der Wassertemperaturen am Einlauf und Auslauf des Kollektors. Absorber: Volumen: ca. 350 ml, Abmessungen (mm): 300 x 400, Wärmedämmung: Polyurethanschaum, Dicke 20 mm, Temperaturmessstellen: 2, Gehäusemaße (mm): 480 x 520 x 60 Zubehör Gestell für Sonnenkollektor (06757-00), Thermometer, -10...110°C (38005-02), Empfohlen: Umwälzpumpe mit Durchflussmesser (06754-01), Wärmetauscher (06755-00), Schutzhülsen für Temperaturmessfühler (11762-05) 06753-00

Gestell für Sonnenkollektor

Funktion und Verwendung Einsetzbar in Gestell für Sonnenkollektor (06757-00). Ausstattung und technische Daten Vier Kollektoren in Metallrahmen mit Winkelskale und Befestigungsschraube an der Seite zum Einstellen des Beleuchtungswinkels. Rückseitig Aufnahmebuchsen für Temperaturmessfühlern bzw. Thermometern Kollektoren: Weißer und schwarzer Absorber, schwarzer Absorber in PUR-Schaum, schwarzer Absorber in Pur-Schaum mit Glasabdeckung, Absorbermaterial: Kupfer, lackiert, Absorberflächen (mm): 100 x 100, Rahmenmaße (mm): 365 x 280 x 60

Funktion und Verwendung Stahlrohrgestell zur standsicheren Halterung für Sonnenkollektor, Sonnenkollektortestfeld oder Solargenerator.

Zubehör

Ausstattung und technische Daten

Gestell für Sonnkollektor (06757-00), Thermometer, -10...110°C (4 x) (38005-02), andere Temperaturmessfühler

Maße (mm): 430 x 360 x 370

06756-00

06757-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 287

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.5 Solartechnik

Absorption von Wärmestrahlung mit einem Sonnenkollektor

Am Aluminium-Rahmen der Demo-Tafel wird die Muffe auf dem Träger 02164-00 als Halterung für eine Reflektorlampe befestigt. Mit den Absorberplatten des Solarkollektors 02165-00 lässt sich z. B. der Einfluss der Farbe des Absorbers untersuchen. Demonstrative Anzeigen für Temperatur und Zeit können an der Tafel befestigt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT) 01154-01 Deutsch P1292100

Sonnenkollektor für Schülerversuche

Umwälzpumpe mit Durchflussmesser

Funktion und Verwendung Zur Wasserförderung mit einstellbarer Volumenstromstärke. Ausstattung und technische Daten Metalltischgestell mit frontseitigem Durchflussmesser und rückseitiger Zahnradpumpe mit Anschlussoliven. Durchflussmesser mit Nadelventil und skaliertem Schauglas. Messbereich: 0...200 cm3 / min, Teilung: 10 cm3 / min, Flüssigkeit: Wasser, Gebrauchslage: senkrecht, Betriebstemperatur: max. 90°C, Betriebsdruck: max. 3,8 . 105 Pa, Schlauchanschluss: d = 10 mm, Anschlussspannung: 3...6 V, Stromstärke: 1,5 A , Gehäusemaße (mm): 120 x 140 x 315 06754-01

Wärmetauscher

Funktion und Verwendung Für Schülerexperimente zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärmeenergie, vor allem zur Durchführung grundlegender Experimente zur Funktionsweise eines Sonnenkollektors. Absorption von weißer und schwarzer Fläche oder Einfluss der Isolierung sowie der Treibhauseffekt können untersucht werden. Der Sonnenkollektor kann ebenfalls als sogenanntes Thermohaus mit Styroporwänden und Fenster eingesetzt werden. Vorteile

Funktion und Verwendung

Kompaktes, vielseitiges Schaumstoffgehäuse zur Halterung und zum Isolieren der Absorberplatten, zwei Kerben an der Unterseite des Schaumstoffgehäuses zum Aufsetzen auf die Stangen der "optischen Bank" des Schülerversuchs-Systems, auch für Experimente zum Thermohaus um zur Wärmestrahlung geeignet., abgestimmt auf andere Geräte zum Thema erneuerbare Energie.

Zur Übertragung der mit dem Sonnenkollektor gewonnenen Energie in ein anderes System, z. B. Speicher oder Wärmepumpe (04370-88).

Ausstattung und technische Daten Schaumstoff-Gehäuse, schwarze und weiße Absorberplatte mit Bohrungen für Temperaturmessung, Stiel zum separaten Aufstellen der Platten, transparente Kunststoffscheibe, Stiel: l = 90 mm, d = 10 mm, Gehäuse: T x B x H: 60 mm x 115 mm x 150 mm 05760-00

excellence in science 288

Ausstattung und technische Daten Wendelförmig gebogenes, verzinntes Kupferrohr, Außendurchmesser: 100 mm, Rohrenden für Schlauchdurchmesser 10 mm 06755-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.5 Solartechnik

Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie

Motor, 2 V DC

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der gewonnenen elektrischen Energie aus Solarbatterie, Thermogenerator, Brennstoffzelle oder galvanischen Elementen. Auf Grund seiner Eigenschaften eignet sich dieser Qualitätsmotor besonders gut für elektrochemische Experimente. So läuft er schon bei einer Spannung von ca. 0,4 V und Stromstärken von einigen wenigen Milliampere an. D. h., er zeigt schon das Arbeiten kleiner galvanischer Zellen an, wenn die gelieferte Energie nicht ausreicht, um z. B. ein Glühlämpchen zu schwachem Glimmen anzuregen. Für diesen Motor ist auf im Aufbewahrungstablett für den Elektrochemie-Messplatz eine Bohrung angebracht, in die er einfach eingesteckt werden kann. Mit Hilfe einer Solarbatterie aus vier in Reihe geschalteten Zellen kann ein 2-V-Motor betrieben werden. Besonders eindrucksvoll ist es, wenn sich nicht nur eine leichte Scheibe dreht, sondern ein schwerer Wagen sich in Bewegung setzt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sonnenenergie, Teil 4, Spezifische Energieumwandlung 16630-41 Deutsch P0884701

Ausstattung und technische Daten Hochwertiger Gleichstrommotor, 2 V-, Feldmagnete permanent, Kunststoffgehäuse mit 10-mm-Stiel, elektrische Anschluss über zwei im Gehäuse integrierte 4-mm-Buchsen , Scheibe mit Markierungspunkt, Durchmesser: 20 mm 11031-00

Experimentierwagen für Energieumwandlung

Sektorscheibe für 2 V-Motor

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Wirkung der durch Energiedirektumwandlung aus Licht oder Wärmeenergie gewonnenen elektrischen Energie. Funktion und Verwendung Schwarz-weiß segmentierte Kunststoffscheibe (d = 10 cm) zum besseren Sichtbarmachen der Drehung des 2-V-Motors (11031-00). Die Scheibe wird einfach auf die Achse des Motors gesteckt. 11031-01

Ausstattung und technische Daten Wagen mit Gleichstrommotor 2 V-; stirnseitig befinden sich Stoßstangen, die mit einem Polwendeschalter gekoppelt sind, auf diese Weise wird die Fahrtrichtung beim Auffahren auf ein Hindernis umgekehrt. Auf der Wagenplatte befindet sich eine Einspannvorrichtung für Geräte mit 10-mm-Rundstiel und zwei 4-mm-Buchsen für die Stromversorgung des Motors. Max. Betriebsspannung: 2 V-, Geschwindigkeit bei 2 V auf ebener Fahrbahn: 5 cm / s, Leergewicht: ca. 580 g, Nutzlast: 2,5 kg, Abmessungen (mm): 310 x 130 x 80 11061-21

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 289

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.5 Solartechnik

Solarzellen, Solarbatterien

Solarzelle, 2,5 cm x 5 cm, DB

Polykristalline Siliziumzelle Auf Kunststoffplatte mit Haltestiel Durchsichtige Schutzscheibe Gekennzeichnete 4-mm-Anschlussbuchsen Hitzebeständig bis 100°C Größe der Kunststoffplatte (mm): 110 x 115 Leerlaufspannung U0: 0,6 V je Zelle Kurzschlussstrom Ik: ≤ 1,32 A Wirkungsgrad: ca. 9 % Temperaturkoeffizient von U0: -2,1 mV / K Temperaturkoeffizient von Ik: +0,01% / K Wellenlänge der max. Empfindlichkeit: 0,48...1,0 µm Leistungsschwächung durch die Scheibe: 11 %

Solarzelle, 5 x 10 cm 06752-05 Solarbatterie, 4-Zellen, 2,5 x 2,5 cm 06752-04 Solarbatterie, 8 Zellen, schaltbar 06752-03

Solarzelle und Halter

Funktion und Verwendung Polykristalline Siliziumzelle zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

mit Oberflächenschutz auf Metallträger mit fester Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern Maße (mm): 21 x 62

Zubehör Halter für Solarzelle 21 mm x 62 mm ( 06752-14) Solarzelle, 21 mm x 62 mm, mit Steckern 06752-13 Halter für Solarzelle 21 mm x 62 mm 06752-14

excellence in science 290

Funktion und Verwendung Zur Umwandlung von Strahlungs- in elektrische Energie. Ausstattung und technische Daten Polykristalline Siliziumzelle mit Oberflächenschutz, Abmessungen (cm): 2,5 x 5 09470-00

Transparente Funktionsmodelle Funktion und Verwendung Zur Demonstration von Bewegungsabläufen und zur Erklärung der Funktionsweise von Maschinen mit einem Tageslichtprojektor. Funktionsmodelle mit farbigen Einzelteilen auf quadratischer, transparenter Grundplatte. Die Modelle sind teilweise demontierbar, so dass die Funktionsweise schrittweise erarbeitet werden kann. Wankel-Kreiskolbenmotor, transparentes Funktionsmodell 04635-00 Viertaktmotor, transparentes Funktionsmodell 04636-00 Dieselmotor, transparentes Funktionsmodell 04637-00 Dampfmaschine, transparentes Funktionsmodell 04638-00 Zweitaktmotor, transparentes Funktionsmodell 04643-00 Zweitakt-Otto-Motor, transparentes Funktionsmodell 04644-00 Stirlingmotor, transparentes Funktionsmodell 04652-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie

TESS Physik Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD

Parabolrinnen-Einheit

Funktion und Anwendung Modell zur Untersuchung des Prinzips und der Arbeitsweise von Solarenergie-Anlagen mit konzentrierenden Spiegeln. Zur Durchführung von Schülersuchen oder Demonstationsversuchen zum Thema erneuerbare Energie, speziell Solarkraftwerke. Einfache Montage. Temperaturmessung im Reagenzglas auch mit einem Thermometer möglich. Realitätsnahe Ausführung der Komponenten. Ausstattung und technische Daten Hoch reflektierender linearer konkaver Spiegel mit Halter: H x B x T: 110 mm x 90 mm x 55 mm, Brennweite: 2,5 cm, geschwärztes Reagenzglas mit Schraubkappe (Typ GL 18/8): 160 mm x 16 mm; Glasrohr: Länge 250 mm, Durchmesser 8 mm 05765-00 TESS Physik Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD 13287-77 TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1 13287-88 Nutzung von Strahlungsenergie mit einem Sonnenkollektor P1292200

Stirlingmotor mit Cobra3

Modell eines Parabolrinnen-Feldes

Durchführung von qualitativen und quantitativen Messungen am Stirlingmotor, dabei werden die Messwerte für Druck, Drehzahl und Volumen mit Hilfe des Cobra3 - Interfaces aufgenommen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2360415

Cobra3 BASIC-UNIT, USB Prinzip In Parabolrinnenfeldern wird durch die Wärme in der Mittellinie der konzentrierenden Spiegel zunächst eine Flüssigkeit, z. B. Öl, erhitzt. Mit diesem heißen Öl wird Wasser verdampft, um Turbinen anzutreiben oder elektrische Energie zu erzeugen. Zum Erhitzen wird in den Schülerversuchen eine passende 12-VHalogenlampe verwendet. Eindrucksvoller ist der Aufbau des Versuches in der Sonne, hier ersetzt durch einen 120-W-Strahler. P9519300

Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 291

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie

Stirlingmotor mit dem Oszilloskop

Stirlingmotor-Messgerät pVnT

Prinzip Der transparente Stirlingmotor eignet sich nicht nur zur Demonstration der Funktionsweise, sondern auch zur Durchführung quantitativer Messungen, zur Untersuchung seines Verhaltens bei Belastung und zur Aufnahme und Auswertung des pV-Diagramms. Aufgaben 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Bestimmung des thermischen Wirkungsgrades des Brenners Kalibrierung der Sensoreinheit. Berechnung der gesamten Energie die vom Motor erzeugt wurde durch Ausmessen des pV-Diagramms auf dem Oszilloskop-Bildschirm. Bestimmung der mechanischen Arbeit und Leistung in Abhängigkeit von der Frequenz, mit Hilfe des Drehmomentmessers. Bestimmung der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Frequenz mit der Motor/Generator-Einheit. Berechnung des Wirkungsgrades.

Lernziel

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Stirlingmotor und Sensoreinheit zur Bestimmung thermodynamischer Zustandsgrößen des Stirlingkreisprozesses. Ausstattung und technische Daten Drei separate LED-Displays (h = 20 mm) zur gleichzeitigen Anzeige von Drehzahl, Temperaturen und Temperaturdifferenzen, Drehzahlmessbereich max. 1999 U/min, Temperatur T1/delta T -10..+500 °C, Temperatur T2 -10...+190 °C, 2 Normeingangsbuchsen für NiCr-Ni Thermoelemente, Diodenbuchse für Sensoreinheit, BNC-Ausgänge mit Analogsignalen für Druck/Volumen, Druckbestimmung 5,0 mV/hPa, Volumenbestimmung 2,4 ml/V, Anschlussspannung 230 V, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Tragegriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 234 04371-97

Erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, Reversible Prozesse, Isochore und isothermen Änderungen, Wirkungsgrad, Wärmepumpe

Sensoreinheit pVn für Stirlingmotor

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2360401

Stirlingmotor, transparent

Funktion und Verwendung In Verbindung mit dem Stirlingmotor-Messgerät zur Erfassung der Zustandsgrößen Druck und Volumen, sowie zur Drehzahlbestimmung. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Stirlingmotor zur Demonstration der Funktionsweise eines Heißluftmotors, einer Kältemaschine / Wärmepumpe. Transparenter Arbeitsund Verdrängerzylinder in 90 Grad-Anordnung, montiert auf Metallgrundplatte. 2 Temperaturmessstellen für NiCr-Ni Thermoelemente. Ausstattung und technische Daten Leistung ca. 1 W , Leerlaufdrehzahl ca. 800 U/min, Grundplatte (mm): 207 x 290, inklusive Spiritusbrenner Zubehör Motor/Generatoreinheit, Drehmomentmesser, Sensoreinheit, pVnTMessgerät, Thermoelemente 04372-00

excellence in science 292

Druckempfindlichkeit: 0,044 mV/hPa, Inkrementalgeber: 256 Imp/ Umdrehung Zubehör Stirlingmotor-Messgerät pVnT (04371-97) 04371-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie

Motor/Generator-Einheit

Zubehör für Sonnenmotorbetrieb

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung

Zum Betrieb des transparenten Stirlingmotors mit Sonnenenergie.

In Verbindung mit transparentem Stirlingmotor zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie und zum Betrieb als Wärmepumpe oder Kältemaschine.

Ausstattung und technische Daten

12 V-Gleichstrommotor mit zwei Schnurscheiben montiert auf Metallträger mit Glühlampenfassung E10, Umschalter und zwei 4 mm-Buchsenpaaren. Ausstattung und technische Daten Antirebsriemen, Glühlampe 4 V / 0,04 A Zubehör Stirlingmotor, transparent (04372-00)

Parabolspiegel, Durchmesser: 465 mm, Brennweite: 100 mm, kleines Schwungrad, Speicherrad aus Metall, Durchmesser: 70 mm, Halter für Parabolspiegel und Stirlingmotor, Montagewinkel mit Stiel, schwarzer Absorberring, Länge: 55 mm, Durchmesser: 34 mm Zubehör Halogenleuchte, 1000 W (08125-93) (Auf dem Foto ist ebenfalls der Kamin für Stirlingmotor 04372-04 zu sehen.) 04372-03

04372-01

Verbrennungsmotormodell Drehmomentmesser

Funktion und Verwendung Zur Leistungsbestimmung am transparenten Stirlingmotor. Federbelasteter Pronyscher Zaum mit Neigungsgewicht, einstellbarem Reibmoment und Drehmomentenskale. Ausstattung und technische Daten Messbereich 0,025 Nm 04372-02

Glaszylinder SB 34,5, mit Schutzkorb 05915-00 Hohlkörper, zylindrisch 05922-00 Gummistopfen mit Elektroden 05919-00 Gummiball mit Ventilen 05917-00 Glaszylinder SB 34,5 05915-01

Kamin für Stirlingmotor Funktion und Verwendung Zum Aufsetzen auf einen Spiritusbrenner zum gleichmäßigen Heizen des Stirlingmotors bei längeren Messreihen. 04372-04

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 293

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie

Wärmemotor

Thermogenerator, mit 2 Wasserbehältern

Funktion und Verwendung

Zur Demonstration der Energieumwandlungskette: Strahlungsenergie -> Wärmeenergie -> mechanische Energie. Wird die untere oder obere Hälfte des Rades bestrahlt, verlagert die Krümmung der Bimetallstreifen den Schwerpunkt, das Rad dreht sich.

Zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und zum Betrieb als Wärmepumpe, sowie zur Demonstration des Seebeck- und Peltiereffektes.

Ausstattung und technische Daten

Peltierelemente zwischen großen vernickelten Kupferblöcken (Wärmespeicher mit guter Wärmeleitung) mit Temperaturmessstellen, zusätzlich Wasserbehälter (Wärmespeicher) an die Kupferblöcke anschraubbar, einfache elekrtische Verbindung durch 4-mm-Buchsen

Speichenrad aus schwarzen Bimetallstreifen, Kugellager-Radnabe an axialem Stiel, Durchmesser: 32 cm Zubehör Geeignete Wärmequellen: Glühlampe 220 V / 120 W mit Reflektor (06759-93), Wärmestrahler 220 V / 250 W in Lampenfassung E 27 (04036-93), Netzanschluss (06751-00) 04235-00

Experimentierwagen für Energieumwandlung

Vorteile

Ausstattung und technische Daten 2 offene, anschraubbare Wasserbehälter, 2 Gummidichtungen, 2 Spannbacken, 4 Rändelschrauben, Anzahl der Thermoelemente: 142, Dauerbetriebstemperatur: 100 °C, Innenwiderstand: 2,8 Ohm, Betrieb als Thermogenerator: Ausgangsspannung bei ΔT = 40K ca. 2V, Betrieb als Peltier-Wärmepumpe: Stromstärke max. 6 A, Abmessungen: Generatorblock (mm): 24 x 80 x 126, Wasserbehälter (mm): 28 x 70 x 94, Masse: 2,9 kg Zubehör Durchflusswärmetauscher (04366-01), Kühlkörper (04366-02) 04366-00

Durchflusswärmetauscher

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Wirkung der durch Energiedirektumwandlung aus Licht oder Wärmeenergie gewonnenen elektrischen Energie. Ausstattung und technische Daten Wagen mit Gleichstrommotor 2 V-; stirnseitig befinden sich Stoßstangen, die mit einem Polwendeschalter gekoppelt sind, auf diese Weise wird die Fahrtrichtung beim Auffahren auf ein Hindernis umgekehrt. Auf der Wagenplatte befindet sich eine Einspannvorrichtung für Geräte mit 10-mm-Rundstiel und zwei 4-mm-Buchsen für die Stromversorgung des Motors.

Funktion und Verwendung

Max. Betriebsspannung: 2 V-, Geschwindigkeit bei 2 V auf ebener Fahrbahn: 5 cm / s, Leergewicht: ca. 580 g, Nutzlast: 2,5 kg, Abmessungen (mm): 310 x 130 x 80

Vorteile

11061-21

Zum Erzeugen einer konstanten Temperatur mit Hilfe von fließendem Wasser. Wird anstelle eines Wasserbehälters am Generatorblock des Thermogenerators (04366-00) befestigt. Der Thermogenerator kann mit Hilfe des Durchflusswärmetauschers als Peltier-Wärmepumpe genutzt werden, da dieser in der Lage ist, tiefe Temperaturen (ca. -15°C) zu erzeugen. Ausstattung und technische Daten Kammer aus vernickeltem Messing mit Schlaucholiven. Maße (mm): 28 x 70 x 94. 04366-01

excellence in science 294

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie

Kühlkörper

Thermogenerator für Schülerversuche

Funktion und Verwendung

Wird anstelle eines Wasserbehälters am Generatorblock des Thermogenerators befestigt.

Ausstattung und technische Daten Luftwärmetauscher aus schwarz eloxiertem Aluminium, Maße (mm): 190 x 100 x 50 04366-02

Thermogenerator, 1 Peltierelement

Das Peltier-Element ist zwischen zwei Aluminiumplatten montiert, ein großer Aluminiumblock dient als zusätzlicher Wärmespeicher. Vorteile Direkter Schutz des Thermoelementes vor Überhitzung durch fest montierte Aluminiumplatten, elektrische Anschlusskabel mit 4-mmSteckern, zusätzlicher Aluminiumblock zur Speicherung von Wärmeenergie, Aluminiumblock mit Stiel zur Halterung in Stativmaterial, Thermogenerator einfach kombinierbar mit anderen Geräten zum Thema erneuerbare Energie Ausstattung und technische Daten Peltier-Element: Stromstärke 1A, Spannung ca. 2 V, T_max = 125°C, Thermogenerator: Spannung >200 mV bei ΔT = 20°C, Leistung >20 mW (1 Ohm), >10 mW (5 Ohm), Kabellänge: 20 cm, 4-mm-Stecker, Thermogenerator (Peltier-Element) zwischen Aluminium-Platten L x B x H: 60 mm x 40 mm x 8 mm, Klammer zum Fixieren des Thermogenerators auf dem Aluminiumblock, Aluminiumblock mit Stiel (l = 55 mm) und Bohrung für Thermometer L x B x H: 49 mm x 40 mm x 20 mm 05770-00

Funktion und Verwendung Zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und zum Betrieb als Wärmepumpe, sowie zur Demonstration des Seebeck- und Peltiereffektes. 2 vernickelte Kupferwinkel mit Temperaturmessstellen für Thermometer und Temperaturfühler sowie 4-mm-Anschlussbuchsen. Dazwischen eingebettet ist ein Peltierelement mit 71 thermisch parallelgeschalteten Siliziumthermoelementen. Vorteile Standfeste Kupferwinkel, Temperaturmessungen direkt am Kupferwinkel möglich durch Bohrungen für Thermometer oder Temperaturfühler, einfache elektrische Anschlüsse über 4-mm-Buchsen Ausstattung und technische Daten Anzahl der Thermoelemente 71, Innenwiderstand 2,8 Ohm, Betrieb als Thermogenerator: 200 mV bei ΔT = 20°C, Leistung >20 mW (1 Ohm), > 10 mW ( 5 Ohm), Betrieb als Peltierelement: Stromstärke max. 6 A, Leistung 34,1 W, T_max. = 125°C, Maße (mm) 40 x 75 x 140 04374-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 295

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.6 Umwandlung von Wärmeenergie

Elektrische Kompressionswärmepumpe

Funktion und Verwendung Fehlbedienungssicheres Kompaktgerät auf Tischgestell.

Prinzip Druck und Temperatur im Kreislauf der elektrischen Wärmekompressionspumpe können in Abhängigkeit von der Zeit gemessen werden, wenn sie als Wasser-Wasser-Wärmepumpe arbeitet. Die aufgenommene und freigesetzte Energie berechnet sich aus der Erwärmung und Abkühlung der beiden Wasserbäder. Wenn sie als Luft-Wasser Wärmepumpe arbeitet, wird die Leistungsziffer bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Aufgaben Wasser-Wasser-Wärmepumpe: 1. 2.

Wärmepumpe, Kompressorprinzip

Messung des Drucks und der Temperatur im Kreislauf und in den Wasserbehältern abwechselnd auf der Kondensator und der Verdampferseite. Berechnung der aufgenommenen und abgegebenen Energie, sowie der Volumenkonzentration im Durchlauf und dem volumetrischen Wirkungsgrads des Kompressors.

Ausstattung und technische Daten Mit Frontwand, mit Hoch- und Niederdruckmanometern, mit 2 Schaugläsern zum Erkennen der Aggregatzustände, 4 Temperaturmessstellen jeweils vor und hinter 2 Wärmetauschern aus Kupferrohrspiralen, thermostatgesteuertes Expansionsventil, Druckschutzschalter, Kompressor und 2 Isoliergefäße mit Ablaufhahn, Rückwand abnehmbar zum Nachvollziehen der Leitungsführung, Hochdruckseite 1,5 MPa, Niederdruckseite 0,2 MPa, Nennleistung 150 W, Anschlussspannung 230 V, Gehäusemaße (mm) 750 x 350 x 630 04370-88

Transparente Funkionsmodelle

Luft-Wasser Wärmepumpe: 1.

Messung der Verdampfungstemperatur und der Wasserbadtemperatur auf der Kondensatorseite unter verschiedenen Bedingungen auf der Verdampferseite: - mit kaltem Luftstrom - mit heißem Luftstrom - ohne Gebläse.

Wenn ein Leistungsmesser zur Verfügung steht, kann die von dem Kompressor verbrauchte Energie bestimmt werden und die Leistungsziffer kann berechnet werden. Lernziel Kühlschrank, Kompressor, Drosselventil, Zirkulation, Verdampfer, Kondensator, Dampfdruck, Verdampfungsenthalpie Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2360200

Funktion und Verwendung Zur Demonstration von Bewegungsabläufen und zur Erklärung der Funktionsweise des Stirlingmotors mit einem Tageslichtprojektor. Die Modelle sind teilweise demontierbar, so dass die Funktionsweise schrittweise erarbeitet werden kann. Funktionsmodell mit farbigen Einzelteilen auf quadratischer, transparenter Grundplatte. Stirlingmotor, transparentes Funktionsmodell 04652-00 Dampfmaschine, transparentes Funktionsmodell 04638-00 Viertaktmotor, transparentes Funktionsmodell 04636-00 Zweitaktmotor, transparentes Funktionsmodell 04643-00 Dieselmotor, transparentes Funktionsmodell 04637-00 Wankel - Kreiskolbenmotor, transparentes Funktionsmodell 04635-00

excellence in science 296

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.7 Reibungswärme

Mechanisches Wärmeäquivalent

Kunststoffreibband

Funktion und Verwendung Zubehör für Experimente zur Reibungswärme. Prinzip

Ausstattung und technische Daten

Mit 2 Ösen, Abmessungen (mm): 900 x 6 x 1 04441-04

Handkurbel

Aufgaben 1. 2.

Bestimmung des mechanischen Wärmeäquivalents von Aluminium und Messing. Berechnung der spezifischen Wärmekapazität von Aluminium und Messing.

Funktion und Verwendung Zum Antrieb der Reibungswalzen für Experimente zur Reibungswärme. 04441-05

Gleitlager Reibungswalzen

Ausstattung und technische Daten Gleitlager mit Metallhülse zur Halterung in Stativmaterial, l = 400 mm Reibungswalze CuZn, d = 45mm, l = 44mm, m = 0,64 kg 04441-01 Reibungswalze CuZn, d = 45 mm, l = 94 mm, m = 1,28 kg 04441-02 Reibungswalze Al, d = 45 mm, l = 94 mm, m = 0,39 kg 04441-03

04441-06

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 297

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.7 Reibungswärme

Apparat zum mechanischen Wärmeäquivalent

Whitingsröhre, l = 500 mm

Funktion und Verwendung Potentielle Energie von Schrotkugeln wird durch Herunterfallen und Abbremsen in einem Rohr in Wärmeenergie umgewandelt. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Kunststoffrohr, l = 500 mm, d = 30 mm (04445-00) Gummistopfen, 32/30, ohne Bohrung (39258-00) Gummistopfen, 32/30, mit Bohrung (39258-01) Schrotkugeln, d = 2 mm, 120 g (03990-00)

Zur quantitativen Bestimmung von Reibungswärmen.

zusätzlich wird benötigt

Ausstattung und technische Daten

Schülerthermometer (38005-02), Laborthermometer, 0,1°C-Teilung (38057-00)

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Grundplatte mit Drehlager für Reibungswalzen und Bügel für Reibband Halterung an der Tischkante mit Schraubzwingen Reibungswalze, Cu / Zn, m = 0,64 kg Kunststoffreibband Handkurbel Thermometer, -10...30°C Wärmeleitpaste, 50 g Schraubzwinge

Zubehör ▪ ▪ ▪

Gewicht, z. B. 5 kg (44096-81) Kraftmesser, z. B. 100 N (03060-04) Zur Halterung des Thermometers empfohlen: Tischklemme PASS (02010-00), Universalklemme mit Gelenk (37716-00)

04440-00

excellence in science 298

▪ ▪ ▪ ▪

Whitingsröhre, l = 500 mm 04445-88 Rohr, Kunststoff, d = 30 mm, l = 500 mm 04445-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.8 Verhalten von Gasen

Set Gasgesetze mit Glasmantel und Cobra4

Funktion und Ausstattung Vollständige Gerätezusammenstellung um komfortabel mit der Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics und dem Glasmantelsystem die Gasgesetze experimentell zu erarbeiten. Vorteile

43003-88

Messwerterfassungs-Set für das Set Gasgesetze mit Glasmantel

Durch das Aufzeichnen der Messwerte mittels eines PCs können diese anschließend sehr einfach und schnell analysiert und graphisch dargestellt werden. Ausstattung und technische Daten Das Set beinhaltet: 1 Cobra4 Wireless Manager, 1 Cobra4 Wireless-Link, 1 Cobra4 SensorUnit Thermodynamics, Druck absolut 2 bar und 2 x Temperatur, 1 Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz, 1 Glasmantel, 1 Gasspritze, 100 ml, 1 Heizgerät für Glasmantel, 1 Tauchfühler, NiCr-Ni, Edelstahl, -50...1000°C, Alle nötigen Stativmaterialien und Kleinteile um die Apparatur aufzubauen und die Messungen zu den Gasgesetzen durchführen zu können. 43020-00

Set Gasgesetze mit Glasmantel

Funktion und Verwendung Bei Experimenten zu den Gasgesetzen erlaubt dieses Set das computerunterstützte Erfassen und Auswerten von Temperatur und Druck auf komfortable und einfache Art und Weise mittels des Messwerterfassungssystems Cobra3. Vorteile Durch das Aufzeichnen der Messwerte mittels eines PCs können diese anschließend sehr einfach und schnell analysiert und graphisch dargestellt werden. Ausstattung und technische Daten Das Set wird komplett mit allen nötigen Kleinteilen zur Befestigung der Messmodule an den Glasgeräten des "Sets Gasgesetze mit dem Glasmantel" geliefert: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Mit diesem Geräteset können Experimente zu folgenden Themen durchgeführt werden: Gasgesetz von Boyle-Mariotte, Gasgesetz von Gay-Lussac, Gasgesetz von Amontons, Ermittlung molarer Massen nach der Dampfdichtemethode

Cobra3 BASIC-UNIT USB-Netzgerät 12 VDC/2 A Software Cobra3 Gasgesetze Messmodul Druck Cobra3-Messmodulkonverter Cobra3-Temperatursensor Kleinteile

Messwerterfassungs-Set für das Set Gasgesetze mit Glasmantel 43003-30 Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Cobra3 Messmodul Druck 12103-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 299

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.8 Verhalten von Gasen

Glasmantel

Gesetz von Boyle und Mariotte

Funktion und Verwendung Zylindrischer Glaskörper aus DURAN®. Durch einen großen Rohrstutzen können spezielle Einsätze (Gasspritze, Kalorimetereinsatz, etc.) mit einem Außendurchmesser von 36 mm eingebracht und flüssigkeitsbzw. gasdicht verschraubt werden. Ein zweiter kleiner Glasrohrstutzen mit einer Glasgewindeverschraubung GL 18/8 auf der gegenüberliegenden Seite nimmt die axialen Ansatzrohre der Einsätze auf und fixiert sie. Die beiden oberen Glasrohrstutzen mit Schraubverbindungen GL 18/8 dienen zur Aufnahme von Thermometern bzw. Thermofühlern oder Glasrohren (Durchmesser jeweils 8 mm). Ebenso dienen sie zum Einfüllen von Flüssigkeit. An einem Glasrohrstutzen befindet sich eine Schlaucholive. Hier kann ein Schlauch angeschlossen werden, z. B. um eventuell überlaufende Heizbadflüssigkeit gefahrlos abzuleiten. Im Lieferumfang sind 2 Verschlusskappen GL 18 enthalten. Vorteile Der Zylinder ist aus DURAN®, was ihm eine extreme Hitzebeständigkeit, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, mechanische Festigkeit und ausgezeichnete chemische Resistenz verleiht. Als zentrales Gerät des Gerätesystems Glasmantel nimmt der Glasmantel verschiedene Systemeinsätze zur Kühlung oder Beheizung auf und ermöglicht so den Aufbau von Apparaturen zur Messung der Gasgesetze, Ermittlung von molaren Massen, Bestimmung kalorischer Größen, Gaschromatographie und Wasserdampfdestillation.

Prinzip Die allgemeine Gasgleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines abgeschlossenen Gasvolumens. Zur Messung des Zusammenhangs zwischen Volumen und Druck dient eine Gasspritze, die mit Hilfe von Motorenöl abgedichtet ist. Das Wasserbad vermeidet Temperaturschwankungen bei Kompression und Expansion und ermöglicht außerdem die Aufnahme von Isothermen bei verschiedenen Temperaturen. Die Messdaten lassen sich bei diesem Aufbau leicht mit Hilfe des Interface-Systems Cobra3 aufzeichnen und auswerten. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Deutsch Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3 (C3BT) 01320-01 Deutsch P1350200

Ausstattung und technische Daten 3 Anschlussstutzen mit Verbindungskappen GL 18/8, 1 Flansch mit Schraubring, Überwurfmutter und Dichtung zum wasser- und luftdichten Einbau zylindrischer Einsätze mit Außendurchmesser 36 mm, Gesamtlänge des Glasmantels: 210 mm, Durchmesser des Glasmantels: 75 mm, Länge des Glaszylinders: 155 mm, Durchmesser der Olive: da = 8 mm

Gesetz von Gay-Lussac

Zubehör Gasspritze (02614-00), Kalorimetereinsatz (02615-01) 02615-00

Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)

Die allgemeine Gasgleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines idealen Gases. Sie ist die Grundlage für das Verständnis thermodynamischer Prozesse. Das Gesetz von Gay-Lussac beschreibt den Zusammenhang zwischen Volumen und Temperatur bei konstantem Druck. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT) 01154-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT) 01310-01 Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3 (C3BT) 01320-01

excellence in science 300

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1292400

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.8 Verhalten von Gasen

Gerät zur Kompressibilität von Gasen

Zustandsgleichung idealer Gase

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Demonstration des Zusammenhangs von Volumen und Druck bei Gasen. Ausstattung und technische Daten Glasrohr mit demonstrativer Volumenskale, Splitterschutzummantelung, Manometer mit Überdruckventil, Ventile mit Anschlussoliven für Wasserversorgung, Stiel für Tischmontage, 2 Druckschläuche 1,5 m, Schlauchschellen, Messbereich: 0...4 bar, Länge: 500 mm, Durchmesser: 50 mm 04363-00

Manometer -1,0..0,6 bar

Prinzip Der Zustand eines Gases ist abhängig von seiner Temperatur, seinem Druck und dem Stoffmengenanteil. Für den Grenzfall eines idealen Gases werden diese Zustandsvariablen durch die allgemeine Zustandsgleichung, aus der besondere Zusammenhänge für bestimmte Veränderungen des Zustandes abgeleitet werden können, verknüpft. Aufgaben Für eine konstante Menge Gas (Luft) untersuche die Korrelation von: 1. 2. 3.

Volumen und Druck bei konstanter Temperatur (Boyle und Mariotte´s Gesetz) Volumen und Temperatur bei konstantem Druck (Gay-Lussac's Gesetz) Druck und Temperatur bei konstantem Volumen (Charles' Amontons' law)

Aus den erhaltenen Beziehungen berechne die Gaskonstante, sowie auch den Wärmeausdehnungskoeffizienten, den Wärmespannungskoeffizienten und den Kompressibilitätskoeffizienten. Lernziel Funktion und Verwendung Zur quecksilberfreien Differenzdruckmessung im Bereich von -1,0...0,6 bar. Zum Anschluss an Geräten mit einer Metallolive bestückt.

Druck und Temperatur, Volumen, Wärmekoeffizient, Wärmespannungskoeffizienten, Kompressibilitätskoeffizient, allgemeine Zustandsgleichung idealer Gase, allgemeine Zustandsgleichung, Boyle und Mariotte´s Gesetz, Gay-Lussac´s Gesetz, Charles´ (Amonton´s) Gesetz

Vorteile Metallgehäuse mit weit sichtbarer demonstrativer Skale. Ausstattung und technische Daten Messbereich: - 1,0...0,6, Teilung: 20 hPa, Gehäuse: Stahlblech, Durchmesser: 160 mm, Außendurchmesser des Anschlussstutzens: 8 mm (Olive)

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2320101

03105-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 301

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.8 Verhalten von Gasen

Demonstrationsgerät zur allgemeinen Gasgleichung

Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung

Prinzip Die Moleküle eines Gases bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Im Modellversuch mit dem Gerät zur kinetischen Gastheorie kann diese Verteilung durch Auffangen von Kugeln auf der Platte mit Ringsektoren veranschaulicht werden. Das Sammeln dieser Kugeln mit dem Auffänger mit Registrierkammer ergibt die Häufigkeitsverteilung der Geschwindigkeiten (Maxwellsche Verteilung). Aufgabe 1. 2. 3.

Messen Sie die Geschwindigkeitsverteilung des "Gas-Modells". Vergleichen Sie das Ergebnis mit dem theoretischen Verhalten wie von der Maxwell-Boltzmann-Verteilung beschrieben. Diskutieren Sie die Ergebnisse.

Funktion und Verwendung

Lernziel

Für quantitative Messungen bei verschiedenen Zustandsänderungen eines idealen Gases (Luft).

Kinetische Gastheorie, Temperatur, Gas-Moleküle, Modell kinetische Energie, Durchschnittliche Geschwindigkeit, Geschwindigkeitsverteilung

Ausstattung und technische Daten Messrohr des Luftvolumens termperierbar durch Wasserbad, demonstrative, farblich gekennzeichnete Messskale mit cm-Teilung, stabiles Gestell mit sternförmigem Fuß, 1 Gummistopfen mit einer 7-mmBohrung, 1 Gummistopfen ohne Bohrung, 1 Fülltrichter, Länge des Messrohres: 300 mm, Innendurchmesser: 11,4 mm, markiertes Volumen: 1,01 ml, Druckmessbereich: ca. 400...1600 hPa, Länge der Messskale: 130 cm, Länge des Stativs: 200 cm Zubehör Zusätzlich wird benötigt: Quecksilber, 1 kg (31776-70)

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2320300

Gerät zur kinetischen Gastheorie

04362-00

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Funktion und Verwendung Kompaktgerät für quantitative und qualitative Versuche mit einem Modellgas zur Wärmebewegung, zur Verdampfung und Destillation, zur barometrischen Höhenformel sowie zum Druck-Volumen-Gesetz. Vorteil Projizierbare Flachkammer mit Vibrationsbodenplatte mit Elektromotorantrieb. Deckplatte mit Führungsstange und Aufnahme für Kraftmesser. Mit Dosenlibelle und Haltestiel.

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. 16502-32

Ausstattung und technische Daten Motor 12 VDC/20 W, Flachkammermaße (mm) 60 x 180 x 20, inklusive 1000 Stahlkugeln, 10000 Glaskugeln, 4 Fang- u. 1 Filterkammer 09060-00

excellence in science 302

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.8 Verhalten von Gasen

Auffänger mit Registrierkammer

Adiabatenkoeffizient von Gasen - Gasoszillator nach Flammersfeld

Funktion und Verwendung

Prinzip

In Verbindung mit dem Gerät zur kinetischen Gastheorie zur Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Modellgases.

Der Adiabatenexponent x = cp /cv idealer Gase ist nur von der Anzahl der Freiheitsgrade eines Gasmoleküls abhängig, d. h. von der Anzahl der Atome im Molekül. Ein Körper schwingt in einem Präzisionsrohr auf einem Gasvolumen. Aus der Schwingungsdauer und aus den Abmessungen der Apparatur wird der Adiabatenkoeffizent des Gases berechnet.

Ausstattung und technische Daten Durchsichtiger, sektorförmiger Auffänger mit 23 Ringkammern in Abständen von 10 mm, auf Träger mit Dosenlibelle und Haltestiel, Maße (mm): 10 x 3 x 120 09061-00

Aufgabe 1.

Bestimmen Sie den Adiabatenkoeffizienten von für verschiedene Gase aus der periodischen Schwingungsdauer T, der Masse m und Volumen V des Gases.

Lernziele

Wärmekapazität von Gasen

Ideale Gasgleichung, 1. Gestez der Thermodynamic, Universelle Gaskonstante, Freiheitsgrad, Rüchardt Experiment, Wärmekapazität von Gasen, Isobaren, Isothermen, Isochoren und adiabatische Zustandsänderungen Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2320500

Gasoszillator nach Flammersfeld Prinzip Gas wird durch eine elektrische Heizung wohl definiert erwärmt. Der Temperaturanstieg führt zu einem Druckanstieg, der mit einem Manometer gemessen wird. Unter isobaren Bedingungen führt eine Temperaturerhöhung zu einer Volumendilatation, die mit einem Kolbenprober abgelesen werden kann. Die molaren Wärmekapazitäten cv und cp werden aus der Druck- oder der Volumenveränderung berechnet. Aufgaben 1.

Bestimmen Sie die molaren Wärmekapazitäten der Luft bei konstantem Volumen cv und bei konstantem Druck cp.

Lernziel

Funktion und Verwendung

Zustandsgleichung für ideale Gase, 1. Hauptsatz der Thermodynamik, Universelle Gaskonstante, Freiheitsgrade, isobare, isotherme, isochore und adiabatische Zustandsänderungen

Kompaktgerät zur Bestimmung des Adiabatenkoeffizienten nach der Rüchardt-Methode mit dämpfungsfreiem Oszillator.

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2320201

Ausstattung und technische Daten Stehglaskolben mit aufgesetztem Präzisionsschwingrohr mit seitlichem Schlitz, Schraubverschluss mit Gaseinleitungsrohr, Schwingkörper, Innendurchmesser des Präzisionsrohres: 12,00 mm +/- 0,01 mm, Durchmesser des Schwingkörpers: 11,90 mm +/- 0,04 mm, Schwingkörpermasse: ca. 4,7 g, Systemvolumen: ca. 1,13 l 04368-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 303

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.8 Verhalten von Gasen

Mariotte'sche Flasche (Abklärflasche)

Joule-Thomson-Effekt

Funktion und Verwendung

Prinzip

Glasgefäß aus Duran®, u. a. zur Erzeugung konstanter Ausflussgeschwindigkeiten.

Bei idealen Gasen ist die innere Energie allein von der Temperatur abhängig. Reale Gase gewinnen auch durch Kompression innere Energie. Man bezeichnet diese Erscheinung als Joule-Thomson-Effekt. Auf diese Weise können durch Expansion eines Gases sehr niedrige Temperaturen erzeugt werden. Ein Gasstrom wird einer Drosselstelle zugeführt, wo das Gas (CO2 oder N2) eine adiabatische Expansion erfährt. Die Unterschiede in der Temperatur, die zwischen den beiden Seiten der Drosselstelle bestehen, werden bei verschiedenen Drücken gemessen und der Joule-Thomson-Koeffizienten der betreffenden Gase wird berechnet.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

oben Stopfenbett SB 55 unten Normschliff NS 29

Mariotte'sche Flasche (Abklärflasche), 10 l 02629-00 Abklärflasche 1000 ml, SB 29 und NS 19 34175-00

Aufgabe 1. Bestimmung des Joule-Thomson Koeffizienten von CO2. 2. Bestimmung des Joule-Thomson Koeffizienten von N2.

Druckluftfeuerzeug

Lernziele Reales Gas, Innerer Energie, Gay-Lussac Theorie, van der WaalsGleichung, van der Waals-Kraft, Inverser Joule-Thomson-Effekt, Temperatur-Inversion Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2320600

Joule-Thomson-Apparatur

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Temperaturerhöhung eines Gases (Luft) bei adiabatischer Kompression durch Entflammen einer leicht brennbaren Flüssigkeit. Ausstattung und technische Daten Kunststoffüberzogener Duranglaszylinder mit eingepasstem Metallkolben mit Handgriff, Länge: 230 mm, Durchmesser: 18 mm, inklusive rutschfestem Auflageklotz (50 g), Ramsayfett und Reiniger. Zusätzlich wird genötigt Membranfilter, d = 50 mm, 100 Stück (64907-00) 04360-00

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur quantitativen Untersuchung des Joule-Thomson-Effektes. Vorteile Kunststoff-ummanteltes Glasrohr mit Drosselstelle und 2 Messstellen für Pt100-Temperaturfühler, Rahmengestell mit Manometer und Wendel aus vernickeltem Kupferkapillarrohr. Ausstattung und technische Daten Druckbereich 0...0,1 MPa, Teilung 5 kPa, Rohrlänge/-durchmesser (mm): 250/46, Kupferwendel 37,5 m/ 132 Windungen, 1 m Druckschlauch, Schlauchschellen 04361-00

excellence in science 304

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.9 Aggregatzustände

Kräfte beim Gefrieren von Wasser

Sprengkugel mit Verschlussschraube

Funktion und Verwendung Beschreibung Eis hat ein größeres Volumen als die gleiche Menge Wasser. Zum Beispiel platzen mit Wasser gefüllte Flaschen im Winter, wenn sie bei Frost draußen stehen bleiben. Dass auch dickwandige Kugeln durch gefrierendes Wasser zerspringen können, zeigt dieser Versuch. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

Verschraubbare Gusseisenkugel zum Nachweis der Ausdehnung von Wasser beim Gefrieren. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Wandstärke: ca. 3,5 mm Durchmesser (mm): ca. 70 mm

Sprengkugel mit Verschlussschraube 04322-00 Eimer mit Deckel, 2 l 04322-10

P1428100

Thermische Zustandsgleichung und kritischer Punkt Basissammlung Demo-Versuche Sek. I und Handbuch

Prinzip

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1. Mit der Basissammlung 01510-88 sind 87 Versuche durchführbar. Das Buch enthält 34 Versuche zum Thema Wärmelehre (davon 14 durchführbar mit der Basissammlung), davon 9 Versuche zum Thema Aggregatzustände (davon 4 durchführbar mit der Basissammlung). Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie 01500-01 Basissammlung Demo-Versuche Physik Sekundarstufe I 01510-88

Eine unter normalen Bedingungen gasförmige Substanz wird in ein variables Volumen eingeschlossen und die Druckveränderung mit dem Volumen wird bei verschiedenen Temperaturen aufgezeichnet. Der kritische Punkt wird aus der Fläche unter den Isothermen berechnet. Aufgaben 1. 2. 3.

Messung einer Reihe von p-V-Isothermen von Ethan. Bestimmen Sie den kritischen Punkt und der kritische Menge von Ethan. Berechnen Sie die Konstanten der van der Waals-Gleichung, die Boyle-Temperatur, den Radius der Moleküle und die Parameter des Wechselwirkungspotenzials.

Lernziel Ideales Gas, Reales Gas, Zustandsgleichung, Van der Waals-Gleichung, Boyle-Temperatur, Kritischer Punkt, Wechselwirkungs-Potenzial, Molekül Radius Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2320400

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 305

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.9 Aggregatzustände

Gerät zum kritischen Punkt

Dampfdruck von Wasser bei hohen Temperaturen

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur quantitativen Untersuchung realer Gase in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Volumen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Temperierbare Messkapillare aus Spezialglas, auf Edelstahldruckkammer mit Quecksilberfüllung Handrad zur Druckerzeugung Einlassventil mit Druckdosenanschluss Auslassventil für Vakuumpumpenanschluss demonstratives Manometer und transparenter Kunststoffzylinder mit Schlauchanschlussoliven zur Temperierung des Messvolumens. Messkapillare: 0...4 ml Teilung: 0,05 ml Druckbereich 0...50 bar Teilung 0,5 bar Temperaturbereich: 0...55°C Maße (mm) 335 x 340 x 670

Gerät zum kritischen Punkt 04364-10 Messkapillare für Gerät zum kritischen Punkt 04364-11 Druckdose, Ethan, 12 l 41772-09

Prinzip Mit dem Hochdruckdampfgerät, dass die Messung des Dampfdruckes von Wasser im Temperaturbereich von 100...250°C gestattet, können Untersuchungen realer Gase und Dämpfe durchgeführt werden. Typische Gleichgewichtszustände zwischen gasförmiger und flüssiger Phase können eingestellt werden. Dazu wird Wasser in einer geschlossenen Druckkammer mit konstantem Volumen erhitzt. Die Verdampfungswärme wird bei verschiedenen Temperaturen aus der Messung des Dampfdrucks in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3.

Messung des Dampfdrucks von Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur. Berechnung der Verdampfungswärme bei verschiedenen Temperaturen. Bestimmung des Siedepunktes bei Normaldruck durch Extrapolation.

Lernziel

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Siedepunkt, Verdampfungswärme, Clausius-Clapeyron-Gleichung, Van't Hoff Gesetz, Carnot-Prozess Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2340100

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. 16502-32

excellence in science 306

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.9 Aggregatzustände

Hochdruckdampfgerät, 0...60 bar

Kondensation durch Kompression mit der Gasverflüssigungspumpe

Funktion und Verwendung

Funktion und Anwendung

Kompaktgerät zur Dampfdruckbestimmung von Wasser im Bereich von 100...300°C.

Kunststoffüberzogener Duranglaszylinder mit Kolben an arretierbarer Führungsstange mit Handgriff, zur Verflüssigung und anschließendem Verdampfen von Gasen.

Ausstattung und technische Daten Metallzylinder mit Manometer und Aufnahmebohrung für Thermometer, auf Haltestiel , Druckbereich: 0...60 bar, Zylinderlänge: 140 mm, Zylinderdurchmesser: 50 mm, inklusive je 5 Ersatzbleidichtungen für Manometer und Dampfkessel Zubehör Heizquelle: z. B. elektrisches Heizgerät (32246-93) oder Bunsenbrenner (32165-05) und Gasschlauch (39281-10), Thermometer, -10...250°C (38065-00), Stativmaterial 02622-10

Sicherheitsflasche mit Manometer und Dreiwegehahn

Gasverflüssigungspumpe 08173-00 Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 190 g 47535-00 Butanbrenner Labogaz 206 32178-00 Schlauchsicherung für d = 10-17 mm 40998-00 Siliconschlauch, Innen-d = 7 mm 39296-00

Ice-Quick, Gerät zur Phasenumwandlung von Wasser in Eis

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Aus DURAN®; einsetzbar als Rückschlagsicherung (Woulffsche Flasche) in Versuchsapparaturen, die bei Unterdruck betrieben werden, mit der Möglichkeit der gleichzeitigen Druckkontrolle. Ausstattung und technische Daten Die Sicherheitsflasche besteht aus: Sicherheitsflasche, 500 ml, Feder-Manometer, 0...1000 hPa, Glasröhrchen, rechtwinklig, 155+85 mm, Dreiweghahn, kapillar, T-förmig Lieferung erfolgt ohne den mit abgebildeten Luftregler. 34170-88

Der Ice-Quick ist ein ohne elektrischen Strom arbeitendes Demonstrationsgerät, mit dem innerhalb von wenigen Augenblicken eine kleine Wassermenge gefroren werden kann. Er besteht aus einer kleinen Hand-Vakuumpumpe und einer mit Zeolith gefüllten Patrone, die über einen Schlauch miteinander verbunden sind. Die Patrone wird auf einen mit etwas Wasser gefüllten Kunststoffbecher gesetzt. Anschließend wird mit der Pumpe die Luft aus dem System entfernt. Nach wenigen Hüben beginnt aufgrund des erreichten Unterdrucks das Wasser bei Umgebungstemperatur zu sieden. Je mehr Luft aus dem System entfernt wird, desto besser saugt der Zeolith Wasserdampf von der Wasseroberfläche an und bindet ihn in seine Kristallstruktur ein (Adsorption). Das verbleibende Wasser kühlt sich dabei ab und friert, beginnend an der Oberfläche, nach kurzer Zeit ein. 46294-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 307

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.9 Aggregatzustände

Gefrierpunkterniedrigung

Siedepunkterhöhung

Prinzip Der Gefrierpunkt einer Lösung ist niedriger als der eines reinen Lösungsmittels. Die Absenkung des Gefrierpunktes kann experimentell, mit Hilfe eines geeigneten Gerätes (Kryoskopie), bestimmt werden. Wenn die kryoskopische Konstante des Lösungsmittels bekannt ist, kann die Molmasse der gelösten Substanz bestimmt werden.

Bestimmen Sie die Höhe der Absenkung des Gefrierpunktes nachdem ein starke Elektrolyt (NaCl) in Wasser gelöst wurde. Durch den Vergleich der experimentellen Werte mit den theoretisch erwarteten Werten für diese Konzentration, kann die Anzahl der Ionen bestimmt werden, in die der Elektrolyt zerfällt. Bestimmen Sie die Molmasse eines Nicht-Elektrolyten (Hydrochinon) durch den Wert des Absenkung des Gefrierpunktes.

1. 2. 3.

Messen Sie den Anstieg des Siedepunktes des Wassers in Abhängigkeit von der Konzentration von Kochsalz, Harnstoff und Hydrochinon. Untersuchung der Beziehung zwischen dem Anstieg des Siedepunktes und die Anzahl der Teilchen. Bestimmen Sie die Molmasse des gelösten Stoffes aus der Beziehung zwischen dem Anstieg des Siedepunktes und der Konzentration.

Lernziel

Lernziel Raoult´s Gesetz, Kryoskopische Konstante, chemisches Potential, Gibbs-Helmholtz Gleichung, Konzentrationsverhältnis, Dissoziationsgrad, Van´t Hoff Faktor, Kryoskopie Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Raoult´s Gesetz, Henry´s-Gesetz, Ebullioskopische Konstanten, Chemisches Potential, Gibbs-Helmholtz-Gleichung, Konzentrationsverhältnis, Dissoziationsgrad Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2340300

P2340400

Gerät zur Gefrierpunkterniedrigung

Gerät zur Siedepunkterhöhung

Funktion und Verwendung

Zur Bestimmung molarer Massen gelöster Stoffe durch Gefrierpunktserniedrigung.

Das Gerät dient zur Bestimmung molarer Massen gelöster Stoffe durch Siedepunkterhöhung.

Ausstattung und technische Daten

Das Gerät umfasst zwei zylindrische Glasgefäße, die ineinander gesetzt werden, das äußere Gefäß hat eine Glasgewindeverschraubung GL 45/ 32, das innere ist mit einer Glasgewindeverschraubung GL 25/10 versehen, aus DURAN®

2 zylindrische Glasgefäße aus DURAN, die ineinander gesetzt werden mit Glasgewindeverschraubung GL 45/32 u. GL 25/10.

36821-00

excellence in science 308

Der Siedepunkt einer Lösung ist immer höher als der eines reinen Lösungsmittels. Die Abhängigkeit des Temperaturunterschiedes (erhöhter Siedepunkt) von der Konzentration der gelösten Substanz wird ermittelt. Aufgaben

Aufgaben 1.

Prinzip

36820-00

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.10 Wärmequellen

Bunsenbrenner

Sicherheits-Gasschlauch, DVGW , lfd. Meter

Funktion und Verwendung Dieser Gasschlauch ist geeignet für alle Labor-Gasbrenner und für alle Gasarten nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 260 Mit Luftregulierung, DIN Ausführung Erdgas, h = 145 mm, Kopf-d = 17 mm 32165-05 Propan, h = 145 mm, Kopf-d = 15 mm 32165-16

Vorteil Die hohe Flexibilität und Elastizität beeinträchtigt nicht die Beweglichkeit und Standfestigkeit des Brenners. Kein Abknicken des Schlauches. Ausstattung und technische Daten Nach DIN 30664, Betriebsdruck: bis 100 mbar Zubehör

Teclubrenner

Pro Brenner werden 2 Schlauchschellen (40995-00) benötigt. 39281-10

Butanbrenner Labogaz 206

Mit Luftregulierung und Nadelventiel für Gasregulierung, Kopfdurchmesser 17 mm, Höhe 165 mm. Erdgas, Standard 32170-05 Propan, Standard 32170-16 Erdgas, DIN - Ausführung 32171-05 Propan, DIN - Ausführung 32171-16

Haftfuß für Bunsen- und Teclubrenner

Funktion und Verwendung Butanbrenner Labogaz 206 Vorteile ▪ ▪ ▪

Gaseinstellung mit Kegelventil und Rändelschraube Lufteinstellung durch drehbare Metallhülse feststellbare Gesamthöhe mit Kartusche 200 mm

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Heizleistung: 2700 KJ/h Flammtemperatur: 1100 °C

Butanbrenner Labogaz 206 32178-00 Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 190 g 47535-00 Fuß für Butanbrenner 32178-02

Wird in den Fuß der Laborbrenner eingeschraubt. Sorgt für eine optimale Standfestigkeit bei gleichzeitiger Schonung der Stellfäche. 32160-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 309

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.10 Wärmequellen

Butanbrenner mit Kartusche, 220 g

Tauchsieder

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Butanbrenner mit Kartusche, DIN-Ausführung Ausstattung und technische Daten Luftregulierung, Nadelventil, T = 1400°C, inkl. 400 ml Kartusche Propan/Butan Butanbrenner mit Kartusche, 220 g 32180-00 Butan-Kartusche mit Ventil, 220 g 32181-00

Einfacher Tauchsieder mit Schutzkontakt-Stecker und Überhitzungsschutz. Bei Tauchsiedern spricht bei Überhitzung aufgrund des Betriebs ohne Wasser bzw. zu wenig Wasser zum Schutz vor Brand oder weiteren Sachschäden eine Schmelzsicherung an, wodurch das Gerät seine Funktion verliert. Tauchsieder, 1000 W, 220...250 V 04020-93 Tauchsieder, 300 W, 220...250 V 05947-93

Wasserkocher, 1,7 l, 230 V

Spiritusbrenner, stellbar

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Brenner mit verstellbarem Docht zur sauberen und rußfreien Verbrennung unterschiedlicher brennbarer Flüssigkeiten, wie Ethanol (Spiritus), Heiz- oder Dieselölen, u. a. Ausstattung und technische Daten Material: vernickeltes Messing, Verschlusskappe, Inhalt: 60 ml, Höhe: 55 mm, Durchmesser: 70 mm

Ausstattung und technische Daten Abnehmbarer Topf mit 1,7 Liter Inhalt, aufklappbarer Deckel, beleuchteter Ein/Aus-Schalter, ergonomischer Handgriff, großer Wasserstandsanzeiger, automatische Abschaltung, sobald das Wasser kocht, Schutzschaltung gegen Überhitzung, zusätzliche Thermosicherung, praktische Kabelaufwicklung im Sockel, Anschlussschnur 1 m mit Schutzkontaktstecker 04027-93

32154-00

Edelstahltopf 2,7 l

Ausstattung und technische Daten Edelstahl 18/10, zwei Metallgriffe und Deckel, Höhe: 10 cm, Durchmesser: 19 cm 05934-00

excellence in science 310

Kabelloser Automatic-Schnellkocher, 230 Volt, 2000 Watt.

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.10 Wärmequellen

Heiz- und Kochplatte, 230 V

Funktion und Verwendung Heiz- und Kochplatte, geeignet für Experimente zur Wärmelehre. Ausstattung und technische Daten Leistung: 1500 W, Anschluss: 230 V~, Maße (mm): 260 x 260 x 68, Gewicht: 3 kg 04025-93

Heizgerät für Glasmantelsystem

Heißluftgebläse, 1200 W

Funktion und Verwendung Heißluftgebläse in Kunststoffgehäuse mit klappbarem Griff, Aufhängeöse und zwei schaltbaren Leistungsstufen Ausstattung und technische Daten Beheizung: ca. 1200 W, Überhitzungsschutz, 2 Schaltstufen: 600 W / 1200 W, Anschlussspannung: umschaltbar 120 / 230 Volt, Maße (mm): ca. 165 × 120 × 65, Länge des Anschlusskabels: ca. 1,8 m 47540-95

Heiß-/Kaltluftgebläse, 1700 W

Funktion und Verwendung Infrarot-Keramikstrahler zur gleichmäßigen und damit materialschonenden Beheizung des Glasmantels und von zylindrischen Körpern oder Geräten aus Metall, Keramik oder Glas. Oberflächentemperatur des InfrarotKeramikstrahlers: ca. 500 °C.

Funktion und Verwendung

Vorteile

Vorteil

▪

die Wärmeübertragung erfolgt berührungslos, wodurch lokale Überhitzungen vermieden werden

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Leistungsaufnahme 500 W max. Temperatur des Keramikstrahlers 500°C Abmessungen: 160 mm x 95 mm x 90 mm Stromversorgung: 230 V~ auflegbare Körper: Mindestlänge: 130 mm / Durchmesser: 36 …100 mm

Fön mit 2 Gebläse- und 4 Heizstufen und Überhitzschutz. Mit echter schaltbarer Kaltgebläsestufe, daher auch zum Kühlen geeignet. Ausstattung und technische Daten Professioneller 230 V~ Motor für lange Lebensdauer, Länge Anschlusskabel: 2,8 m, Leistung: 1700 W, Anschluss: 230 V~, Maße (mm): 240 x 100 x 230, Gewicht: 970 g 04030-93

Zubehör Empfohlenes Zubehör zur Temperaturregelung: ▪

Leistungssteller (32288-93)

Heizgerät für Glasmantelsystem 32246-93 Leistungssteller, 230 Volt, max. 3450 Watt 32288-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 311

2.3 Wärmelehre / Thermodynamik 2.3.10 Wärmequellen

Einhängethermostat C10, bis 100 °C, 230 Volt

Funktion und Verwendung Zur Temperierung von Badflüssigkeiten. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

leistungsstarke Umwälzpumpe Schraubklemme zur Befestigung an Badgefäßen mit einer Wandstärke bis zu 25 mm Einstellung der Solltemperatur erfolgt über einen Drehknopf mit leicht abzulesender Skala Zusätzlich verfügt das Gerät über einen einstellbaren Übertemperaturbegrenzer Die Umwälzpumpe besitzt eine 2-Stufen-Schaltung mit Turbulenz-Reduktions-System (TRS) Thermostat umrüstbar zu einem Umwälzthermostat (mit Hilfe eines Zubehörsets)

Bad für Thermostat, 6 l

Funktion und Verwendung Bad für Einhängethermostat, bis 100 °C dauerbetriebssicher, Maße (mm): 430 x 140 x 160 08487-02

Dewargefäß 500 ml

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

1 Kontrollthermometer 0...100 °C (Teilung 0,5 °C) Einstellbereich: -30...+100 °C Temperaturkonstanz: +/- 0,04 °C Heizleistung: 1500 W Netzanschluss: 230 V / 50-60 Hz Leistungsaufnahme: max. 1550 VA Funktion und Verwendung

08492-93

Dewargefäß zur Aufbewahrung von temperaturempfindlichen Gütern.

Zubehörset für Thermostat C10

Ausstattung und technische Daten Dopppelwandiger Glaseinsatz aus Borosilikatglas 3.3, evakuiert und versilbert, zylindrische Form, in lackiertem Metallschutzbehälter, Maße: Innendurchmesser: 57 mm, Höhe: 210 mm, Inhalt: 500 ml 33006-00

Thermosflasche, 500 ml

Funktion und Verwendung Ermöglicht zusammen mit dem Einhängethermostat die Temperierung externer Systeme und erweitert somit dessen Anwendungsbereich. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

1 Kühlschlange mit Oliven zum Anschluss an einen externen Kühlkreislauf 1 Pumpenanschluss- und 1 Rücklaufstutzen mit Oliven zum Anschluss externer Geräte an den Thermostaten, die temperiert werden sollen Die notwendigen Befestigungsmaterialien sind im Lieferumfang enthalten.

08492-01

64841-00

excellence in science 312

Ausstattung und technische Daten Glas versilbert, Mantel aus Weichplastik, mit Stopfen und Verschlusskappe, Inhalt: 500 ml

2 Physik 2.4 Elektrizitätslehre

Elektrizitätslehre 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.4.7 2.4.8 2.4.9 2.4.10

Lehrsysteme Elektrik / Elektronik Schaltkastensystem Elektrik Elektrizitätsleitung Elektrostatik, Elektrisches Feld Magnetostatik, Magnetisches Feld Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft Elektromotor-Generator-Lehrsysteme Gefahren durch den elektrischen Strom Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Foto- und Thermoelektrizität

314 343 358 370 381 395 412 419 420 423

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 313

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Das Elektrik/Elektronik-Baustein-System Das neue Elektrik/Elektronik-Baustein-System vereint alle Vorteile eines modernen Lehrsystems in sich. Zu den Schüler-Bausteinen gibt es 100%ig vergleichbare magnetisch haftende Demo-Bausteine, die sich nur in der Größe unterscheiden. Dadurch wird ein direktes paralleles Arbeiten von Lehrer und Schülern ermöglicht. · Große, magnetisch haftende Demo-Bausteine für die Tafel; kleine, gleichartige Schüler-Bausteine zum Arbeiten auf dem Tisch · Kontaktsicherheit durch vergoldete Kontakte und Verzahnung der Bausteine · Einfache Vergleichbarkeit von Aufbauten für Lehrer- und Schülerexperimente · Schaltbild der Versuche übersichtlich darstellbar · Schülerbausteine auf jedem Tisch ohne Trägerplatte kontaktsicher aufbaubar · Leichtes Herausnehmen der Bausteine aus Versuchsaufbauten durch Griffwülste und sehr gute Passgenauigkeit · Experimentierliteratur zu allen Themen der Elektrik und Elektronik; Lehrer- und Schülerexperimente aufeinander abgestimmt · Übersichtliches Aufbewahrungssystem

Alle Vorteile des Baustein-Systems auf einen Blick

Der Nebenschlussmotor (Schüler-Versuch)

Der Nebenschlussmotor (Lehrer-Versuch)

Bei einem Nebenschlussmotor sind Anker- und Feldspulen parallel geschaltet. Die Feldspulen sind fest auf Bausteinen montiert, der Motor wird auf den Wandhalter geschraubt und unter die Feldspulen gesetzt, der elektrische Anschluss erfolgt über Verbindungsleitungen. Das Versuchspaket enthält neben den notwendigen Demobausteinen 2 Spulen à 400 Windungen, ein Motormodell, ein Netzgerät, zwei Analog Demomultimeter ADM2 und eine magnethaftende Demotafel mit Gestell. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch

Bei einem Nebenschlussmotor sind Anker- und Feldspulen parallel geschaltet. Ein U-Kern mit zwei Spulen passt genau auf das Schüler-Motormodell, die elektrische Verbindung zwischen den Spulen wird durch Leitungen hergestellt. Das Versuchspaket enthält neben den notwendigen Schülerbausteinen 2 Spulen à 400 Windungen, ein Motormodell, ein Netzgerät und ein Multimeter Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik Baustein-System 1 und 2 01006-01 Deutsch P1376400

excellence in science 314

P1398700

Weiterempfehlen kann ich das TESS Physik Set Elektrik/ Elektronik-Bausteinsystem. Ideal für kurze Unterrichtsstunden durch den sehr einfachen und verständlichen Auf- bzw. Zusammenbau. Dennis Jaeger, Nassau

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Das Elektrik/ Elektrik/Elektronik-Baustein-System Elektronik-Baustein-System für Schülerversuche Das System enthält neben verschiedenen elektrischen und elektronischen Bausteinen auch weiteres Zubehör zur Durchführung von Experimenten zum Elektromagnetismus und zur Elektrochemie. · Bausteine für Schülerversuche zum Arbeiten auf dem Tisch mit deutlich erkennbarem Schaltbild des Versuchsaufbaus · Durchsichtige Bodenkappe ermöglicht das Kennenlernen von Bauteilen · Sichere Kontaktierung durch vergoldete, seitlich abgerundete Messingkontakte und puzzleartige Verzahnung der Bausteine · Linienbreite auf den Bausteinen: 2,5 mm · Durchmesser der Kontaktfläche: 2 mm · Bausteingröße (mm): 55 x 55 · Widerstand eines Kontaktes: 0,02 Ω · Stromstärke: max. 2 A, kurzzeitig 5 A Achtung: Die Bausteine sind für das Experimentieren mit Kleinspannungen bis 25 V ausgelegt. Wenn bei der Beschreibung einiger Bausteine andere Spannungen angegeben sind, dann handelt es sich hierbei um die Daten des eingesetzten Bauteils.

Funktion und Verwendung Handmessgerät für Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen. 07028-01

Digital-Multimeter Schüler, AmpSafe, elektronischer Überlastschutz

Funktion und Verwendung

Der Transistor als Schalter

Digitales Vielfachmessinstrument für Spannungs-, Strom- und Widerstandsmessung. 07127-00

Netzgerät 0...12 V DC/ 6 V,12 V AC

Dieser Versuch soll den Schülern das Grundprinzip der Arbeitsweise eines Transistors als elektronischer Schalter verdeutlichen. Ein Demonstrationsversuch mit entsprechenden Bausteinen kann dazu an der Tafel gezeigt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik Baustein-System 1 und 2 01006-01 Deutsch P1374500

Funktion und Verwendung Für gleichzeitige Versorgung mit Gleich- und Wechselspannung. Geregelte Konstantstromquelle mit stellbarer Strombegrenzung: 0...12 V; 0...2 A /max. 24 W, Wechselspannung: 6 V/12 V auch in Serienschaltung möglich, Wechselstrom: 5 A /max. 60 VA 13505-93

Vielfachmessinstrument, analog

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 315

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

TESS Physik Set Elektrik/Elektronik-Baustein-System 1

TESS Physik Elektrik/Elektronik-Baustein-System Set 2

Funktion und Verwendung

Grundgeräteset zur Durchführung von 31 Schülerversuchen zu den Themen:

Ergänzungsgeräteset zu Baustein-System Set 1. In Verbindung mit Baustein-System Set 1 können insgesamt 74 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen:

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Stromkreis (8 Versuche) Elektrischer Widerstand (9 Versuche) Leistung und Arbeit (1 Versuch) Kondensator (3 Versuche) Diode (Teil 1), Transistor (Teil 1) (10 Versuche)

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Stromkreis (8 Versuche) Elektrischer Widerstand (9 Versuche) Leistung und Arbeit (1 Versuch) Kondensator (3 Versuche) Energieumwandlung (2 Versuche) Elektrochemie (6 Versuche) Elektromagnetismus (7 Versuche) Elektromotor (3 Versuche) Elektromagnetische Induktion (3 Versuche) Transformator (2 Versuche) Selbstinduktion (3 Versuche) Sicherer Umgang mit elektrischer Energie (3 Versuche) Sensoren (3 Versuche) Diode (11 Versuche) Transistor (10 Versuche)

Ausstattung und technische Daten ▪

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten in einer stabilen, stapelbaren Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

TESS Physik Set Elektrik/Elektronik-Baustein-System 1 05600-88 TESS Physik Set Elektrik/Elektronik-Baustein-System 1 mit interTESS-DVD 05600-77

TESS Physik Elektrik/Elektronik-Baustein-System Set 2 05601-88 TESS Physik Elektrik/Elektronik-Baustein-System Set 1+2 in einer Aufbewahrungsbox 05602-88

interTESS Software, DVD

TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/ElektronikBaustein-System 1 und 2

Beschreibung

Beschreibung 74 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu den Gerätesets Elektrik/ Elektronik Baustein-System. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Ausstattung ▪ DIN A4, Spiralbindung, s/w, 304 Seiten 01006-01

excellence in science 316

interTESS ist eine interaktive Software zur Unterstützung von Lehrern und Schülern beim Aufbau, der Durchführung und Auswertung von Experimenten mit den TESS Experimentiersets (mit denen insgesamt mehr als 1000 Schülerversuche durchführbar sind). 01000-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Leitungs-Bausteine, SB

Ausschalter, SB 05602-01 Umschalter, SB 05602-02 Lampenfassung E10, SB 05604-00

Widerstand, SB

Leitungs-Baustein, gerade, SB 05601-01 Leitungs-Baustein, winklig, SB 05601-02 Leitungs-Baustein, T-förmig, SB 05601-03 Leitungs-Baustein, unterbrochen, SB 05601-04 Leitungskreuz, isoliert, SB 05601-05 Leitungskreuz, verbunden, SB 05601-06 Leitungs-Baustein, Anschlussbaustein, SB 05601-10 Leitungs-Baustein, gerade mit Buchse, SB 05601-11 Leitungs-Baustein, winklig mit Buchse, SB 05601-12 Leitung, T-förmig mit Buchse, SB 05601-13 Leitungskreuz verbunden, mit Buchse, SB 05601-16

Widerstand 10 Ohm, SB 05612-10 Widerstand 50 Ohm, SB 05612-50 Widerstand 100 Ohm, SB 05613-10 Widerstand 500 Ohm, SB 05613-50 Widerstand 1 kOhm, SB 05614-10 Widerstand 4,7 kOhm, SB 05614-47 Widerstand 10 kOhm, SB 05615-10 Widerstand 47 kOhm, SB 05615-47

Potentiometer, SB

Schalter, Lampenfassung E10, SB

Potentiometer 250 Ohm, SB 05623-25 Potentiometer 10 kOhm, SB 05625-10

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 317

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Sonstige Widerstände, SB

Ausstattung und technische Daten Doppelschicht-Kondensator (Gold Cap), max. Betriebsspannung 5,5 V, Kapazität 0,8 - 1,8 F, max. Stromstärke 2 A, kurzzeitig 5 A, aufgedruckte Polarität, seitliche Goldkontakte 05650-10

Kondensator, SB

NTC-Widerstand, SB ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Position des NTC-Widerstandes: ca. 15 mm über der Deckelebene durchsichtige Bodenkappe ermöglicht das Kennenlernen von Bauteilen Kaltwiderstand (25°C): 4,7 kΩ +/- 10 % Betriebstemperatur: < 125°C Leistung (25°C): < 0,45 W

PTC-Widerstand, SB ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Position NTC-Widerstand: ca. 15 mm über der Deckelebene durchsichtige Bodenkappe ermöglicht das Kennenlernen von Bauteilen Kaltwiderstand (25°C): 80 Ohm +/- 25 % Temperaturbereich: 0...70°C Endwiderstand: 30 kΩ Spannung: maximal 30 V

Fotowiderstand, SB ▪ ▪ ▪ ▪

Hellwiderstand: ca. 1 kΩ Dunkelwiderstand: 1...12 mΩ Betriebsspannung: maximal 200 V Belastbarkeit: 200 mW

Die Elektrolyt-Kondensatoren sind ungepolt. Kondensator 47 nF, SB 05642-47 Kondensator (ELKO) 47 µF, SB 05645-47 Kondensator (ELKO) 100 µF, SB 05646-10 Kondensator (ELKO) 470 µF, SB 05646-47

Relais 6 V, SB

NTC-Widerstand, SB 05630-00 PTC-Widerstand, SB 05631-00 Fotowiderstand, SB 05632-00

Kondensator (Gold Cap), 1F, SB

Funktion und Verwendung Relais mit geringem Ansprechstrom, einpoliger Wechselschalter. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Schüler-Baustein mit Doppelschicht-Kondensator (Gold Cap) zur Durchführung von Experimenten zur Speicherung elektrischer Energie aus erneuerbarer Energie (Solar, Wind, Wasser, Brennstoffzellen). Vorteile Demonstration einer alternativen, schnellen und effektiven Speicherung von elektrischer Energie, 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen, elektrische Bauteile von der Unterseite erkennbar, Verpolungsschutz durch Diode.

excellence in science 318

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Betriebsspannung: 6 V Widerstand: 240 Ohm Betriebsstromstärke: 0,5 A Schaltspannung: ≤ 120 V Schaltstromstärke: ≤ 1 A Leistung: 30 W / 60 VA

05674-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Spulenhalter, SB

Dioden, SB

Funktion und Verwendung Metallwinkel auf Baustein zum Aufbau von Schaltbildern durch die Schüler, zur rutschfesten Halterung der Spulen für Schülerversuche. Die Kunststoffkörper der Spulen passen genau in die Aussparungen der Winkel, damit die Spulen auch beim Anschluss von Kabeln sicher stehen. Spulenhalter, SB 05672-00 Spule, 8 Windungen 07828-00 Spule, 400 Windungen 07829-01 Spule, 800 Windungen 07829-03 Spule, 1600 Windungen 07830-01 Spule, 20000 Windungen 07831-01

Siliziumdiode 1N4007, SB · · · · ·

Durchlassspannung: ≤ 1,1 V Durchlassstromstärke: ≤ 1 A Sperrspannung: ≤ 1000 V Sperrstromstärke: ≤ 5 μV Leistung: 3 W

Z-Diode ZF4,7, SB

Universalhalter, SB

Werte im Durchbruchsgebiet: · Spannung: 4,7 V · Stromstärke: 65 mA · Widerstand: 40 Ω · Leistung: 400 mW Leuchtdiode, rot, SB

Funktion und Verwendung Vernickelter Metallsteg (12 mm x 32 mm) mit Rändelschraube zur Befestigung von Drähten, Metallfedern oder Bimetallstreifen. Elektrischer Anschluss über einen Kontakt des Bausteins. 05603-00

Transistor NPN (BC337), SB

Technische Daten Spannung UCEO: 45 V, Stromstärke IB: 100 mA, Leistung P: 0,5 W 05656-00

GaAsP-LED · Durchlassspannung: 2 V– · Sperrspannung: 5 V– · Durchlassstrom: 20 mA Fotodiode, SB · Typ: BPW 24 Fotodioden-Betrieb: · Sperrspannung: ≤ 50 V · Leistung: ≤ 180 mW · Empfindlichkeit: 45 nA / lx Fotoelement-Betrieb: · Leerlaufspannung: ca. 380 mV bei 1 klx · Kurzschlussstromstärke: ca. 35 μA bei 1 klx · Empfindlichkeit: 45 nA / lx Siliziumdiode 1N4007, SB 05651-00 Z-Diode ZF4,7, SB 05652-00 Leuchtdiode, rot, SB 05654-00 Fotodiode, SB 05653-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 319

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Brückengleichrichter, SB

sonders für Schülerexperimente zum Thema erneuerbare Energie geeignet. Vorteile Vielfältige Experimente zum Thema erneuerbare Energie, einfache Verbindung zu anderen Geräten durch 4-mm-Stecker und langes Kabel, Grundplatte aus Metall sorgt bei Lichteinstrahlung für Ableitung der Wärme (niedrige Temperatur) und dadurch für hohe Effizienz der Solarzellen, Schutz der Solarzellen durch Kunststoff-Beschichtung Ausstattung und technische Daten 4 polykristalline Siliziumzellen in Reihenschaltung, mit Kunststoff beschichtete Metallplatte, Größe der Einzelzellen: 50 mm x 50 mm, 30-cm-Anschlusskabel mit 4-mm-Steckern, Spannung: ca. 2 V-, Stromstärke: max. 700 mA, Fläche: 130 mm x 115 mm

Typ: Graetz-Vollweggleichrichterbrücke. Ausstattung und technische Daten ▪ Anschlussspannung: maximal 42 V~ ▪ Durchlassstromstärke: maximal 1 A-

06752-20

Solarzelle, 21 mm x 62 mm, mit Steckern

05655-00

Solarzelle, 2,5 cm x 5 cm, DB

Funktion und Verwendung Polykristalline Silizium-Zelle zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Ausstattung und technische Daten Mit Oberflächenschutz, auf Metallträger, mit fester Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern. Maße (mm): 21 x 62

Funktion und Verwendung Zur Umwandlung von Strahlungs- in elektrische Energie.

Solarzelle, 21 mm x 62 mm, mit Steckern 06752-13 Halter für Solarzelle 21 mm x 62 mm 06752-14

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Polykristalline Silizium-Zelle mit Oberflächenschutz Abmessungen (cm): 2,5 x 5

Speichern der elektrischen Energie einer Solarzelle mit einem Kondensator

09470-00

Solarbatterie aus 4 Zellen mit Steckern

Wie kann Solarenergie gespeichert werden ohne einen Akkumulator zu verwenden? Die Möglichkeit der Speicherung der aus Solarenergie erzeugten elektrischen Energie mit Kondensatoren wird untersucht. Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88). Funktion und Verwendung Solarbatterie aus 4 in Reihe geschalteten Solarzellen zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und zur Versorgung von Geräten mit einer Gleichspannung von ca. 2 V. Diese Solarbatterie ist be-

excellence in science 320

P9512100

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Klingel im Aufbau, SB

Vorteile Qualitative und quantitative Versuche zum Thema Windenergie durchführbar, einfaches Experimentieren durch Montage auf den Stangen der "optischen Bank" oder anderem Stativmaterial, farbige 4-mmBuchsen zum Anschluss von elektrischen "Verbrauchern", passend zum Gebläse (05750-00). Ausstattung und technische Daten Generatorspannung max.: 5,9 V, Leistung: >120 mW, Anschlüsse: 4-mm-Buchsen, Gehäuse (LxD): 35 mm x 40 mm, Länge der Achse: 30 mm, Stiellänge: 140 mm Zubehör

Funktion und Verwendung Zum Aufbau eines Klingel- und Relaismodells Kontaktfeder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Ankerplatte mit Klingelklöppel Blattfeder mit Kontakt Blattfeder mit Befestigungsschlitz Halterung der Kontaktfder z. B. in Universalhalter (05603-00) Abmessungen (mm): 13 x 120 Schlitzbreite: 4 mm Schlitzlänge: 6 mm

Gebläse, 12 V (05750-00), Rotor, 2 Stück (05752-01) Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter 05751-01 Rotor, 2 Stück 05752-01

Gebläse, 12 V

Kontaktbauteil ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Bolzen mit 4-mm-Stecker und Rändelschraube Halterung mit Hilfe eines Leitungs-Bausteins mit Buchse in der Mitte Höhe des Bolzens (ohne Stecker): 32 mm Durchmesser des Bolzens: 10 mm Länge der Rändelschraube (ohne Kopf): 30 mm

Klingelschale ▪ ▪ ▪ ▪

Klingelscheibe auf 4-mm-Stecker Halterung mit Hilfe eines Leitungs-Bausteins mit einer Buchse in der Mitte Durchmesser der Klingelschale: 5 cm Höhe der Klingelschale (ohne Stecker): ca. 4 cm

Kontaktfeder mit Anker, SB 05673-00 Kontaktbauteil, SB 05673-01 Klingelschale 05673-02

Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter

Funktion und Verwendung Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms mit unterschiedlicher Stärke. Es eignet sich sowohl für Schüler- als auch für Demonstrations-Experimente zur Windenergie. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Einstellbarer Luftstrom zur Simulation unterschiedlicher Windverhältnisse Einfaches Experimentieren durch Montage auf den Stangen der "optischen Bank" oder anderem Stativmaterial Sicheres Experimentieren durch ein Schutzgitter, das den mechanischen Kontakt mit dem Lüfter verhindert 4-mm-Buchsen zum Anschluss der variablen Betriebsspannung

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

max. Betriebsspannung: 12 V max. Leistung: 12,5 W max. Luftstrom: 204 m^3/h max. Lautstärke: 58 dB Anschluss über 4-mm-Buchsen Gehäuse (HxBxT): 110 mm x 90 mm x 50 mm Stiellänge: 90mm

Zubehör Generator mit M3 Gewindeachse und Rändelmutter (05751-01), Rotor, 2 Stück (05752-01) Funktion und Verwendung Generator mit Gewindeachse und Rändelmutter zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie. Durch Befestigen von Rotoren auf der Achse wird ein Windradmodell aufgebaut, mit dem qualitative und quantitative Schüler- und Demonstrationsexperimente durchgeführt werden können.

05750-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 321

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Motor, 2 V DC

Motor 5 V, SB

Funktion und Verwendung

Hochwertiger Gleichstrommotor, 2 VFeldmagnete permanent Kunststoffgehäuse mit 10-mm-Stiel elektrischer Anschluss über zwei im Gehäuse integrierte 4-mmBuchsen Scheibe mit Markierungspunkt, Durchmesser: 20 mm

Schülerbausteine mit Motor und großer Indikatorscheibe zur Durchführung von Experimenten zur Energieumwandlung. Interessant sind dabei vor allem Umwandlungen von verschiedenen Formen erneuerbarer Energie (Sonne, Wind, Wasser, Brennstoffzellen) in elektrische Energie. Vorteile Durch niedrigen Anlaufstrom und große Indikatorscheibe ideal zur Anzeige kleiner elektrischer Energie-Erzeuger , 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen, elektrische Bauteile von der Unterseite erkennbar Ausstattung und technische Daten Betriebsspannung: 0,3 - 5,9 V, Anlaufstromstärke: 25 mA, aufgedruckte Polarität, vergoldete seitliche Kontakte 05660-00

Sektorscheibe für 2 V-Motor

11031-00

Motormodell für Schülerversuche

Funktion und Verwendung Zum besseren Sichtbarmachen der Drehung des 2-V-Motors (11031-00). Die Scheibe wird einfach auf die Achse des Motors gesteckt. Ausstattung und technische Daten Schwarz-weiß segmentierte Kunststoffscheibe, Durchmesser: 10 cm 11031-01

Kopfhörer 2 kOhm, 4 mm-Stecker Funktion und Verwendung Schülermotor/ -generator mit sichtbaren Funktionselementen Einfaches Modell eines Elektromotors mit Doppel-T-Anker, Statorpolschuhen und Auflagefläche für Statormagnet. Das Statorfeld kann wahlweise durch Permanentmagnete erzeugt werden (z. B. Stabmagnet 07823-00). Ausstattung und technische Daten Mit Doppel-T-Anker, Auflagefläche für Stabmagnete (72 x 20) mm oder U-Kerne, Schnurscheibe, 4-mm-Buchsen und Möglichkeit zur Stativhalterung, Belastbarkeit max. 9 V/1 A, Maße (mm): 85 x 85 x 120 Motormodell für Schülerversuche 07850-10 Magnet, l = 72 mm, stabförmig, Pole farbig 07823-00

excellence in science 322

Funktion und Verwendung Elektromagnetischer Kopfhörer. Ausstattung und technische Daten Anschlussleitung: 1,5 m 06811-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Modellmensch zur elektrischen Sicherheit, SB

Funktion und Verwendung Modellfigur zur experimentellen Darstellung von Gefahrenquellen und deren Beseitigung beim Umgang mit elektrischem Strom. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Modellfigur mit optischem Warnindikator aus Leuchtdioden 3 Buchsen zum Anschluss an den Versuchsaufbau Spannung: 12 V Stromstärke: 60 mA Abmessungen (mm): 65 x 113 x 38

05680-00

Batteriehalter (Typ C), SB

Wind-Wasserstoff-Anlage

Modell einer Wind-Wasserstoff-Anlage, aufgebaut mit Geräten der Schüler-Sets Erneuerbare Energie EN1 und EN2. Die Wind-Wasserstofftechnologie ist eine interessante Möglichkeit zur wetterunabhängigen Nutzung von Windenergie: Windenergie wird in elektrische Energie umgewandelt. Diese wird direkt genutzt oder kann mit Hilfe eines Elektrolyseurs in Form von Wasserstoff gespeichert werden. Mit Hilfe einer Luft atmenden Brennstoffzelle wird bei Bedarf aus Wasserstoff und dem Sauerstoff der Luft wieder elektrische Energie gewonnen. P9516400

PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, SB

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Halter für Batterie vom Typ C um Schülerexperimente im Bereich der Elektik und Elektronik durchzuführen. Der Halter kann auf den "Schülerbaustein, unterbrochen" (05601-04) oder auf irgend ein anderes Teil mit einem Buchsen-Abstand von 19 mm gesetzt werden. Vorteile Der Halter ermöglicht ein einfaches Experimentieren im Schülerbausteinsystem mit Batterien. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

mit 4-mm-Steckern Stecker Abstand: 19 mm für Batterie-Typ C

Schüler-Baustein mit PEM-Brennstoffzelle, die sowohl für den Betrieb mit reinem Sauerstoff (H2/O2 Betrieb) als auch mit Luft (H2/Luft) geeignet ist. Zur Durchführung von Schüler-Experimenten zum Thema Wasserstoff-Technologie, zur Umwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie und zur Nutzung dieser Energie. Vorteile Einfache, übersichtliche elektrische Anschlüsse mit Hilfe von SchülerBausteinen möglich, umfassendes Experimentieren zum Thema erneuerbare Energie zusammen mit dem Elektrolyseur (05662-00) und Gasspeichern (05663-00), Betrieb der Brennstoffzelle auch mit Luft zur Darstellungen realistischer Anwendungen der Wasserstoff-Technologie, wie z. B. Autos oder Netzgeräte, 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen, elektrische Bauteile von der Unterseite erkennbar. Ausstattung und technische Daten

Batteriehalter (Typ C), SB 05605-00 Babyzelle 1,5 V, R14/UM-2 DIN 40866, Typ C 07922-01 Leitungs-Baustein, unterbrochen, SB 05601-04

Brennstoffzelle H2/O2: 500 mW, Brennstoffzelle H2/Luft: 150 mW, H x B x T: 50 mm x 40 mm x 50 mm, aufgedruckte Polarität, seitliche Goldkontakte Zubehör Gasspeicher, SB (05663-00), PEM Elektrolyseur, SB (05662-00) 05661-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 323

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

PEM Elektrolyseur, SB

TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1

Funktion und Verwendung Schüler-Baustein mit PEM-Elektrolyseur für die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff. Zur Durchführung von Schüler-Experimenten zum Thema Wasserstoff-Technologie, z. B. Solar-Wasserstoff oder WindWasserstoff-Technologie. Vorteile Einfache, übersichtliche elektrische Anschlüsse mit Hilfe von SchülerBausteinen möglich, umfassendes Experimentieren zum Thema erneuerbare Energie zusammen mit der Brennstoffzelle (05661-00) und Gasspeichern (05663-00), 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen, elektrische Bauteile von der Unterseite erkennbar., Verpolungsschutz durch Diode Ausstattung und technische Daten Wasserstoff-Produktion: 5 cm3/min, Sauerstoff-Produktion: 2,5 cm3/min, Leistung: 1,16 W, H x B x T: 50 mm x 40 mm x 57 mm, aufgedruckte Polarität, seitliche Goldkontakte Zubehör PEM Gasspeicher, SB (05663-00), PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, SB (05661-00) 05662-00

Gasspeicher, SB,inkl. Klemmen und Schläuche

Funktion und Verwendung Grundgeräteset zur Durchführung von 31 Schülerversuchen zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Energieumwandlung (5 Versuche) Elektrische Energie aus Solarenergie (8 Versuche) Wärmeenergie aus Solarenergie (7 Versuche) Windenergie (6 Versuche) Energie aus Umgebungswärme (5 Versuche)

Unter anderem Behandlung von alltagsrelevanten Themen wie Treibhauseffekt und Wärmedämmung. Vorteile ▪ Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente ▪ Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) ▪ Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit ▪ Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt ▪ Behandlung von wichtigen und interdisziplinären Schlüsseltechnologien ▪ Interaktive Versuchsdurchführung über interTESS, einer Software zur PC gestützten Versuchsdurchführung, Auswertung und Evaluierung ▪ Die Nutzung der Software minimiert Vorbereitungszeit und ermöglicht individuelle Lerntempi ▪ Auswertung und Evaluierung werden erleichtert ▪ Zusammen mit Set 2 können mindestens 20 weitere Versuche zum Thema durchgeführt werden. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Funktion und Verwendung Schüler-Baustein mit Gasspeicher für 30 cm³ Wasserstoff oder Sauerstoff. Zur Durchführung von Experimenten zur Wasserstoff-Technologie, z. B. Solar-Wasserstoff und Wind-Wasserstoff-Technologie. Vorteile Umfassendes Experimentieren zum Thema erneuerbare Energie zusammen mit dem PEM Elektrolyseur (05662-00) und der PEM Brennstoffzelle (05661-00). Ausstattung und Technische Daten ▪ ▪

Volumen: 30 cm³ H x B x T: 90 mm x 55 mm x 40 mm

Zubehör ▪ ▪

PEM Elektrolyseur, SB (05662-00) PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, SB (05661-00)

05663-00

excellence in science 324

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

Zubehör ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

interTESS Software, DVD (01000-00) Netzgerät 0...12 V, 6 V~, 12 V~ 2 Vielfachmessinstrumente als Sonnen-Ersatz: Lichtquelle, z. B. 120 W Ergänzungsset EN 2 (13288-88)

TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1 13287-88 TESS Physik Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD 13287-77

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN2

Spannung und Stromstärke bei der Parallelschaltung von Solarzellen

Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu Set Erneuerbare Energie EN1. In Verbindung mit Set EN1 können insgesamt 53 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Energieumwandlung (5 Versuche) Elektrische Energie aus Solarenergie (11 Versuche) Wärmeenergie aus Solarenergie (7 Versuche) Wasserstofftechnologie (10 Versuche) Windenergie (8 Versuche) Wasserkraft (4 Versuche) Energie aus Umgebungswärme (5 Versuche) Parabolrinnen-Kraftwerk (3 Versuche)

Die Experimente beinhalten außerdem die Aufnahme von Kennlinien der in Set 1 und 2 enthaltenen Geräte zur Erzeugung elektrischer Energie.

Welchen Einfluss hat die Parallelschaltung von Solarzellen auf die elektrischen Kenngrößen? Strom und Spannung bei parallel geschalteten Solarzellen werden gemessen und mit Werten für einzelne Zellen verglichen. Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN1 durchführen (13287-88). P9511400

Strom-Spannungs-Kennlinie einer luftatmenden Brennstoffzelle

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt Umfassende Behandlung des Themas Energie, deren Umwandlung und Speicherung und die Nutzung regenerativer Energiequellen in Kombination mit Set 1 in über 50 Versuchen In Set 2 quantitative Behandlung weiterer relevanter Schlüsseltechnologien Interaktive Versuchsdurchführung über interTESS, einer Software zur PC gestützten Versuchsdurchführung, Auswertung und Evaluierung. interTESS minimiert die Vorbereitungszeit und ermöglicht individuelle Lerntempi

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

Funktioniert eine Brennstoffzelle auch, wenn kein Sauerstoff zugeführt wird? In diesem Versuch wird die Strom-Spannungs-Kennlinie der luftatmenden Brennstoffzelle untersucht. Der Versuch ist damit ein Modell der Nutzung von Brennstoffzellen bei alternativen Kfz-Antrieben oder Stromversorgungen. Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88) P9517000

Das Set umfasst unter anderem folgende Komponenten: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Brennstoffzelle Elektrolyseur Turbine zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserkraft Elektrik-Bausteine (Potentiometer, Kondensator (Gold Cap)) Hohlspiegel für CSP-Technologie

Zubehör ▪ ▪ ▪ ▪

interTESS Software, DVD (01000-00) Netzgerät 0...12 V, 6 V~, 12 V~ 2 Vielfachmessinstrumente Grundgeräteset TESS EN1 (13287-88)

13288-88

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 325

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

TESS Beginner: der Einstieg in die Naturwissenschaften Funktion und Verwendung Set für Demonstrationsversuche, ergänzend zu dem Schüler-Set. Speziell auf das Fach Naturwissenschaften (ab Grundschule / Sekundarstufe 1) zugeschnitten. In dem Handbuch TESS beginner Schüler- und Demonstrationsversuche (zusätzlich erhältlich) sind 5 Demonstrationsversuche beschrieben.

TESS beginner Naturwissenschaften Set Strom und Magnete

In dem Handbuch TESS beginner Schüler- und Demonstrationsversuche (zusätzlich erhältlich) sind 4 Demonstrationsversuche beschrieben: Brennendes Eisen, Kurzschluss, Ein Magnet und fünf Metalle, Der zerteilte Magnet. Vorteile Alle benötigten Materialien und Versuchsbeschreibungen in einer stabilen und übersichtlichen Aufbewahrung, fächerübergreifende Experimente mit altersgerechten Beschreibungen - selbstständiges Experimentieren lernen, ausführliche Handbücher in Farbe mit ergänzenden Hinweisen für den Lehrer erhältlich. Ausstattung und technische Daten Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten, stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox 13246-88

TESS beginner Naturwissenschaften Handbuch Strom und Magnete Schüler- und Demonstrationsversuche

Funktion und Verwendung Set für Schülerversuche, speziell auf das Fach Naturwissenschaften (ab Grundschule / Sekundarstufe 1) zugeschnitten. Themenfelder Wem geht hier ein Licht auf?, Der perfekte Stromkreis, Ein und Aus, Aus eins mach zwei, Eine batteriebetriebene Heizung, Der Weg des Stroms, Mehr Lampen - mehr Licht?, Der Magnetprüfautomat, Die Stärke des Magneten, Fernwirkung, Magnetische Muster, Eine unsichtbare Kraft, Für Pfadfinder und Seebären..., Gegensätze ziehen sich an, Simsalabim - sei ein Magnet! Vorteile Alle benötigten Materialien und Versuchsbeschreibungen in einer stabilen und übersichtlichen Aufbewahrung, Fächerübergreifende Experimente mit altersgerechten Beschreibungen - selbstständiges Experimentieren lernen, Lehrersets für Demonstrationsversuche erhältlich, Ausführliche Handbücher in Farbe mit ergänzenden Hinweisen für den Lehrer erhältlich Ausstattung und technische Daten Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten, Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz, Handbuch in Farbe, DIN A5 Ringbuch 13245-88

DEMO beginner Naturwissenschaften Set Strom und Magnete

Funktion und Verwendung Set für weiterführende Demonstrationsversuche, ergänzend zu dem Schüler-Set. Speziell auf das Fach Naturwissenschaften (ab Grundschule / Sekundarstufe 1) zugeschnitten.

excellence in science 326

Beschreibung Ausführliches Handbuch für Schüler- und Demonstrationsversuche TESS beginner und DEMO beginner. Enthält alle Versuche der Schülerhandbücher und die ergänzenden Demonstrationsversuche, sowie zusätzliche Hinweise für die Lehrkraft. Es sind 15 Schülerversuche und 4 Demonstrationsversuche beschrieben. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, farbig, 100 seiten 13246-01

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Stromstärke und Widerstand bei der Parallelschaltung

Die elektrische Leistung und Arbeit

Prinzip Prinzip Im Haushalt werden oft elektrische Geräte parallel an verschiedenen Steckdosen an den gleichen Stromkreis angeschlossen. Die Gesamtstromstärke und der Gesamtwiderstand der Schaltung lässt sich aus den Teilwiderständen vorhersagen. Aufgabe ▪

Untersuche, welcher Zusammenhang zwischen der Gesamtstromstärke und den Teilstromstärken sowie zwischen dem Gesamtwiderstand und den Teilwiderständen in einer Parallelschaltung besteht Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene 01330-01 Deutsch TESS advanced Physik Handbuch Cobra4 Mechanik, Wärme, Elektrik / Elektronik 01332-01 Deutsch

Mehrere Lampen bedeuten mehrfache Leistung. Wie verhält sich die für ihren Betrieb erforderliche Spannung und der erforderliche Strom bei mehreren Lampen? Was lassen sich daraus für Schlüsse über die elektrische Leistung und Arbeitziehen? Aufgabe ▪

Untersuche anhand der Parallel- und Reihenschaltung von Glühlampen die Abhängigkeit der elektrischen Leistung von Stromstärke und Spannung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene 01330-01 Deutsch TESS advanced Physik Handbuch Cobra4 Mechanik, Wärme, Elektrik / Elektronik 01332-01 Deutsch P1373360

P1372860

TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene Laden und Entladen eines Kondensators

Beschreibung Aufgabe Untersuche den Spannungs- und den Stromverlauf an einem Kondensator während des Lade- und Entladevorganges. Untersuche, wovon die Geschwindigkeit abhängt, mit der diese Vorgänge ablaufen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene 01330-01 Deutsch TESS advanced Physik Handbuch Cobra4 Mechanik, Wärme, Elektrik / Elektronik 01332-01 Deutsch P1373560

Eindrucksvolle Versuchsbeschreibungen aus den Bereichen Physik, Chemie und Biologie, die insbesondere auf die Vorteile der drahtlosen Übertragung von Messwerten mit dem Cobra4-System eingehen. Mehr als 120 Demo- und Schülerversuche sind ausführlich beschrieben. Fächerübergreifende Versuche zum Thema "Alltagsphänomene" sind ebenso enthalten. Themenfelder Physik: Mechanik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Chemie: Chemisches Gleichgewicht, Elektrochemie, Biologie: Ökologie, Physiologie, Biochemie und Pflanzenphysiologie, Alltagsphänomene: Haushalt, Freiland, Hobby, Technik, Verkehr. Ausstattung DIN A4, Ringordner, farbig, 350 Seiten 01330-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 327

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Cobra4 Sensor-Unit Electricity, Strom/Spannung ± 6 A, ± 30 V

Ausstattung und technische Daten Inkl. Spannungsversorgung: 2 x Mignon Akkus, Stromaufnahme: < 300 mA, Datenspeicher: SD-Karte, max. 2 GB, Datenrate: 1.000 Werte/s, Maße (mm): 155 x 65 x 35, Gewicht: 200 g, 2 Mignon Akkus, 2.700 mAh, inkl. SD-Speicherkarte, > 1 GB, inkl. Bedienungsanleitung sowie CD-ROM mit Treibern und Demo-Version der Mess-Software "measure Cobra4" , inkl. kostenloser Auswerte-Software (mit Versuchsbeschreibungen und Konfigurationseinstellungen für Experimente) 12620-55

Cobra4 Wireless, Basis-Set Physik, inkl. Software mit deutschem Handbuch im Aluminiumkoffer Funktion und Verwendung Die Cobra4 Sensor-Unit Strom / Spannung, ± 30 V, ± 6 A ist ein abgesicherter Mess-Sensor, der je nach Anwendungsart an den Cobra4 Wireless-Link, den Cobra4 Mobile-Link oder den Cobra4 USB-Link durch einen sicheren und zuverlässigen Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden kann. Der Sensor verfügt über einen Spannungsdifferenz-Eingang. Gleichzeitige Messung von Strom und Spannung möglich. Technische Daten Messbereich: Spannung: -30...30 V, Strom: -6...6 A Auflösung: Spannung: 15 mV, Strom: 3 mA Innenwiderstände: Spannung: 1 MΩ, Strom: 33 MΩ Funktion und Verwendung 12644-00

Dieses attraktive Geräte-Set ist optimal geeignet für computerunterstützte Versuche im Bereich der Physik.

Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte, USB-Kabel und Software measure

Vorteile Durch die funkbasierte Messwert-Erfassung kann sehr komfortabel ohne störende Kabel experimentiert werden. Das Geräte Set ist dadurch optimal einsetzbar im Bereich der Demo-Experimente. Bewegte Sensoren bieten darüber hinaus, dank moderner Funkübertragung, ganz neue Experimentier-Möglichkeiten, wie z. B. Messung der Beschleunigung eines Schülers mit dem Fahrrad, Messung der Beschleunigung eines Körpers im freien Fall etc. Ausstattung und technische Daten Im stabilen Aluminium-Koffer sind folgende Geräte enthalten: 1 x Cobra4 Wireless Manager, 1 x Cobra4 Wireless-Link, 1 x Cobra4 Sensor-Unit Temperatur, Halbleiter 20...110°C, 1 x Cobra4 Sensor-Unit Strom/Spannung, 1 x Cobra4 Sensor-Unit 3D-Beschleunigung, 6 g, 1 x Cobra4 Sensor-Unit Kraft 4 N, 1 x Software "measure Cobra4" Einzelplatz- und Schullizenz inkl. Auswerte-Software "measure", Versuchsbeschreibungen und Konfigurations-Einstellungen für Experimente, 2 Hochleistungs-Akkus für den Cobra4 Wireless-Link, Bedienungsanleitung

Funktion und Verwendung Der Cobra4 Mobile-Link ist ein modernes und leistungsfähiges Handmessgerät zur mobilen Datenerfassung, an das alle Cobra4 SensorUnits durch einen sicheren Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden können. Vorteile Bis zu 1.000 Messwerte pro Sekunde, Daten auf SD-Speicherkarte speicherbar, automatische Erkennung aller Cobra4 Sensor-Units, kinderleichte Navigation dank zentralem Navigationskreuz, AuswerteSoftware "measure" GRATIS nutzbar, spritzwassergeschützt: sicheres und zuverlässiges Arbeiten im Freien möglich. Der Cobra4 Mobile-Link lässt sich dadurch optimal einsetzen bei: Schülerexperimenten ohne Computer (als Digital-Multimeter für zahlreiche Messgrößen), Freiland-Experimenten mit Schülergruppen, an Projekttagen, Ausflügen, Wandertagen etc.

excellence in science 328

12605-88

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Das Elektrik/ Elektrik/Elektronik-Baustein-System Elektronik-Baustein-System für Demonstrationsversuche

Alle Vorteile des Baustein-Systems auf einen Blick

Das System enthält neben verschiedenen elektrischen und elektronischen Bausteinen auch weiteres Zubehör zur Durchführung von Experimenten zum Elektromagnetismus und zur Elektrochemie. •

Große, magnetisch haftende Bausteine für die DemoTafel mit deutlich erkennbarem Schaltbild des Versuchsaufbaus • Sichere Kontaktierung durch vergoldete, seitlich abgerundete Messingkontakte und puzzleartige Verzahnung der Bausteine • Linienbreite auf den Bausteinen: 4 mm • Durchmesser der Kontaktfläche: 2 mm • Bausteingröße (mm): 82 x 82 • Widerstand eines Kontaktes: ca. 0,02 Ω • max. Stromstärke: 2 A , kurzzeitig 5 A Achtung: Die Bausteine sind für das Experimentieren mit Kleinspannungen bis 25 V ausgelegt. Wenn bei der Beschreibung einiger Bausteine andere Spannungen angegeben sind, dann handelt es sich hierbei um die Daten des eingesetzten Bauteils.

Bausteine mit Buchsen, DB

Anfangsversuche zur Elektrik Anfangsversuche in der Elektrik werden zunächst mit Verbindungsleitungen aufgebaut, um dann das Bausteinsystem einzuführen. · Demobaustein als Basis · Bausteine mit 4-mm-Buchsen · Aufbau der Stromkreise mit Verbindungsleitungen

Funktion und Verwendung Für Demonstrationsversuche zur Elektrik. Verwendbar als Ein- oder Ausschalter. Ausstattung und technische Daten

Der einfache Stromkreis

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Verbindung der einzelnen Bausteine über Verbindungsleitungen Bausteingröße (mm): 82 x 82 Puzzleverzahnung Max. Stromstärke: 2 A, kurzzeitig 5 A Spannung: max. 25 V

Hebelschalter mit Buchsen, DB 09390-01 Lampenfassung E10 mit Buchsen, DB 09390-04 Batteriekasten mit Buchsen, DB für Batterie 1,5 V IEC R14 (Baby) 09390-05

Ein einfacher Stromkreis wird zunächst mit Verbindungsleitungen aufgebaut und danach mit Leitungsbausteinen. Damit kann den Schülern die Bedeutung der Leitungsbausteine und die formale Darstellung von Stromkreisen erklärt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1380100

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 329

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Demo Physik Elektrik/Elektronik-Baustein-System, Set 1 Gesamtgerätesatz, ohne Tafel

Demo Physik Tafel mit Gestell

Funktion und Verwendung

Gerätesystem bestehend aus 57 Komponenten zur Durchführung von 36 Demonstrationsversuchen auf der Demotafel zu den Themen:

Demo Physik Tafel mit Gestell zur Aufnahme von magnetisch haftenden Komponenten.

Stromkreis, Elektrischer Widerstand, Leistung und Arbeit, Kondensator, Diode und Transistor.

Vorteile

Vorteile Bausteine mit Puzzleverzahnung für 100%-ige Kontaktsicherheit. Kontaktsicherer Aufbau durch magnetisch haftende, ineinander verzahnbare Bausteine mit korrosionsfesten, hartvergoldeten Kontakten. Schaltbild im gesteckten Zustand direkt sichtbar. Ausstattung und technische Daten Magnetbausteinsystem, Bausteinen mit vergoldeten Kontaktfedern, 2 Haftmagneten, Symbolaufdruck, Größe der Bausteine (mm):60 x 60 x 46, Maße (H x B x T) (mm): 150 x 410 x 545, Masse: 14,25 kg, inklusive zwei Aufbewahrungsboxen mit gerätegeformten Schaumstoffeinsätzen Empfohlenes Zubehör: Experimentierliteratur und Demotafel Physik. 09400-88

▪ ▪

Beidseitig verwendbare, beschriftungsfähige Tafel Schnelles Positionieren und Verändern des Versuchsaufbaus durch magnetische Halterungen

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Verzinktes Stahlblech in Aluminium Profilrahmen mit Stellfüßen für Tischmontage, der Abstand der Stellfüße ist wählbar Eine Seite der Tafel einfarbig lackiert, die andere für Optikversuche mit weißer Folie mit skaliertem Linienraster Tafelfläche 60 x 100 cm Inkl. 2 Schraubzwingen

02150-00

Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET)

Demo-Gerätesatz Elektrik/Elektronik-Baustein-System, Set 1, Einführungssatz, ohne Tafel Einführungssatz bestehend aus 34 Komponenten zur Durchführung von 16 Demonstrationsversuchen auf der Demotafel zu den Themen:, Stromkreis, elektr. Widerstand; Leistung und Arbeit, Kondensator, kontaktsicherer Aufbau durch magnetisch haftende, ineinander verzahnbare Bausteine mit korrosionsfesten, hartvergoldeten Kontakten, Schaltbild im gesteckten Zustand direkt sichtbar, inkl. Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz , empfehlenswertes Zubehör: Experimentierliteratur und Demotafel-Physik 09400-66

Beschreibung

Demo-Gerätesatz Elektrik/Elektronik-Baustein-System, Set 1, Ergänzungssatz zu (09400-66), ohne Tafel Ergänzungssatz zu Basisgerätesatz Elektr./Elektronik 1 bestehend aus 26 Komponenten zur Durchführung von 20 weiteren Demonstrationsversuchen auf der Demotafel zu den Themen:, Stromkreis, Elektr. Widerstand, Leistung und Arbeit, Kondensator, Diode und Transistor, kontaktsicherer Aufbau durch magnetisch haftende, ineinander verzahnbare Bausteine mit korrosionsfesten, hartvergoldeten Kontakten, Schaltbild im gesteckten Zustand direkt sichtbar, inkl. Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz 09400-55

excellence in science 330

96 Versuchsbeschreibungen mit magnetisch haftenden Bausteinen für die Hafttafel. Themenfelder Stromkreis, Elektrischer Widerstand, Leistung und Arbeit, Kondensator, Diode und Transistor, Energieumwandlung, Elektrochemie, Elektromagnetismus, Elektromotor, Induktion, Transformator, Selbstinduktion, Sicherer Umgang mit elektrischer Energie, Sensoren, Operationsverstärker. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 202 Seiten 01005-01

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Leitungs-Baustein, DB

Lampenfassung E10, DB 09404-00

Widerstand, DB

Leitungs-Baustein, gerade, DB 09401-01 Leitungs-Baustein, winklig, DB 09401-02 Leitungs-Baustein, T-förmig, DB 09401-03 Leitungs-Baustein, unterbrochen, DB 09401-04 Leitungskreuz, isoliert, DB 09401-05 Leitungskreuz, verbunden, DB 09401-06 Leitungs-Baustein, Anschlussbaustein, DB 09401-10 Leitungs-Baustein, gerade mit Buchse, DB 09401-11 Leitungs-Baustein, winklig mit Buchse, DB 09401-12 Leitung, T-förmig mit Buchse, DB 09401-13 Leitungskreuz, verbunden, mit Buchse, DB 09401-16

Schalter, Lampenfassung E10, DB

Widerstand 1 Ohm, DB 09411-10 Widerstand 10 Ohm, DB 09412-10 Widerstand 50 Ohm, DB 09412-50 Widerstand 100 Ohm, DB 09413-10 Widerstand 500 Ohm, DB 09413-50 Widerstand 1 kOhm, DB 09414-10 Widerstand 4,7 kOhm, DB 09414-47 Widerstand 10 kOhm, DB 09415-10 Widerstand 47 kOhm, DB 09415-47

Potentiometer, DB

Potentiometer 250 Ohm, DB 09423-25 Potentiometer 10 kOhm, DB 09425-10

Ein- oder Ausschalter, DB 09402-01 Umschalter, DB 09402-02

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 331

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Sonstige Widerstände, DB

NTC-Widerstand, DB • • • •

Relais 6 V, DB

Funktion und Verwendung

Position des NTC-Widerstandes ca. 15 mm über der Deckelebene Kaltwiderstand (25°C): 4,7 kOhm +/- 10 % Betriebstemperatur: ≤ 125°C Leistung (25°C): ≤ 0,45 W

Relais mit geringem Ansprechstrom, einpoliger Wechselschalter. Ausstattung und technische Daten Betriebsspannung: 6 V, Widerstand: 240 Ohm, Betriebsstromstärke: 0,5 A, Schaltspannung: ≤ 120 V, Schaltstromstärke: ≤ 1 A

PTC-Widerstand, DB • • • • •

Position des PTC-Widerstandes ca. 15 mm über der Deckelebene Kaltwiderstand (25°C): 80 Ohm +/- 25 % Temperaturbereich: 0...70°C Endwiderstand: 30 kOhm Spannung: max. 30 V

• • • •

Hellwiderstand: ca. 1 kOhm Dunkelwiderstand: 1...12 MOhm Betriebsspannung: max. 200 V Belastbarkeit: 200 mW

09474-00

Reed Kontakt, DB

Foto-Widerstand, DB

NTC-Widerstand, DB 09430-00 PTC-Widerstand, DB 09431-00 Fotowiderstand, DB 09432-00

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von Reed-Schaltern. Ausstattung und technische Daten Schaltkontakt aus Rhodium in einem Glaskörper mit 5,5 mm Durchmesser und 52 mm Länge, Bausteingröße (mm): 82 x 82, Kontaktsicherheit durch Puzzleverzahnung, Linienbreite: 4 mm, Durchmesser der Kontaktfläche: 2 mm, Widerstand eines Kontaktes: ca. 0,02 Ohm, Max. Stromstärke: 2 A, kurzzeitig 5 A, Spannung: max. 25 V

Kondensatoren, DB

09463-00

Universalhalter, DB Die Elektrolyt-Kondensatoren sind ungepolt Kondensator 4,7 nF, DB 09441-47 Kondensator 10 nF, DB 09442-10 Kondensator 47 nF, DB 09442-47 Kondensator (ELKO) 47 µF, DB 09445-47 Kondensator (ELKO) 100 µF, DB 09446-10 Kondensator (ELKO) 470 µF, DB 09446-47

excellence in science 332

Ausstattung und technische Daten Vernickelter Metallsteg (12 mm x 32 mm) mit Rändelschraube zur Befestigung von Drähten, Metallfedern oder Bimetallstreifen. 09403-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Spulen, DB

Dioden, DB

Funktion und Verwendung Die beiden Spulen entsprechen in ihren Ausführungen und technischen Daten denen der Spulen 07829-01 (400 W.) und 07830-01 (1600 W.), die die Schüler in ihren Experimenten verwenden. Auf diese Weise lassen sich in Schüler- und Demo-Experimenten die gleichen Ergebnisse erzielen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Bausteingröße (mm): 82 x 82 Kontaktsicherheit durch Puzzleverzahnung Linienbreite: 4 mm Durchmesser der Kontaktfläche: 2 mm Widerstand eines Kontaktes: ca. 0,02 Ohm

Spule mit 400 W. (09472-01) ▪ Induktivität: 3 mH ▪ Widerstand: 3 Ω ▪ max. Stromstärke: 1 A Spule mit 1600 W. (09472-02) ▪ Induktivität: 50 mH ▪ Widerstand: 45 Ω ▪ max. Stromstärke: 0,25 A Spule 400 Windungen, DB 09472-01 Spule 1600 Windungen, DB 09472-02

Siliziumdiode Siliziumdiode 1N4007, DB 09451-00 Germaniumdiode AA118, DB 09450-00 Z-Diode ZF4,7, DB 09452-00 Leuchtdiode, rot, DB 09454-00 Leuchtdiode für Lichtleiter, DB 09461-00 Fotodiode, DB 09453-00

Solarzelle, Gleichrichter, DB

Lichtleiter, 2000 mm

Solarzelle Zur Umwandlung von Strahlungs- in elektrische Energie. Polykristalline Silizium-Zelle mit Oberflächenschutz: 2,5 x 5 cm² Brückengleichrichter Graetz-Vollweggleichrichterbrücke, Anschlussspannung: max. 42 V~ Durchlassstromstärke: max. 1 A

Funktion und Verwendung Flexibler Kunststoff-Lichtleiter für Experimente zur Leitung von Licht und zur optischen Informationsübertragung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Übertragungsbereich: 400...1000 nm Dämpfungsverlust: ca. 107 / m bei rotem Licht

09461-02

Brückengleichrichter mit LED Graetz-Vollweggleichrichterbrücke aus vier roten Leuchtdioden. Dieses Modell dient dazu den Stomfluss in einer Gleichrichterschaltung sichtbar zu machen. Anschlussspannung: max. 12 V~, Durchlassstromstärke: max. 20 mASolarzelle, 2,5 cm x 5 cm, DB 09470-00 Brückengleichrichter, DB 09455-00 Brückengleichrichter mit LED, DB 09455-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 333

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Transistoren, DB

Galvanometermodell, DB

Transistor NPN (BC337) Silicium-Epitaxial-NF-Transistor ▪ ▪ ▪

Spannung UCEO: 45 V Stromstärke IB: 100 mA Leistung P: 0,5 W

Transistor PNP (BC327) ▪ ▪ ▪

Spannung UCEO: -45 V Stromstärke IB: 100 mA Leistung P: 0,5 W

Fototransistor Fototransistor mit Bohrung zur Aufnahme des Lichtleiters (09461-02) sowie mit integrierter Linse zur optimalen Einkopplung des Lichtstrahls. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Spannung UCE: ≤50 V Kollektorstromstärke IC: ≤50 mA Spannung UBE: ≤ 7 V Spannung UR: ≤ 30 V LeistungCE: ≤200 mW Wellenlänge: 400...1100 nm

Transistor NPN (BC337), DB 09456-00 Transistor PNP (BC327), DB 09457-00 Fototransistor, DB 09458-00

Operationsverstärker, DB

Funktion und Verwendung Für Demonstrationsversuche zur Elektrik. Differenzverstärker für vielseitige Anwendungen in der Analog- und Digitaltechnik. Ausstattung und technische Daten Bausteingröße (mm): 82 x 82, Kontaktsicherheit durch Puzzleverzahnung, Linienbreite: 4 mm, Durchmesser der Kontaktfläche: 2 mm, Widerstand eines Kontaktes: ca. 0,02 Ohm, max. Stromstärke: 2 A, kurzzeitig 5 A, Betriebsspannung: 4...15 V-, Eingangsimpedanz: 0,3...2 MOhm, Ausgangswiderstand: 75 Ohm, Eingangsoffsetspannung: max. 6 mV, Spannungsverstärkung: 10000 (80 dB) 09460-00

excellence in science 334

Halter für Galvanometermodell, DB Baustein mit verschiedenen Steckvorrichtungen für das Galvanometermodell: ▪ Träger für Galvanometerskale (09477-01) ▪ eine 4-mm-Buchse für die Achse der Galvanometerspule (09477-00) ▪ zwei 4-mm-Buchsen (Abstand 42 mm) für den Magnethalter (09476-10) Spule für Galvanometermodell, DB bestehend aus: ▪ Spule mit Eisenkern, Achse und Gegengewicht ▪ Zeiger für Galvanometermodell ▪ Steckachse zur Halterung der Spule im Baustein 09476-00 ▪ Zwei Verbindungsleitungen mit 2-mm-Steckern ▪ Zwei Übergangsstecker 4-mm-Stecker / 2-mm-Buchse Halter für Galvanometermodell, DB 09476-00 Skale für Galvanometermodell 09477-01 Spule für Galvanometermodell 09477-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Motor 12 V, DB

Wandhalter für Demo-Elektromotor

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Für Demonstrationsversuche zur Elektrik. Zum Antrieb des Motormodells (07850-20) als Generator oder für Experimente zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und umgekehrt. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Zur dreh- und kippsicheren Halterung des Motormodells für Demoversuche (07850-20). Ausstattung und technische Daten Rückseitige Fläche mit Magnetfolie, zusätzliche Schraube am Boden des Halters zur Fixierung des Motors

Betriebsspannung: 2...12 V Drehzahl: ca. 3500 min-1

09475-00

Motormodell für Demo-Wand

07849-00

Magnetrotor für Demo-Motor-Modell

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Einfaches Modell eines Elektromotors mit Doppel-T-Anker, Statorpolschuhen und Auflagefläche für Statormagnet. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kleine Schnurrolle für Generatorbetrieb Abnehmbare Seitenwand zum Austausch von Rotoren Bodenplatte mit Gewindebohrung zur Befestigung auf dem dazugehörigen Wandhalter (07849-00) Dauerstromstärke: 0,6 A Kurzzeitstromstärke: 1 A Maximale Betriebsspannung: 9 V Abmessungen (mm): 85 x 65 x 100 Enthaltenes Zubehör: Treibriemen

Zum Betrieb des Motormodells (07850-20) als Synchronmotor. Ausstattung und technische Daten Permanentmagnet (Rundmagnet) mit Achse, Achse mit Rändelschraube und Schnurscheibe, Drehzahl: 16,7; 33,3; 50 Hz.

07850-21

Magnetrotor für Generator-Modell

Motormodell für Demo-Wand 07850-20 Magnet, l = 72 mm, stabförmig, Pole farbig 07823-00 Funktion und Verwendung Zum Betrieb des Motormodells (07850-20) als Generator. Ausstattung und technische Daten Permanentmagnet (Stabmagnet) mit Achse, Achse mit Schnurscheibe. 07850-22

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 335

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Magnethalter, d = 18 mm

Messplatz eine Bohrung angebracht, in die er einfach eingesteckt werden kann. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Halter für Rundmagnete mit 18 mm Durchmesser, passend zum Halter für Galvanometermodell (09476-00). Ausstattung und technische Daten Klemmen auf Steg mit zwei 4-mm-Steckern im Abstand von 42 mm.

Motor, 2 V DC 11031-00 Sektorscheibe für 2 V-Motor 11031-01

Motormodell für Demo-Wand, mit LED zur Anzeige der Richtung des Magnetfeldes

Magnethalter, d = 18 mm 09476-10 Magnet, stabförmig, d = 18 mm, l = 70 mm, Pole farbig 06318-00

Polschuhe, ein Paar

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Die Polschuhe bilden zusammen mit dem Rundmagneten (06318-00) einen U-förmigen Magneten. Ausstattung und technische Daten Abmessungen (mm): 18 x 4 x 70. 09476-11

Motor, 2 V DC

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Schülermotor / -generator mit sichtbaren Funktionselementen Mit Doppel-T-Anker Auflagefläche für Stabmagnete (72 x 20) mm oder U-Kerne Mit Möglichkeit zur Stativhalterung Schnurscheibe und 4-mm-Buchsen Belastbarkeit: max. 9 V / 1 A Maße (mm): 85 x 85 x 100

Motormodell für Demo-Wand, mit LED zur Anzeige der Richtung des Magnetfeldes 07850-40 Magnet, l = 72 mm, stabförmig, Pole farbig 07823-00

excellence in science 336

Einfaches Motormodell mit Doppel-T-Anker als Rotor. Das Magnetfeld des Ankers wird durch farbige Leuchtdioden angezeigt. Beim Umschalten des Magnetfeldes durch den Kollektor erfolgt eine entsprechende farbige Anzeige durch die Leuchtdiode (grün = Südpol, rot = Nordpol).

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Klingel im Aufbau, DB

Batteriehalter (Typ C)

Funktion und Verwendung Aufbau eines Klingelmodells oder eines Relaismodells. Kontaktfeder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Ankerplatte mit Klingelklöppel, Blattfeder mit Kontakt und Blattfeder mit Befestigungsschlitz Halterung der Kontaktfeder z. B. in Universalhalter (09403-00) Abmessungen (mm): 16 x 160 Schlitzbreite: 4 mm Schlitzlänge: 6 mm

Kontaktbauteil ▪ Bolzen mit 4-mm-Stecker und langer Rändelschraube ▪ Halterung mit Hilfe eines Leitungs-Bausteins mit Buchse in der Mitte ▪ Höhe des Bolzens (ohne Stecker): 32 mm ▪ Durchmesser des Bolzens: 10 mm ▪ Länge der Rändelschraube (ohne Kopf): 53 mm Klingelschale ▪ Klingelscheibe auf 4-mm-Stecker ▪ Halterung mit Hilfe eines Leitungs-Bausteins mit einer Buchse in der Mitte ▪ Durchmesser der Klingelschale: 5 cm ▪ Höhe der Klingelschale (ohne Stecker): ca. 4 cm Klingelschale 05673-02 Kontaktfeder mit Anker, DB 09473-00 Kontaktbauteil, DB 09473-01

Halter für Batterie vom Typ C um Schülerexperimente im Bereich der Elektik und Elektronik durchzuführen. Der Halter kann auf den "Demobaustein, unterbrochen" (09401-04) oder auf irgend ein anderes Teil mit einem Buchsen-Abstand von 19 mm gesetzt werden. Der Halter ermöglicht ein einfaches Experimentieren im Schülerbausteinsystem mit Batterien. Ausstattung und technische Daten Mit 4-mm-Steckern, Stecker Abstand: 19 mm, für Batterie-Typ C Batteriehalter (Typ C) 05605-00 Babyzelle 1,5 V, R14/UM-2 DIN 40866, Typ C 07922-01 Leitungs-Baustein, unterbrochen, DB 09401-04

Stellfläche mit Halterung, DB

Funktion und Verwendung Rückseitige Fläche mit Magnetfolie zur dreh- und kippsicheren Halterung von rechteckigen oder runden Gefäßen. Ausstattung und technische Daten

Modellmensch zur elektrischen Sicherheit, DB

Belastbarkeit: 1 kg, Gefäßhöhe: mind. 85 mm, Gefäßgröße, eckig (mm): 110 x 60, Gefäßdurchmesser, rund: max. 75 mm 09471-00

Elektrische Symbole für Demo-Tafel, 12 Stück

Funktion und Verwendung Modellfigur zur experimentellen Darstellung von Gefahrenquellen und deren Beseitigung beim Umgang mit elektrischem Strom.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Magnetisch haftende Symbole.

Magnethaftende Modellfigur mit optischem Warnindikator aus Leuchtdioden, drei Buchsen zum Anschluss an den Versuchsaufbau, Spannung: 12 V, Stromstärke: 60 mA, Abmessungen (mm): 113 x 230 x 36

Ausstattung und technische Daten

09480-00

3x V- (Volt), 3x A- (Ampere), Durchmesser: 60 mm, 6x Leersymbole, Maße: 92 x 90 mm, zur Selbstbeschriftung 02154-03

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 337

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Der Transistor als Schalter

Im Demonstrationsversuch wird gezeigt, dass ein Transistor als kontaktloser elektronischer Schalter eingesetzt wird. Die Schüler bauen mit den Schülerbausteinen den gleichen Versuch auf. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch

Reihen- und Parallelschaltung von Solarzellen Leerlaufspannung und Kurzschlussstromstärke

Durch Reihen- oder Parallelschaltung von Solarzellen lassen sich Spannung und Stromstärke verändern und an den Verbraucher anpassen. Die Kurzschlussstromstärke von Solarzellen ist proportional zur Beleuchtungsstärke, deren Spannung ist nahezu unabhängig. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1382800

P1383400

Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) Der PTC-Widerstand

Beschreibung 96 Versuchsbeschreibungen mit magnetisch haftenden Bausteinen für die Hafttafel. Themenfelder

Beim Erwärmen eines PTC-Widerstandes mit einem Fön sinkt die Stromstärke innerhalb einer Minute deutlich ab, sein Widerstand steigt mit der Temperatur. Dies lässt sich in dem Experiment auf einfache Weise demonstrieren. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1400700

excellence in science 338

Stromkreis, Elektrischer Widerstand, Leistung und Arbeit, Kondensator, Diode und Transistor, Energieumwandlung, Elektrochemie, Elektromagnetismus, Elektromotor, Induktion, Transformator, Selbstinduktion, Sicherer Umgang mit elektrischer Energie, Sensoren, Operationsverstärker. Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 202 Seiten

Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Doppel PEM Elektrolyseur, DB

Set für Doppel PEM Brennstoffzelle, DB

Funktion und Verwendung Doppel-PEM-Elektrolyseur, montiert auf einen Baustein des DemoElektrik/Elektronik-Systems, zur Versorgung der Doppel- und VierfachBrennstoffzellen des Baustein-Systems. Der Elektrolyseur besteht aus zwei in Reihe geschalteten Einzelzellen und produziert daher doppelt so viel Wasserstoff und Sauerstoff wie eine Einzelzelle. Vorteile Elektrolyseur mit hoher Gasproduktion, Zur Versorgung entsprechende Doppel- und Vierfach-Brennstoffzellen, Baustein mit aufgedruckter Polarität und großer rückseitiger Magnetplatte, demonstrativer, übersichtlicher Aufbau an der Hafttafel, einfache elektrische Anschlüsse mit Hilfe von Demo-Bausteinen, 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete seitliche Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen. Ausstattung und technische Daten Gasproduktion H2: 10 cm³ / min, Gasproduktion O2: 5 cm³ / min, Leistung: 2,33 W, H x B x T: 56 mm x 42 mm x 57 mm, aufgedruckte Polarität, seitliche Goldkontakte Zubehör

Funktion und Verwendung Set aus Demo-Bausteinen des Elektrik/Elektronik-Baustein-Systems sowie PEM-Doppel-Brennstoffzelle und PEM-Doppel-Elektrolyseur zum Aufbau von Versuchen mit der Brennstoffzelle. Der abgebildete Aufbau an der Tafel zeigt den grundlegenden Aufbau zum Set. Vorteile Der Aufbau von Brennstoffzelle und Elektrolyseur auf den Demo-Bausteinen des Elektrik/Elektronik-Systems ermöglicht einen demonstativen, übersichtlichen Aufbau an der Tafel. Für viele qualitative und quantiative Experimente zur Wasserstofftechnologie ist die Quelle für die elektrische Nutzenergie stets die Brennstoffzelle. Dieses Set enthält die wichtigen Bausteine zum Aufbau einer Brennstoffzelle. 09486-88

Set für Vierfach PEM Brennstoffzelle, DB

Brennstoffzelle, DB (09486-00), Gasspeicher (09889-00) 09488-00

Doppel PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, DB

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Doppel-PEM-Brennstoffzelle, montiert auf einen Baustein des DemoElektrik/Elektronik-Systems, zur Versorgung von kleinen Glühlämpchen und Motoren mit elektrischer Energie. Die Brennstoffzelle kann sowohl mit reinem Sauerstoff (H2/O2 - Betrieb) als auch mit Luft (H2/Luft Betrieb) arbeiten. Zwei im Lieferumfang enthaltene Silikonschläuche dienen zum Verschließen der Ausgänge, wenn die Brennstoffzelle nicht benutzt wird, um z. B. ein Austrocknen zu verhindern. Vorteile Baustein mit aufgedruckter Polarität und großer rückseitiger Magnetplatte, demonstrativer, übersichtlicher Aufbau an der Hafttafel, einfache elektrische Anschlüsse mit Hilfe von Demo-Bausteinen, 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete seitliche Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen. Betrieb der Brennstoffzelle auch mit Luft zur Darstellung realistischer Anwendungen der Wasserstoff-Technologie, wie z. B. Autos.

Set aus Demo-Bausteinen des Elektrik/Elektronik-Baustein-Systems sowie PEM- Vierfach-Brennstoffzelle und PEM-Doppel-Elektrolyseur zum Aubau von Versuchen mit der Brennstoffzelle. Der Aufbau zu diesem Set entspricht dem von Set 09486-88. Vorteile Der Aufbau von Brennstoffzelle und Elektrolyseur auf den Demo-Bausteinen des Elektrik/Elektronik-Systems ermöglicht einen demonstrativen, übersichtlichen Aufbau an der Tafel. Die PEM-Vierfach-Brennstoffzelle kann eine Ausgangsspannung von ca. 3,5 V liefern und damit auch größere Glühlämpchen und Motoren betreiben. Für viele qualitative und quantiative Experimente zur Wasserstofftechnologie ist die Quelle für die elektrische Nutzenergie stets die Brennstoffzelle. Dieses Set enthält die wichtigen Bausteine zum Aufbau einer Brennstoffzelle. 09487-88

Ausstattung und technische Daten Brennstoffzelle H2/O2: 1 W, Brennstoffzelle H2/Luft: 300 mW, H x B x T: 56 mm x 42 mm x 50 mm, aufgedruckte Polarität, seitliche Goldkontakte Zubehör Brennstoffzelle, DB (09486-00), Gasspeicher (09889-00) 09486-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 339

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Vierfach PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, DB

Baustein mit Magnetplatte, DB

Funktion und Verwendung

Vierfach-PEM-Brennstoffzelle, montiert auf einen Baustein des DemoElektrik/Elektronik-Systems. Diese Brennstoffzelle besteht aus vier elektrisch in Reihe geschalteten Einzelzellen und ist daher eine leistungsstarke Energiequelle für Glühlämpchen und Motoren bis ca. 3,5 V. Die Brennstoffzelle kann sowohl mit reinem Sauerstoff (H2/O2 - Betrieb) als auch mit Luft (H2/Luft - Betrieb) arbeiten.

Baustein des Demo-Elektrik/Elektronik-Systems mit großer Magnetplatte zur sicheren Halterung von Geräten z. B. mit dem Metallwinkel (09491-00) an der Hafttafel.

Vorteile

Leistungsstarke Energiequelle für Glühlämpchen und Motoren, Bausteine mit aufgedruckter Polarität und rückseitiger Magnetplatte, demonstrativer, übersichtlicher Aufbau an der Hafttafel, einfache elektrische Anschlüsse mit Hilfe von Demo-Bausteinen, 100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und vergoldete seitliche Kontakte, auch unter feuchten Klimabedingungen. Betrieb der Brennstoffzelle auch mit Luft zur Darstellung realistischer Anwendungen der Wasserstoff-Technologie, wie z. B. Autos oder Netzgeräte.

Einfacher und übersichtlicher Aufbau des Experimentes auf der Tafel, große Magnetplatte des Bausteins hält den Metallwinkel rutschfest, sodass der Gasspeicher fest steht, elektrische Anschlüsse des Versuchsaufbaus über das Bausteinsystem.

Ausstattung und technische Daten Brennstoffzelle H2/O2: 2 W, Brennstoffzelle H2/Luft: 600 mW, H x B x T: 65 mm x 48 mm x 60 mm

Für Versuche zum Thema Wasserstoff-Technologie dienen dieser Baustein und der Metallwinkel zur Halterung des Gasspeichers (09489-00) zum Auffangen von Wasserstoff bzw. Sauerstoff.

Ausstattung und technische Daten Größe der Magnetplatte: L x B: 62 mm x 62 mm Zubehör Metallwinkel (09491-00), Gasspeicher 30 cm3 (09489-00) 09490-00

Zubehör Elektrolyseur, DB (09488-00), Gasspeicher, DB (09889-00)

Metallwinkel für Baustein mit Magnetplatte

09487-00

Gasspeicher auf Magnetplatte, DB, inkl. Klemmen und Schläuche

Funktion und Verwendung Zum senkrechten Aufbau von magnetisch haftenden kleinen Geräten und Gefäßen in Versuchen mit dem Demo-Elektrik / Elektronik-Bausteinsystem. Der Winkel wird mit Hilfe des Bausteins mit Magnetplatte (09490-00) gehalten. Funktion und Verwendung Gasspeicher für 30 cm³ H2 oder O2 auf Magnetplatte. Zur Durchführung von Schüler- oder Demonstrations-Experimenten im Bereich der Wasserstofftechnologie, z. B. Solar-Wasserstoff und Wind-WasserstoffTechnologie. Vorteile

Vorteile Zusammen mit dem Baustein mit Magnetplatte (09490-00) ermöglicht der Metallwinkel die magnetische Halterung von offenen Gefäßen an der Hafttafel.

Einfacher Aufbau, in Größe und Volumen passend zu den anderen Geräten aus dem Bereich der erneuerbaren Energie, magnetisch haftend für sicheren Aufbau auf einer Metallplatte, vertikaler Aufbau an der Tafel möglich durch Metallwinkel und Baustein mit Magnetplatte.

Ausstattung und technische Daten

Baustein mit Magnetplatte, DB (09490-00)

Volumen: 30 cm3, H x B x T: 90 mm x 55 mm x 40 mm, Schlauch 1 m, Klemme 09489-00

excellence in science 340

In Experimenten zur Wasserstoff-Technologie wird der Gasspeicher 30 cm3 (09489-00) darauf gestellt um Wasserstoff bzw. Sauerstoff aus dem Elektrolyseur (09488-00) aufzufangen.

Abmessungen: L x B x H: 60 mm x 60 mm x 60 mm Zubehör

09491-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Das PEM-Solar-Wasserstoff-Modell

Funktion und Verwendung Das Gerät dient zur demonstrativen Messwertdarstellung für PHYWEHandmessgeräte, Waagen, Cobra3 COM-Unit und für Cobra4 MobileLink in Verbindung mit Cobra4 Display-Connect. 56 mm hohe 4-stellige LED-Anzeige für die Messwert-Darstellung und 60 mm hohe Matrixanzeige für die automatische Einheit-Darstellung. Lieferung mit Steckernetzteil. 07157-93

Cobra4 Display-Connect, Set aus Sender und Empfänger Elektrische Energie von Solarzellen versorgt einen Elektrolyseur. Die vom PEM-Elektrolyseur erzeugten Gase, Wasserstoff und Sauerstoff, werden direkt in die PEM-Brennstoffzelle geleitet. Die erzeugte elektrische Energie versorgt einen kleinen Motor. Zur Beleuchtung der Solarzellen kann eine 120-W-Lampe oder Sonnenlicht eingesetzt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch P1397600

Cobra4 Sensor-Unit Energy, Strom, Spannung, Arbeit, Leistung

Zur Messung und direkten Anzeige von Messgrößen zur elektrischen Leistung und Energie im Gleich- und Wechselstromkreis (Strom, Spannung, Wirk- und Scheinleistung, Phasenverschiebung, Frequenz, elektrische Arbeit), insbesondere bei Versuchen zur Erneuerbaren Energie.

Funktion und Verwendung Gerätekombination aus einem Sender und einem Empfänger zur funkbasierten Kommunikation zwischen einem Cobra4 Mobile-Link und bis zu 2 digitalen Großanzeigen. Das System arbeitet mit 5 umschaltbaren Sendekanälen bei einer Trägerfrequenz von 433 MHz. Die Stromversorgung des Senders und Empfängers erfolgt über die Geräte. Ein paralleles Aufzeichnen der Messreihe ist über die SD-Karte des Mobile-Links möglich. Cobra4 Display-Connect, Set aus Sender und Empfänger für die Benutzung des Cobra4 Mobile-Link mit digitalen 12623-88 Cobra4 Mobile-Link 12620-00 Cobra4 Sensor-Unit 2 x Temperatur, NiCr-Ni 12641-00 Tauchfühler, NiCr-Ni, Edelstahl, -50...400°C 13615-03

Analog-Demomultimeter ADM 2

Cobra4 Sensor-Unit Energy 12656-00 Cobra4 Mobile-Link 12620-00

Digitale Großanzeige, RS232-Schnittstelle Funktion und Verwendung Netzfreies, elektronisches Analogmessinstrument mit Messverstärker und mit 8 wählbaren Skalen für 66 Messbereiche für Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen Mit rückseitiger Anzeige von Messbereich, Stromart und Einheit, elektron. Überlastschutz in allen Messbereichen bis 750 V (bis 16 kV in kVMessbereichen) und autom. Batterieabschaltung nach ca. 50 Min 13820-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 341

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.1 Lehrsysteme Elektrik / Elektronik

Basissammlung Demo-Versuche Physik Sekundarstufe 1

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente in der Sekundarstufe 1. Mit der Basissammlung (01510-88) sind 87 Versuche durchführbar (*). Themenfelder Mechanik (17* + 62 Versuche):

Funktion und Verwendung Alle PHYWE Demonstrations-Experimente für die Sekundarstufe 1 in einer Sammlung – das komplette System für den Physikunterricht! Die PHYWE Sammlung Demonstrationsversuche Physik Sekundarstufe 1 bietet Ihnen alles, was Sie für den experimentellen Physikunterricht benötigen. Zur Basissammlung sind 87 Versuche beschrieben. Die Versuche wurden auf die Rahmenlehrpläne der Sekundarstufe 1 abgestimmt. Das Thema Erneuerbare Energie wird hierbei besonders berücksichtigt. Die einzelnen Systemkomponenten Geräte, Literatur und Aufbewahrung sind alle aufeinander abgestimmt. So wird die Vorbereitungzeit verkürzt und die Versuchsdurchführung vereinfacht. Vorteile Mehr als 80 Versuche beschrieben, unter anderem mit der DemoRollenfahrbahn und der Demo-Hafttafel Physik, auf Rahmenlehrpläne abgestimmt, übersichtliche Aufbewahrung in bebilderten Kunststoffschalen, ausführliche Aufbewahrungsübersicht wird mitgeliefert, flexibel, individuelle Anpassung möglich, die komplette Basissammlung passt in 3 Schränke, erprobt und zuverlässig. Ausstattung Durch die Aufteilung in die Basissammlung und Ergänzungssammlung können Ihre Wünsche individuell berücksichtigt werden. Auch die Anpassung an Ihre vorhandenen Komponenten ist problemlos möglich. So sparen Sie bares Geld. Zubehör Handbuch Demonstrations-Versuche Physik Sekundarstufe 1, insgesamt 325 beschriebene Versuche, (01500-01), Aufbewahrung (11889-00), Ergänzungssammlung: Wir machen Ihnen gerne ein Angebot, individuell an Ihre vorhandene Ausstattung angepasst. Sprechen Sie uns an.

Akustik (5* + 3 Versuche): Eigenschaften von Schall, Erzeugung und Ausbreitung (5* + 3 Versuche) Wärme (14* + 20 Versuche): Thermische Ausdehnung (7* + 2 Versuche), Wärmetransport (3* + 2 Versuche), Änderung von Aggregatzuständen (4* + 5 Versuche), Wärmeenergie (5 Versuche), Thermische Zustandsgrößen (6 Versuche) Regenerative Energien / Energieumwandlung (5* + 12 Versuche): Solarzelle und Sonnenkollektor (3* + 5 Versuche), Brennstoffzelle (2* + 2 Versuche), Energie aus Wasser (1 Versuch), Energie aus Umgebungswärme (4 Versuche) Elektrik (35* + 78 Versuche): Magnetostatik (5* + 2 Versuche), Stromkreis (7* + 2 Versuche), Elektrostatik (1* + 5 Versuche), Elektrischer Widerstand (2* + 7 Versuche), Leistung und Arbeit (1* Versuch), Kondensator (3 Versuche), Diode (2* + 8 Versuche), Transistor (2* + 13 Versuche), Energieumwandlung (2 Versuche), Elektrochemie (6 Versuche), Elektromagnetismus (2* + 6 Versuche), Elektromotor (3* + 4 Versuche), Induktion (3* + 6 Versuche), Transformator (3* + 4 Versuche), Selbstinduktion (4 Versuche), Sicherer Umgang mit elektrischer Energie (1* + 2 Versuche), Sensoren (3* Versuche), Operationsverstärker (3 Versuche) Optik (7* + 64 Versuche): Lichtausbreitung (1* + 7 Versuche), Spiegel (1* + 18 Versuche), Brechung (10 Versuche), Linsen (2* + 14 Versuche), Das Auge (3 Versuche), Optische Geräte (1* + 5 Versuche), Farben (2* + 7 Versuche) Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, 948 Seiten 01500-01

01510-88

excellence in science 342

Eigenschaften von Körpern (5* + 3 Versuche), Kräfte (2* + 15 Versuche), Einfache Maschinen (13 Versuche), Bewegung (3* + 7 Versuche), Mechanische Energieformen (1* + 3 Versuche), Schwingungen (3 Versuche), Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (6* + 19 Versuche)

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Schaltkastensystem Elektrik Für einführende Versuche in die Elektrik • Einsetzbar in Schüler- und Demonstrationsversuchen durch Halterung mit Doppelmuffe »PASS« • Gehäuse aus schlagfestem Kunststoff mit berührungssicher verschlossenem Boden • Stromwege und Schaltvorgänge sind gut zu beobachten • Anschluss über 4-mm-Buchsen • Kästchen bündig koppelbar mit Kurzschlusssteckern • Abmessungen: 120 mm x 90 mm x 30 mm Achtung: Das Schaltkastensystem ist nur für Kleinspannungen bis 60 V – / 25 V~ berührungssicher, da es normale 4-mm-Buchsen besitzt. Sollen Sicherheitsverbindungsleitungen angeschlossen werden, dann können passende Buchsenadapter (07207-00) auf die Kästen des Systems montiert werden.

Der Umschalter

Batteriekasten

Funktion und Verwendung Schlagfestes Kunststoffgehäuse zur Aufnahme einer 4,5 V-Flachbatterie, mit 4-mm-Buchsen und Schaltsymbol.

Ein Umschalter (Wechselschalter) besitzt drei Anschlüsse. Mit seiner Hilfe kann von zwei Verbrauchern entweder der eine oder der andere eingeschaltet werden. P0422100

Batteriekasten 06030-21 Batterie 4,5 V, 3R 12 DIN 40869 07496-01

Schaltkasten

Lampenfassung E 10 im Schaltkastengehäuse

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit zwei 4-mm-Buchsen und Schaltzeichen. Technische Daten ▪ ▪

Fassung: E 10 / E14 Spannung: max. 60 V - / 25 V ~

Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit zwanzig 4-mm-Buchsen für Parallel- und Reihenschaltungen von Steckelementen mit 19-mm-Steckerabstand. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Durchsichtiger Boden mit Gummifüßen Vertikale Halterungsmöglichkeit mit Doppelmuffe Belastbarkeit max. 60 V - / 25 V ~ / 10 A

06030-23 Lampenfassung E 10 im Schaltkastengehäuse 06170-00 Lampenfassung E 14 06171-00

Sehr gut ist die Verlässlichkeit in der Zusammenarbeit mit dem Außendienstmitarbeiter. Die Geräte sind für unsere Schule gut nutzbar. Egon Bernshausen, Pestalozzi-Förderschule, Siegen

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 343

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Schalter

Relais, 1 Wechsler / 3 Schließer

Funktion und Verwendung Klappanker-Relais in schlagfestem Kunststoffgehäuse mit 4-mmBuchsen und Schaltzeichen für einführende Schüler- und Demonstrationsversuche in der Elektrik. Ausstattung und technische Daten Belastbarkeit 10 A Ausschalter 06034-01 Wechselschalter, einpolig 06030-00 Kreuzschalter 06034-03 Wechselschalter, zweipolig 06032-00

Durchsichtiger Boden mit Gummifüßen, vertikale Halterungsmöglichkeit mit Doppelmuffe, Betriebsspannung: 10,2...14,4 V DC, Schaltleistung: 120 W / 550 VA, Schaltstrom: 5 A AC / DC, Schaltspannung: max. 250 V AC / DC, Maße (mm): 120 x 90 x 30 06031-02

Widerstandskästen

Tastschalter

Maximale Schaltspannung: 60 V- / 25 V~, Maximaler Schaltstrom: 2 A/ 2 A~. Tastschalter, Schließer 06039-00 Tastschalter, Öffner 06039-01

Widerstandskasten, 20 Ohm 06190-20 Widerstandskasten, 50 Ohm 06190-50 Widerstandskasten, 100 Ohm 06190-10

Relais, 1 Wechsler

Funktion und Verwendung Klappanker-Relais in schlagfestem Kunststoffgehäuse mit 4-mmBuchsen und Schaltzeichen für einführende Schüler- und Demonstrationsversuche in die Elektrik. Durchsichtiger Boden mit Gummifüßen, vertikale Halterungsmöglichkeit mit Doppelmuffe, Betriebsspannung: 7,3...21 V DC, Schaltleistung: 40 W / 100 VA, Schaltstrom: 2 A DC / 2,5 A AC, Schaltspannung: max. 110 V AC / DC, Maße (mm): 120 x 90 x 30 06031-01

excellence in science 344

Zur Demonstration des Ohm‘schen Gesetzes und zur quantitativen Erfassung der Gesetzmäßigkeiten an Spannungsteilern und verzweigten Stromkreisen. Die Widerstände haben niedrige Toleranzen und sind belastbar, ohne dass sich Temperaturdriften bemerkbar machen. Technische Daten: · Toleranz: ± 2 % · Belastbarkeit: max. 4 W

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

MP-Kondensator 2 x 30 µF

Zwei MP-Kondensatoren auf Kunststoffgehäuse mit sechs 4-mmBuchsen. Kondensatoren einzeln, seriell oder parallel verwendbar. Toleranz: +/- 10 % Grenzspannung: 250 V DC / 125 V AC Gehäuse (mm): 120 x 90 x 30 Inklusive zwei Verbindungsstecker 06219-32

Brückengleichrichter 25 V~/1 A-

Buchsenadapter für Sicherheitsverbindungsleitungen, 10 Stück

Funktion und Verwendung Zum Herstellen einer berührungssicheren Steckverbindung zwischen einer einfachen 4-mm-Buchse und einer Sicherheitsverbindungsleitung. Der Buchsenadapter wird dafür mit Hilfe des Inbusschlüssels in der Buchse befestigt. Lieferumfang: 10 Buchsenadapter und 1 Inbusschlüssel 07207-00

Messbereichserweiterung eines Spannungsmessers

Brückengleichrichter 250 V~/4 A-

Ein empfindliches Drehspulmesswerk hat nur einen sehr kleinen Messbereich, wenn es direkt als Spannungsmesser eingesetzt wird. Mit Hilfe des didaktischen Messinstruments kann die Messbereichserweiterung mit Hilfe von Vorwiderständen erarbeitet werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik mit dem Schaltkastensystem 01166-01 Deutsch P1060500

Mit 2 Buchsenpaaren zum gleichzeitigen Anschluss der Wechselstromquelle und eines Messgerätes sowie 2 Buchsenpaaren zum gleichzeitigen Anschluss eines Messgerätes und eines Gleichstromkreises (z. B. Ladekondensators). Kurzzeitig überstromfest. Ausführung der Buchsen als feste, hochstehende Hülsen. Damit ist der Anschluss von Sicherheitsverbindungsleitungen an diesen Schaltkasten möglich. Auf diese Weise sind die Kontakte berührungssicher, es kann auch mit Spannungen über 70 V– / 25 V~ experimentiert werden. Material: Silicium 06031-11

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 345

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Baukastensystem Elektrik Geeignet für einführende Versuche in die Elektrik in der Grundund Hauptschule. Das System besteht aus Schaltern, Lampenfassung und Batteriekasten. · Kästchen aus durchsichtigem und schlagfestem Kunststoff · Stromwege und Schaltvorgänge sind gut zu beobachten · Anschluss über 4-mm-Buchsen · Kästchen bündig, koppelbar mit Kurzschlusssteckern · Abmessungen: 90 mm x 90 mm x 32 mm

Leiter und Nichtleiter, l = 150 mm

Funktion und Verwendung 8 Probekörper für Demonstrationsversuche zur Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit verschiedener Materialien.

Baukastensystem Elektrik

Ausstattung und technische Daten Aufbewahrungsbox, Edelstahl: d = 5 mm, Aluminium: d = 3 mm, Kohle: d = 5 mm, Glas: d = 5 mm, Kupfer: d = 4 mm, Holz: d = 5 mm, Baumwolle: d = 3 mm, PVC: d = 3 mm 06107-50

Leiter und Nichtleiter

Batteriekasten, durchsichtig für Flachbatterie 4,5 V 06030-22 Batterie 4,5 V, 3R 12 DIN 40869 07496-01 Lampenfassung E 10, durchsichtig 06170-01 Hebelschalter, durchsichtig 06034-06 Magnetschalter, durchsichtig, einsetzbar als Relais, Elektromagnet und Wechselschalter 06035-01

Verschiedene Materialien werden in einer Prüfschaltung auf ihre elektrische Leitfähigkeit untersucht. Das Leuchten der Glühlampe, die mit dem zu untersuchenden Material in Reihe geschaltet ist, zeigt die Leitfähigkeit des Stoffes an. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik mit dem Schaltkastensystem 01166-01 Deutsch P1058600

Verteiler Leiter und Nichtleiter, l = 50 mm

Funktion und Verwendung 6 Probekörper für Schülerversuche zur Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit und der magnetischen Eigenschaften verschiedener Materialien. Ausstattung und technische Daten Länge: 50 mm, Edelstahl: d = 3 mm (2x), PVC: d = 3 mm, Aluminium: d = 3 mm, Kohle: d = 5 mm, Glas: d = 4 mm 06107-01

Zur demonstrativen Halterung von elektrischen Steckelementen (Widerstände, Kondensatoren, Spulen, usw.), wobei sich bis zu drei Elemente parallel schalten lassen. Ausstattung und technische Daten Isolierter Verteilerkopf auf Stiel, 4 Buchsenpaare für Parallelsteckungen für 4-mm-Steckelemente, 3 davon mit 19-mm-Buchsenabstand, Länge: 20 cm, Stieldurchmesser: 10 mm 06024-00

excellence in science 346

Funktion und Verwendung

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Verteilerstützen

Klemmenstange

Funktion und Verwendung Zur isolierten Halterung und zum Anschluss von elektrischen Leitern und Steckelementen mit 19-mm-Steckerabstand in Kleinspannungsschaltungen. Ausstattung und technische Daten 2 / 3 voneinander hochisolierte Verteiler mit je zwei 4-mm-Querbohrungen, Zusätzlich: 6-mm-Querloch mit Rändelschraube zum Haltern von Stäben, Blechen und Drähten, Länge: 13 cm / 235 mm, Stieldurchmesser: 6 mm / 10 mm Verteilerstütze l = 130 mm 07807-00 Verteilerstütze l = 235 mm 07924-00

Funktion und Verwendung Zur isolierten Halterung von elektrischen Leitern im Abstand von 45 mm oder 90 mm. Ausstattung und technische Daten Isolierplatte an Stiel mit 2 Anschlussbuchsen mit je einer 4-mmKreuzbohrung, sowie mit je einer 6-mm-Bohrung mit Klemmschraube, eine Buchse versetzbar, Länge: 27 cm, Stieldurchmesser: 10 mm 06022-00

Widerstandsdrähte auf Metallleiste

Isolierstiel

Funktion und Verwendung

Zur isolierten Halterung von Geräten mit 4-mm-Steckern wie z. B. Konduktorkugeln, Faradaybecher, Kondensatorplatten usw.

Zur Widerstandsuntersuchung elektrischer Leiter in Abhängigkeit von Länge, Querschnitt und Material der Leiter.

Ausstattung und technische Daten

Kunststoffstiel mit metallischem Anschlusskopf mit 4-mm-Längs- und Querbohrung, Länge: 20 cm, Stieldurchmesser: 10 mm 06021-00

Isolierstütze

▪ ▪ ▪ ▪

6 Drähte (Konstantan und Messing) auf Grundplatte mit 4-mmBuchsen Drahtlänge: 1 m Durchmesser (mm): 0,35; 0,5; 0,7; 1 mm Grundplatte (mm): 1065 x 90

06108-00

Funktion und Verwendung Verwendbar zur isolieren Halterung von elektrischen Leitern. Ausstattung und technische Daten Keramik-Rillenisolator auf Stiel, Anschlusskopf mit drei 4-mm-Kreuzbohrungen, zusätzlich 6-mm-Bohrung mit Klemmschraube, Isolationswiderstand: >1014 Ohm, Spannungsfestigkeit > 25 kV, Länge: 16 cm, Stieldurchmesser: 10 mm 06020-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 347

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Innenwiderstand und Anpassung bei Spannungsquellen

Ausstattung und technische Daten Widerstandstoleranz: +/- 10% Kurzzeitbelastung (max. 15 min) Berührungssicher in belüftetem Metallgehäuse mit vier 4-mm-Sicherheitsbuchsen, davon eine zur Gehäuseerdung Maße (mm): 420 x 90 x 150

▪ ▪ ▪ ▪

Prinzip Sowohl die Klemmenspannung einer Spannungsquelle als auch die Stromstärke hängen von der Belastung ab. Die Klemmenspannung wird in Abhängigkeit von der Stromstärke, vom Innenwiderstand und der Leerlaufspannung der Spannungsquelle bestimmt und die gemessene Kraft wird in einer Grafik dargestellt.

Schiebewiderstand 10 Ohm, 5,7 A, Kurzzeitb. 8,0 A 06110-02 Schiebewiderstand 33 Ohm, 3,1 A, Kurzzeitb. 4,4 A 06112-02 Schiebewiderstand 100 Ohm, 1,8 A, Kurzzeitb. 2,5 A 06114-02 Schiebewiderstand 330 Ohm, 1,0 A, Kurzzeitb. 1,4 A 06116-02 Schiebewiderstand 1 kOhm, 0,57 A, Kurzzeitb. 0,8 A 06118-02 Schiebewiderstand 3,3 kOhm, 0,31 A, Kurzzeitb. 0,44 A 06117-02

Wheatstone-Brücke

Aufgaben 1.

Messung der Klemmenspannung Ut einer Reihe von Spannungsquellen in Abhängigkeit von der Stromstärke und der Variation des äußeren Widerstandes Re; Berechnung der Leerlaufspannung U0 und des Innenwiderstandes Ri. 2. Messung der unmittelbaren Leerlaufspannung der Batterie (ohne externen Widerstand) und des inneren Widerstandes (durch Leistungsanpassung, Ri = Re). 3. Bestimmung des Leistungsdiagramms aus der Beziehung zwischen Batteriespannung und Stromstärke. Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Spannungsquelle Elektromotorische Kraft (e.m.f.) Klemmenspannung Leerlaufbetrieb Kurzschluss Ohm's law Kirchhoff Gesetze Leistungsanpassung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Prinzip Die Brückenschaltung nach Wheatstone wird zur Bestimmung unbekannter Widerstände verwendet. Die Schaltung besteht aus zwei veränderbaren Widerständen (z. B. Schleifdraht-Messbrücke), einem festen Widerstand und dem zu bestimmenden Widerstand. Als "Brücke" dient ein empfindlicher Strommesser. Die veränderbaren Widerstände sind so einzustellen, dass die Brücke stromlos ist, dann kann der unbekannte Widerstand berechnet werden. Aufgaben 1. 2. 3. 4. 5.

P2410300

Schiebewiderstand

Bestimmung von unbekannten Widerständen. Bestimmung des Gesamt-Widerstandes. Bestimmung der Widerstände in Reihe geschaltet. Bestimmung von parallel geschalteten Widerständen. Bestimmung des Widerstandes eines Drahtes in Abhängigkeit vom Querschnitt.

Lernziele ▪ ▪ ▪

Kirchhoff Gesetz, Stromleiter, Schaltkreis Spannung, Widerstand Parallelschaltung, Reihenschaltung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2410200 Funktion und Verwendung Geeignet als Vorwiderstände oder Spannungsteiler.

excellence in science 348

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Widerstandsmessleiste

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Zum Aufbau einer Wheatstone-Brücke zur genauen Bestimmung von Widerständen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

7 stellbare, dezimal gestaffelte Widerstandsstufen Bereich: 1 Ohm...9,999999 MOhm Toleranzindividuelle Dekade 1% + 0,08 Ohm alle Dekaden 1% + 0,4 Ohm Spannung: max. 500 V Max. Verlustleistung: 1 W Metallgehäuse mit 4 Sicherheitsbuchsen Maße (mm): 267 x 89 x 97

06194-10

Kapazitätsdekade 0,1..100 nF

Widerstandsdraht auf skaliertem Träger mit 6-mm-Endstielen Schleifer mit 4-mm-Buchse Skalenlänge: 50 cm / 100 mm Teilung: dm, cm, mm

Widerstandsmessleiste mit 6-mm Stielen an den Enden zur Halterung und Stromzuführung 07961-00 Schleifdraht-Messbrücke auf stabiler Holzplatte, Stromzuführung über 4-mm Buchsen 07182-00 Funktion und Verwendung

Widerstand mit 4-mm-Stecker und Buchse

Zur Verwendung z. B. als Normalkapazität in Brückenschaltungen oder zur Optimierung elektronischer Schaltungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung Vor- und Schutzwiderstand in Isolierhülse mit 4-mm-Stecker und Buchse zum direkten Aufstecken auf die Anschlussbuchsen der Hochspannungsnetzgeräte (13670-93) und 813671-93) zur Reduzierung der Stromstärke (berührungsungefährlich >2 mA) bei elektrostatischen Versuchen, Hülsenlänge: 100 mm.

Drei parallelgeschaltete Kondensatorgruppen mit je einem Drehschalter Metallgehäuse mit 4-mm-Buchsen und mit Stell- / Traggriff Toleranz: +/- 1% Grenzspannung: 400 V DC / 250 V AC Gehäuse (mm): 200 x 80 x 170

06195-00

Kondensator, Elektrolyt 22 mF

Widerstand mit 4-mm-Stecker und Buchse, 50 MOhm 07159-00 Widerstand mit 4-mm-Stecker und Buchse, 10 MOhm 07160-00

Widerstandsdekade 1 Ohm..10 MOhm Funktion und Verwendung Elektrisches Bauteil für einführende Versuche. Ausstattung und technische Daten Explosionssichere Ausführung in Metallgehäuse mit 4-mm-Anschlussbuchsen, Toleranz: +50% / -10%, Grenzspannung: 40 V DC, Höhe: 114 mm, Durchmesser: 52 mm 06211-00 Funktion und Verwendung Stufenweise veränderbarer Widerstand zur Verwendung z. B. als Vergleichswiderstand in Brückenschaltungen, als Spannungsteiler oder zur Dimensionierung von Experimentierschaltungen.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 349

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

TESS Physik Set Elektrik/Elektronik EEP1

TESS Physik Set Elektrik/Elektronik EEP2

Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu Set Elektrik/Elektronik EEP1. In Verbindung mit Set EEP1 können insgesamt 69 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen: Funktion und Verwendung Grundgeräteset zur Durchführung von 35 Schülerversuchen zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Der elektrische Stromkreis (9 Versuche) Der elektrische Widerstand (10 Versuche) Elektrische Leistung und Arbeit (1 Versuch) Der Kondensator (3 Versuche) Diode (5 Versuche) Transistor (7 Versuche)

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

Zubehör ▪ ▪

Handbuch Nr. 01169-01 Ergänzungsset TESS Elektrik/Elektronik EEP2 (13282-88)

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Der elektrische Stromkreis (9 Versuche) Der elektrische Widerstand (10 Versuche) Elektrische Leistung und Arbeit (3 Versuche) Elektrochemie (6 Versuche) Der Kondensator (3 Versuche) Elektromagnetismus (7 Versuche) Der Elektromotor (3 Versuche) Elektromagnetische Induktion (3 Versuche) Der Transformator (2 Versuche) Selbstinduktion (3 Versuche) Sensoren (3 Versuche) Diode (10 Versuche) Transistor (9 Versuche)

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz mit Aufbewahrung in EEP1

13282-88

13281-88

TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Steckplatte

Beschreibung 69 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu den Gerätesets EEP1 und EEP2. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Ausstattung ▪ DIN A4, Ringordner, s/w, 334 Seiten 01169-01

excellence in science 350

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Der Bimetallschalter

Funktion und Verwendung Kippschalter in Kunststoffgehäuse. Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Belastung: max. 250 V AC / 3A; 30 V DC / 4 A 39139-00

Wechselschalter, Gehäuse G3

Ein Bimetallstreifen besteht aus zwei flächenhaft miteinander verbundenen Metallstreifen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Er krümmt sich bei Erwärmung zu der Seite, die den niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten hat. Damit wirkt er als Schalter im Stromkreis. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Steckplatte 01169-01 Deutsch P1352400

Funktion und Verwendung Wechselschalter mit zwei Schalterstellungen im Kunststoffgehäuse. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54 mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand Belastung: max. 250 V AC / 3 A; 30 V DC / 4A

39169-00

Steckplatte mit 4-mm-Buchsen Stellwiderstand 10 kOhm, G1, Kunststoffgehäuse

Funktion und Verwendung Für Schülerelektronikversuche Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit 108 4-mm-Steckbuchsen seitliche Schwalbenschwanzführungen zum Koppeln mehrerer Platten Bodenplatte mit Gummifüßen Buchsenabstand: 19 mm Buchsenraster jeweils 3 x 3 Plattenmaße (mm): 230 x 170 x 26

Ausstattung und technische Daten ▪ Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 22 ▪ mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand ▪ Toleranz: +/- 20 % ▪ Belastbarkeit: max. 1 W 39138-11

Drahtwiderstand 0,2 Ohm, 2 W, G1

06033-00

Ausschalter, Gehäuse G1

Ausstattung und technische Daten Abmessungen (mm): 37 x 18 x 22, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Toleranz: +/- 5%, Belastbarkeit 1 W, kurzzeitig 2 W 39104-69

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 351

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Lampenfassung E10, Gehäuse G1

17049-00

Leitungsbaustein, Gehäuse G1

Widerstand 10 Ohm 2%, 2 W, G1 06056-10 Widerstand 20 Ohm 2%, 1 W, G1 06056-20 Widerstand 50 Ohm 5%, 1 W, G1 06056-50 Widerstand 100 Ohm 2%, 1 W, G1 06057-10 Widerstand 200 Ohm 2%, 1 W, G1 06057-20 Widerstand 500 Ohm 2%, 1 W, G1 06057-50

Cobra3-Set Grundlagen der Elektrik / Elektronik, 10 grundlegende Versuche mit dem FG-Modul

Funktion und Verwendung Leitende Verbindung zwischen den 4-mm-Steckern des Gehäuses. 39120-00

Heißleiter auf Steckerplatte

Ausstattung und technische Daten NTC-Widerstand auf Kunststoffplatte (mm): 45 x 18, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Kaltwiderstand 4,7 kOhm, Leistung: 0,45 W 06049-13

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Ohmsches Gesetz Kennlinien von Halbleiterbauelementen (Dioden, Transistoren) Einschaltverhalten von Kondensatoren Einschaltverhalten von Spulen Spule im Wechselstromkreis Kondensator im Wechselstromkreis Induktivität verschiedener Spulen Magnetische Induktion RLC-Wechselstromkreis Hoch- und Tiefpass-Filter

12111-88

Widerstände

Toleranz 2% Widerstand 1 Ohm 2%, 2 W, G1 06055-10 Widerstand 2 Ohm 2%, 2 W, G1 06055-20 Widerstand 5 Ohm 5%, 2 W, G1 06055-50

excellence in science 352

Vielseitiges und einfach adaptierbares Basisset zur computergestützten Untersuchung von Strom- und Spannungsverläufen, insbesondere für sehr schnelle Signalverläufe (500 kHz) und Frequenzabhängigkeiten für Praktika und Demonstration. Das Set enthält alles zur Durchführung folgender Versuche aus dem Bereich Elektrik / Elektronik:

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Kennlinien von Halbleitern mit dem FG-Modul

Ohmsches Gesetz mit Cobra3

Prinzip

Bestimmung der Stromstärke die durch eine Halbleiterdiode fließt. Bestimmung des Kollektorstroms mit der Kollektorspannung für verschiedene Werte der Basisstromstärke..

Der Zusammenhang von Spannung und Strom wird an temperaturunabhängigen und temperaturabhängigen Widerständen gemessen. Der elektrische Widerstand reiner Metalle wächst mit steigender Temperatur. Dieses Experiment zeigt, dass das Ohmsche Gesetz für reine Metalle nicht gilt, wenn sich ihre Temperatur durch Eigen- oder Fremderwärmung ändert.

Aufgaben 1. 2.

Untersuchung der Abhängigkeit der Stromstärke, die durch eine Halbleiterdiode fließt. Bestimmung der Schwankungen des Kollektorstroms mit der Kollektorspannung für verschiedene Werte der Basisstromstärke.

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Halbleiter p-n Übergang Energie-Band-Diagramm Akzeptoren Spender Valenzband Leitungsband Transistor Betriebspunkt Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Aufgaben 1. 2. 3.

Zeichne die Strom-/ Spannungs-Leistungsmerkmale eines Ohmschen Widerstandes und eines reinen Metalls auf und berechne deren Widerstandsgröße. Bestimme den Widerstand von verschiedenen Verbindungskabeln und berechne den Durchgangswiderstand. Bestimme die Arbeit und die Leistung einer Glühbirne.

Lernziele Ohmsches Gesetz, Widerstandsfähigkeit, Durchgangswiderstand Leitfähigkeit, Arbeit und Leistung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2410115

P2410915

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Ich arbeite sehr gern mit dem Cobra3-System. Man kann jüngere Kollegen hiermit ausgezeichnet motivieren und an die jeweilige Thematik heranführen. Hr. Deschler, Bayreuth

Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 353

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Draht-Drehwiderstände, linear, Kunststoffgehäuse

derstand: 1,3 kOhm, Widerstand bei 100 C°: 35 Ohm, Betriebstemperatur: max. 120 °C, Leistung: 1 W, Toleranz: +/- 20% 39110-03

PTC-Widerstand, Gehäuse G1 Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Stellknopf mit 270-Grad-Skale, Toleranz: +/- 10% 500 Ohm, 4 W, G2 39103-18 250 Ohm, 4 W, G3 39103-21

Funktion und Verwendung Nach außen geführter Halbleiterwiderstand mit positivem Temperaturkoeffizienten in einem Kunststoffgehäuse.

Linearer Schicht-Drehwiderstand, Kunststoffgehäuse

Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmaße (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Kaltwiderstand: 50 Ohm, Endwiderstand: 30 kOhm, Endtemperatur: 125 °C, Leistung: 1 W, Toleranz: +/- 15 % 39110-04

Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Stellknopf mit 270-Grad-Skale. Teilung 0...10, 10 Skalenteile, Toleranz: ± 20% Schicht-Drehwiderstand, 100 Ohm, 0,4 W, G2 39103-01 Schicht-Drehwiderstand, 1 kOhm, 0,4 W, G2 39103-04 Schicht-Drehwiderstand, 10 kOhm, 0,4 W, G2 39103-06

NTC-Widerstand 4,7 kOhm/0,5 W, Sonde

Fotowiderstand, Gehäuse G1

Fotowiderstand mit Blende im Kunststoffgehäuse. Mit Streulichtblende. Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Hellwiderstand: 9 kOhm, Dunkelwiderstand: 1,5 MOhm, Betriebsspannung: max. 100 VDC / 150 VAC, Leistung: 300 mW 39119-03

Fotowiderstand (LDR), in Steckerkästchen Heißwasserfeste Sonde mit Manganoxid-Halbleiter-Widerstand, Kaltwiderstand (25°C): 4,7 kOhm +/- 20 %, Betriebstemperatur: ≤ 125°C, Leistung (25°C): ≤ 0,45 W, Anschlussbuchsen: 4 mm, Abmessungen (mm): 18 x 105 x 3 13022-02

NTC-Widerstand, Gehäuse G1

Ausstattung und technische Daten In Kunststoffgehäuse (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Hellwiderstand: 310...490 Ohm, Dunkelwiderstand: 1...12 MOhm, Betriebsspannung: max.100 V

Nach außen geführter Halbleiterwiderstand mit negativem Temperaturkoeffizienten in einem Kunststoffgehäuse, Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Kaltwi-

excellence in science 354

Fotowiderstand (LDR), Gehäuse G1, lichtempfindliche Fläche an der Seite 06049-12 Fotowiderstand (LDR), Gehäuse G1, lichtempfindliche Fläche oben 39119-06

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Schichtwiderstände, Gehäuse G1

Schichtwiderstand 10 MOhm, 1 W, G1 39104-58 Schichtwiderstand 100 MOhm, 1W, G1 39104-75 Schichtwiderstand 1 GOhm, 1W, G1 39104-76 Schichtwiderstand 10 GOhm, 1W, G1 39104-77

Kondensator, Gehäuse G1 Widerstand in Kunststoffgehäuse, Abmessungen (mm): 37 x 18 x 22 mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Toleranz: +/- 5%, Belastbarkeit 1 W, kurzzeitig 2 W Schichtwiderstand 10 Ohm, 1 W, G1 39104-01 Schichtwiderstand 22 Ohm, 1 W, G1 39104-59 Schichtwiderstand 47 Ohm, 1 W, G1 39104-62 Schichtwiderstand 100 Ohm, 1 W, G1 39104-63 Schichtwiderstand 150 Ohm , 1W , G1 39104-10 Schichtwiderstand 180 Ohm, 1 W, G1 39104-11 Schichtwiderstand 220 Ohm, 1 W, G1 39104-64 Schichtwiderstand 330 Ohm, 1 W, G1 39104-13 Schichtwiderstand 470 Ohm, 1 W, G1 39104-15 Schichtwiderstand 680 Ohm, 1 W, G1 39104-17 Schichtwiderstand 1 kOhm, 1 W, G1 39104-19 Schichtwiderstand 1,5 kOhm, 1 W, G1 39104-21 Schichtwiderstand 2,2 kOhm, 1 W, G1 39104-23 Schichtwiderstand 3,3 kOhm, 1 W, G1 39104-25 Schichtwiderstand 4,7 kOhm, 1 W, G1 39104-27 Schichtwiderstand 5,6 kOhm, 1 W, G1 39104-28 Schichtwiderstand 10 kOhm, 1 W, G1 39104-30 Schichtwiderstand 15 kOhm, 1 W, G1 39104-32 Schichtwiderstand 22 kOhm, 1 W, G1 39104-34 Schichtwiderstand 47 kOhm, 1 W, G1 39104-38 Schichtwiderstand 82 kOhm, 1 W, G1 39104-40 Schichtwiderstand 100 kOhm, 1 W, G1 39104-41 Schichtwiderstand 470 kOhm, 1 W, G1 39104-68 Schichtwiderstand 1 MOhm, 1 W, G1 39104-52

Folienkondensator in Kunststoffgehäuse, Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Toleranz: +/- 20%, Spannung: 100 V- / 63 V~ Kondensator 470 pF/100 V, Gehäuse G1 39105-07 Kondensator 1 nF/100 V, Gehäuse G1 39105-10 Kondensator 10 nF, 250 V, Gehäuse G1 39105-14 Kondensator 47 nF, 250 V, Gehäuse G1 39105-17 Kondensator 100 nF, 250 V, Gehäuse G1 39105-18 Kondensator 220 nF/250 V, Gehäuse G1 39105-19 Kondensator 470 nF/100 V, Gehäuse G1 39105-20 Kondensator 2µF/100 V, Gehäuse G1 39105-29

Kondensator, Gehäuse G2

Folienkondensator in Kunststoffgehäuse, Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Toleranz: +/- 20%, Spannung: 100 V- / 63 V~ Kondensator 1 µF/100 V, Gehäuse G2 39113-01 Kondensator 2,2 µF/100 V, Gehäuse G2 39113-02 Kondensator 4,7 µF/100 V, Gehäuse G2 39113-03 Kondensator 10 µF/100 V, Gehäuse G2 39113-04 Kondensator 100 pF/100 V, Gehäuse G1 39105-04

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 355

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Elektrolyt-Kondensator, in Gehäuse G1

Funktion und Verwendung

Elko 10 µF/63 V, bipolar, G1 39105-43 Elko 22 µF/63 V, bipolar, G1 39105-44 Elko 47 µF/63 V, bipolar, G1 39105-45 Elko 470 µF/16 V, bipolar, G1 39105-47

Drehkondensator, Gehäuse G2

Gepolter Elektrolytkondensator in Kunststoffgehäuse. Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Toleranz: -10%...+50% Elko 10 µF/ 35 V, Gehäuse G1 39105-28 Elko 22 µF/ 35 V, Gehäuse G1 39105-23 Elko 47 µF/ 35 V, Gehäuse G1 39105-24 Elko 100 µF/ 35 V, Gehäuse G1 39105-25 Elko 470 µF/35 V, Gehäuse G1 39105-26 Elko, 1000 µF, in Gehäuse G1 06049-09

Funktion und Verwendung Elektrisches Bauteil für einfache Experimente. Zum Aufbau von Schwingkreisen. Ausstattung und technische Daten In Kunststoffgehäuse (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Kapazität: 5 pF...500 pF 06049-10

Elko 2000 µF/35 V, Gehäuse G2 Universalhalter, Gehäuse G1

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung

Zur Befestigung von Drähten, Metallfedern oder Bimetallstreifen.

Gepolter Elektrolyt-Kondensator in Kunststoffgehäuse.

Ausstattung und technische Daten

Vernickelter Metallsteg (12 mm x 26 mm) mit Rändelschraube, elektrischer Anschluss über beide 4-mm-Stecker des Gehäuses G1

Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Toleranz: -10..+50%

39115-02 39113-08

Elektrolytkondensator, bipolar, G1

In Kunststoffgehäuse (37 x 18 x 32) mm mit 4-mm-Steckern in 19 mm-Abstand, Toleranz: -10%...+50%.

excellence in science 356

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.2 Schaltkastensystem Elektrik

Relais, Gehäuse G3

Bimetallstreifen, l = 100 mm, R/S

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Relais im Kunststoffgehäuse. Ausstattung und technische Daten Mit einem Umschaltkontakt, Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 32, mit drei 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand und zwei 4-mmSteckbuchsen, Spulenspannung: 5...12 V DC, Belastung: 30 V / 1 A 39148-00

Zum Aufbau eines Bimetallschalters in Verbindung mit zwei Universalhaltern Gehäuse G1. Ausstattung und technische Daten Streifenbreite: 10 mm, Streifendicke: 0,3 mm, Schlitzbreite: 4 mm, Schlitzlänge: 7,5 mm 13024-22

Batteriehalter

Gehäuse G1, G2, Bausatz Zum Einbau von Widerständen, Kondensatoren etc. Durchsichtiges Kunststoffgehäuse (mm): 37 x 18 x 32. G1, durchsichtiges Kunststoffgehäuse (mm): 40 x 40 x 54. G2, mit zwei 4-mm-Steckern, mit je zwei Muttern und Scheiben Gehäuse G1, Bausatz 39300-00 Gehäuse G2, Bausatz 39304-01

Funktion und Verwendung Zur Halterung einer Batterie 1,5 V, IEC R14 (Baby). Halter mit 4-mm-Steckern, Steckerabstand: 38 mm 39115-01

Gehäuse G2 für Drehwiderstand, Bausatz Kleinmaterial

Funktion und Verwendung Zum Einbau von Widerständen, Kondensatoren etc. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Durchsichtiges Kunststoffgehäuse (mm): 40 x 40 x 54, Deckel mit kreisförmiger Öffnung (d =10 mm), beiliegend drei 4-mm-Stecker, Muttern und Scheiben

10 Probekörper zur Untersuchung der magnetischen und elektrischen Eigenschaften von festen Körpern in einer Aufbewahrungsbox. 06343-05

39302-00 Ohne Experimentiergerät und Materialien - nur auf theoretischer Basis, hätten die Schüler unseres Projektes, im Fach Physik, nicht so gut bei den Prüfungen abgeschnitten. PHYWE hat damit einen nicht unwesentlichen Anteil am Erfolg der Schüler. Dafür unseren herzlichen Dank. Uwe Stadler (Lehrer)

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 357

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Temperaturabhängigkeit verschiedener Widerstände und Dioden mit dem FG-Modul und Cobra3

Thermische und elektrische Leitfähigkeit von Metallen

Prinzip Prinzip Die Temperaturabhängigkeit eines elektrischen Parameters (z.B. Widerstand, Durchlassungsspannung, Sperrspannung) von verschiedenen Komponenten wird bestimmt. Dafür wird die Tauchprobe in ein Wasserbad eingetaucht und der Widerstand wird bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen. Aufgaben 1. 2. 3.

Messung der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes bei verschiedenen elektrischen Komponenten. Messung der Temperaturabhängikeit der Durchlassungsspannung verschiedener Halbleiterdioden. Messung der Temperaturabhängigkeit der Spannung bei Zener und Avalanche Effekten.

Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer und Aluminium wird bei einem konstanten Temperaturgradienten bestimmt. Die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer und Aluminium wird bestimmt und das Wiedemann-Franzsche Gesetz überprüft. Aufgaben 1. 2.

3. 4.

Lernziele Kohleschichtwiderstand, Metallschichtwiderstand, PTC, NTC, Z diode, Avalanche Effekt, Zener Effekt, Ladungsträgererzeugung, freie Weglänge, Mathie´s Regel Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Bestimmung der Wärmekapazität des Kalorimeters in einem gemischten Experiment als vorläufiger Test. Schaffung einens Temperaturgradienten in einem Metallstab mit Hilfe von zwei Wärmespeichern (kochendes Wasser und Eiswasser). Nach dem Entfernen der Eisstücke, Messung der Erhitzung des kalten Wassers in Abhängigkeit von der Zeit und Bestimmung der thermische Leitfähigkeit des Stabes. Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Metalle durch Aufnahme einer Strom-Spannungs-Kennlinie. Überprüfen des Wiedemann-Franzsche Gesetzes.

Lernziel Elektrische Leitfähigkeit, Franz Wiedmann-Gesetz, Lorenz Zahl, Diffusion, Temperaturgradient, Wärmetransport, Spezifische Wärme, Vier-Punkt-Messung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

P2410415 P2350200

Tauchproben zur TK-Bestimmung

Wärmeleitstäbe

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung 10 Bauelemente zur Bestimmung der Temperaturabhängigkeit (bis max. 100°C) von charakteristischen Parametern wie Widerstand, Sperr- und Durchlassspannung. Ausstattung und technische Daten 6 Widerstände: Konstantan- und Kupferdraht, Kohleschicht und Metallfilm, NTC und PTC, 4 Dioden: Germanium, Silizium und 2 Z-Dioden, Probenmontage auf Spezialplatine mit Schaltsymbolen und 4-mmBuchsen, inklusive hitzebeständiger Kunststoffbeutel für Einsatz in thermostatisiertem Wasserbad 07163-00

excellence in science 358

Zubehör für Wärmeleit-Messapparatur zur Untersuchung der Wärmeleitung und elektrischen Leitung (z.B. Nachweis des WiedemannFranzschen Gesetzes, dem Zusammenhang beider Größen) Ausstattung und technische Daten Kunststoffummantelte mit 10 äquidistanten Senkungen auf der Mantelfläche zur Temperaturbestimmung, stirnseitig 4-mm-Bohrungen für elektrischen Anschluß. Stablänge: 420 mm. Stabduchmesser: 25 mm. Material: Kupfer bzw. Aluminium Wärmeleitstab, Cu 04518-11 Wärmeleitstab, Al 04518-12

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Temperaturmessgerät 4-2

Funktion und Verwendung Modernes, sehr bedienerfreundlich gestaltetes Gerät für die Messung von Temperaturen und Temperaturdifferenzen mit 4 Messstellen und 2 Anzeigen. Vorteile Das Gerät bietet insbesondere folgende Vorteile: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

2 demonstrative 4-stellige Anzeigen (+Vorzeichen) mit einer Ziffernhöhe von 20 mm hohe Messgenauigkeit durch Verwendung von Pt100-Fühlern RS232-Schnittstelle zur Übertragung der Messwerte an einen PC mit der Möglichkeit alle 4 Messkanäle gleichzeitig darzustellen Umschaltbarer Schreiberausgang zur Übertragung der Messwerte der beiden Digitalanzeigen auf einen tY-Schreiber Messung und Darstellung der Differenztemperatur zwischen zwei Temperaturfühlern in beliebiger Kombination Tarierfunktion (set 0,00) um Temperaturänderungen zu einer Starttemperatur mit einer Auflösung von 0,01°C anzuzeigen Einheiten zwischen °C und K umschaltbar; Differenztemperaturen werden automatisch in K dargestellt

Thermoelektrische Effekte Seebeck-Effekt: Durch einen Temperaturunterschied an den beiden Kontaktstellen eines Thermoelementes entsteht eine elektrische Spannung. Peltier-Effekt: Fließt durch ein Thermoelement ein elektrischer Strom, so erwärmt sich eine Kontaktstelle während sich die andere abkühlt. Der Thermogenerator mit dem darauf abgestimmten Zubehör dient zur Demonstration und zur quantitativen Untersuchung thermoelektrischer Effekte: Umwandlung von Wärme in elektrische Energie; Antrieb kleiner Motoren; Nutzung von Sonnenenergie; Betrieb als Peltier-Wärmepumpe; Erzeugung tiefer Temperaturen; Bestimmung des Wirkungsgrades.

Halbleiter-Thermogenerator

Ausstattung und technische Daten ▪

Messbereich: -50...+300°C, Auflösung: 0,1°C (-50...+300°C); 0,01°C (bei Funktion: ΔT und set 0,00), Sondenanschlüsse: 4 Diodenbuchsen, 5-polig, Sondentyp: Pt100, Vierleitertechnologie, Schnittstelle: RS232-Schnittstelle, 9600 Baud, Schreiberausgang: 0,1 K/mV (-50...+300°C), Anschlussspannung: 230 V~/50...60 Hz, Maße (mm): 270 x 236 x 168, Gewicht ca. 3 kg

Temperaturmessgerät 4-2 13617-93 Temperatur-Tauchsonde Pt100, Edelstahl, -20...+300°C 11759-01

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Prinzip In einem Halbleiter-Thermogenerator werden die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz gemessen. Der Innenwiderstand, der Seebeck-Koeffizient und der Wirkungsgrad werden bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3.

Messung der Leerlaufspannung Uo-und Kurzschluss-Strom bei verschiedenen Temperaturdifferenzen und Ermittlung des Seebeck-Koeffizienten. Messung von Strom und Spannung bei konstanten Temperatur, aber mit verschiedenen Last-Widerständen und Bestimmung des Innenwiderstand Ri aus den gemessenen Werten. Bestimmung der Effizienz der Energieumwandlung von der Menge der verbrauchten Wärme und der produzierten elektrischen Energie pro Zeiteinheit.

Lernziele

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie. DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Seebeck-Effekt (thermoelektrischer Effekt) Thermoelektrische e.m.f. Effizienz Peltier-Koeffizient Thomson-Koeffizient Seebeck-Koeffizienten Direkte Energieumwandlung Thomson Gleichungen Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2410700

16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 359

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Thermogenerator, mit 2 Wasserbehältern

Funktion und Verwendung Zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und zum Betrieb als Wärmepumpe, sowie zur Demonstration des Seebeck- und Peltiereffektes.

Kühlkörper

Funktion und Verwendung Wird anstelle eines Wasserbehälters am Generatorblock des Thermogenerators befestigt. Ausstattung und technische Daten

Vorteile

Luftwärmetauscher aus schwarz eloxiertem Aluminium.

Maße (mm): 190 x 100 x 50.

Ausstattung und technische Daten 2 offene, anschraubbare Wasserbehälter, 2 Gummidichtungen, 2 Spannbacken, 4 Rändelschrauben, Anzahl der Thermoelemente: 142, Dauerbetriebstemperatur: 100 °C, Innenwiderstand: 2,8 Ohm, Betrieb als Thermogenerator: Ausgangsspannung bei Δ T = 40K ca. 2V, Betrieb als Peltier-Wärmepumpe: Stromstärke max. 6 A, Abmessungen: Generatorblock (mm): 24 x 80 x 126, Wasserbehälter (mm): 28 x 70 x 94, Masse: 2,9 kg

04366-02

Thermoelement, Seebeck-Effekt

Zubehör Durchflusswärmetauscher (04366-01), Kühlkörper (04366-02) Funktion und Verwendung

04366-00

Zur Demonstration der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie (Seebeck-Effekt) und umgekehrt (Peltier-Effekt).

Durchflusswärmetauscher

Ausstattung und technische Daten Eisen-Konstantan-Thermoelement aus stabilen, verschweißten Drähten, auf Isolierplatte mit Haltestiel und 4-mm-Buchsen, Schweißstellenabstand: 300 mm 04182-00

Thermo-Elektromagnet

Funktion und Verwendung Zum Erzeugen einer konstanten Temperatur mit Hilfe von fließendem Wasser. Wird anstelle eines Wasserbehälters am Generatorblock des Thermogenerators (04366-00) befestigt. Vorteile Der Thermogenerator kann mit Hilfe des Durchflusswärmetauschers als Peltier-Wärmepumpe genutzt werden, da dieser in der Lage ist, tiefe Temperaturen (ca. -15°C) zu erzeugen. Ausstattung und technische Daten Kammer aus vernickeltem Messing mit Schlaucholiven. Maße (mm): 28 x 70 x 94. 04366-01

06593-01

excellence in science 360

Zum Nachweis der magnet. Wirkung von Thermoströmen bis 100 A. Thermoelement aus 4-Kantkupferschenkel und zwei Konstantanbrücken, eingebettet in 5 kg Weicheisenzylinder und Joch mit Haken, Stirnflächen geschliffen, Kupferquerschnitt (10 x 10) mm, Stromkreiswiderstand 0,1 mOhm, Haltekraft > 50 N, Höhe 220 mm

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Hall-Effekt

Halleffekt-Gerät

In einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld der magnetischen Flussdichte B befindet und durch den ein elektrischer Strom der Stärke I fließt, tritt wegen der Lorentzkraft eine Spannung senkrecht zur Stromrichtung auf (Hall-Effekt). Die messtechnische Bedeutung des Hall-Effektes liegt in der Möglichkeit, magnetische Flussdichten durch eine Spannungsmessung zu ermitteln.

Abhängigkeit der Hallspannung von Stromstärke und magnetischer Flussdichte Funktion und Verwendung Zur Demonstration des Hall-Effekts. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Wismutprobe sichtbar montiert mit 5-Leitertechnik Kunststoffgehäuse mit demonstrativem Schaltschema, Fehlspannungskompensation und 4-mm-Anschlussbuchsen Steuerstrom: max. 5 A Gehäusemaße (mm): 120 x 90 x 30

06415-00

Die entstehende Hallspannung ist proportional zur Stromstärke im Leiter und zur magnetischen Flussdichte senkrecht zum Leiter. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Hall-Effekt in Metallen

Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT) 16004-01 Deutsch P1219800

Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)

Prinzip Der Hall-Effekt von dünnen Zink- und Kupferfolien wird untersucht und der Hall-Koeffizient bestimmt. Der Effekt von Temperatur auf die Hallspannung wird untersucht. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch Beschreibung

P2530300

26 Versuchsbeschreibungen zum Thema Magnetfeld. Themenfelder Lorentzkraft, Bewegte Ladungsträger, Vektoreigenschaften des B-Feldes, Erdfeld-Magnetfeld von Stromleitern, Maxwell Geichung, BiotSavart-Gesetz, Permeabilität, Induktion. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 92 Seiten 16004-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 361

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Hall-Effekt bei Halbleitern mit dem PHYWE Modul System Dieses moderne und leicht zu bedienende Gerätesystem zur Untersuchung von Leitungsmechanismen in Halbleitern gewährleistet · einen einfachen und übersichtlichen experimentellen Aufbau · minimale Vorbereitungszeit und sichere Experimentdurchführung. Das System besteht aus einem neuartigen Hall-Modul und drei heizbaren Platinen, die jeweils mit einem p-dotierten, einem n-dotierten sowie mit einem undotierten Germanium-Kristall bestückt sind. Die Platinen werden einfach und sicher in das Hall-Modul eingeschoben. Das mit 12 V~ zu versorgende Hall-Modul stellt alle Betriebsgrößen für die Proben bereit und ermöglicht außerdem die Anzeige von Probenstrom und Probentemperatur. Die Probenheizung mit vollautomatischer Temperaturkontrolle stellt dabei sicher, dass die Proben nicht beschädigt werden. Neben der klassischen Methode zur Versuchsdurchführung können auch alle Messgrößen über den 9-poligen Sub-D-Sockel auf der Rückseite des Moduls und das Interface Cobra3 mit dem PC erfasst werden, um Sie dann im Rechner darzustellen und weiter auszuwerten. Das System ist unverzichtbarer Bestandteil einer modernen Unterrichtseinheit Festkörperphysik.

Hall-Effekt in p-Germanium

Hall-Effekt Trägerplatinen

Prinzip An einer quaderförmigen Germaniumprobe werden Widerstand und Hallspannung in Abhängigkeit von der Temperatur und des Magnetfeldes gemessen. Aus den Messwerten werden der Bandabstand, die spezifische Leitfähigkeit, die Ladungsträgerart und die Ladungsbeweglichkeit bestimmt. Aufgaben 1.

2. 3. 4.

Die Hall-Spannung wird bei Raumtemperatur und konstantem Magnetfeld in Abhängigkeit vom Steuerstrom gemessen und in einem Diagramm dargestellt. (Messung ohne Kompensation für Defektespannung). Die Spannung der Probe wird bei Raumtemperatur in Abhängigkeit von der magnetischen Induktion B gemessen. Die Spannung der Probe wird in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen. Der Bandabstand des Germaniums wird aus den Messungen berechnet. Die Hall-Spannung UH wird in Abhängigkeit von der magnetischen Induktion B bei Raumtemperatur gemessen. Das Vorzeichen der Ladungsträger und die Hall-Konstante RH wird zusammen mit der Hall Mobilität μH und der Ladungsträgerkonzentration p aus den Messungen berechnet. Die Hall-Spannung UH wird in Abhängigkeit von der Temperatur bei konstanter magnetischer Induktion B gemessen und die Werte werden in einem Diagramm dargestellt.

Lernziele Halbleiter, Band Theorie, Verbotene Zone, Innere Leitfähigkeit, Äußere Leitfähigkeit, Valenzband, Leitungsband, Lorentz-Kraft, Magnetischer Widerstand, Mobilität, Leitfähigkeit, Bandabstand, Hall-Koeffizient Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2530111

excellence in science 362

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Halleffekt-Modul zur temperaturabhängigen Bestimmung von Hallspannung und Leitfähigkeit. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Trägerplatine Pt100-Thermofühler Heizmäander Steckleiste Kristallmaße (mm): 20 x 10 x 1 Maximale Kristalltemperatur: 170 °C Platinenmaße (mm): 73 x 70 x 3 mm Masse: 0,03 kg

n-Ge-Kristall ▪ ▪

Spezifischer Widerstand: 2,0 - 2,5 Ohm cm Maximaler Probenstrom: +/- 60 mA

p-Ge-Kristall ▪ ▪

Spezifischer Widerstand: 2,5 – 3,0 Ohm cm Maximaler Probenstrom: +/- 60 mA

Platine zur Eigenleitung von Ge ▪ ▪

Spezifischer Widerstand: ca. 50 Ohm cm Maximaler Probenstrom: +/- 10 mA

Hall-Effekt, n-Germanium, Trägerplatine 11802-01 Hall-Effekt, p-Germanium, Trägerplatine 11805-01 Eigenleitung von Germanium, Trägerplatine 11807-01

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Hall-Effekt-Modul

Hall-Effekt in Metallen

Prinzip Funktion und Verwendung Zur Aufnahme und Versorgung von Hall-Effekts-Trägerplatinen mit dotierten und undotierten Germanium-Kristallen sowie zu deren temperaturabhängigen Bestimmung von Hallspannung und Leitfähigkeit. Vorteile Gabelförmiges Metallgehäuse mit integriertem 3-stell./9mm-LED Display zur wahlweisen Anzeige von Temperatur und Treibstrom der Proben, therm. Überlastschutz durch Abschaltautomatik für Probenheizung, Konstantstrom und Hallspannungskompensation stellbar, Steckleiste und Führungsnuten für Trägerplatinen, Führungsnut für Hallsonde, 4-mm Sicherheitsbuchsen zum Abgriff von Hall- und Probenspannung und zum Einspeisen der Betriebsspannung, D-SUB-9-Buchse zum Anschluss an Interface. Ausstattung und technische Daten Max. Probenstrom: +/- 60 mA, max. Probentemperatur: 175 °C, Versorgung: 12 VAC/max. 3,5 A, Gehäuseaußenmaße (cm): 16 x 10,5 x 2,5, Masse (ohne Stiel): 0,25 kg, inkl. Haltestiel (l = 12 cm, d = 1 cm) mit M6-Gewinde

Der Hall-Effekt von dünnen Zink- und Kupferfolien wird untersucht und der Hall-Koeffizient bestimmt. Der Effekt von Temperatur auf die Hallspannung wird untersucht. Aufgaben 1. 2. 3.

Die Hallspannung von dünnen Zink- und Kupferfolien wird gemessen Der Hallkoeffizient wird aus Messungen des elektrischen Stroms und der magnetischen Induktion bestimmt. Am Beispiel von Kupfer wird der Einfluß der Temperatur auf die Hallspannung untersucht.

Lernziele Normal-Hall-Effekt, Anormaler Hall-Effekt, Ladungsträger, HallMobilität, Elektronen, Defekte Elektronen Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2530300

11801-00

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Hall-Effekt Trägerplatine

Funktion und Verwendung Trägerplatte mit Kupfer- Zinkprobe zur Bestimmung des normalen Hall-Effekts als Funktion der Temperatur. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Cobra3 Messmodul Tesla 12109-00 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Hallsonde, tangential 13610-02 Software Cobra3-Halleffekt 14521-61

Mit integriertem Heizsystem, Thermoelement, Spindelpotentiometer zur Fehlspannungskompensation, 4-mm-Anschlussbuchsen und mit Haltestiel. Probenanschluss in 5-Leitertechnik, Probenfläche (mm): 25 x 25, Probendicke: 0,018 mm (Cu), Probendicke: 0,025 mm (Zn), Probenstrom: max. 20 A, Heizspannung: 6 V, Heizstromstärke: 5 A, Thermoelement Cu/CuNi, Trägerplatte (mm): 160 x 100. Hall-Effekt von Kupfer, Trägerplatine 11803-00 Hall-Effekt von Zink, Trägerplatine 11804-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 363

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Wasserstoff-Technologie

Das PEM-Solar-Wasserstoff-Modell

Elektrische Energie von Solarzellen versorgt einen Elektrolyseur. Die vom PEM-Elektrolyseur erzeugten Gase, Wasserstoff und Sauerstoff, werden direkt in die PEM-Brennstoffzelle geleitet. Die erzeugte elektrische Energie versorgt einen kleinen Motor. Zur Beleuchtung der Solarzellen kann eine 120-W-Lampe oder Sonnenlicht eingesetzt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Brennstoffzellen, Elektrolyseure und Solar-Wasserstofftechnologie sind wesentliche Bestandteile einer zukünftigen, nachhaltigen Energieversorgung zur Umwelt- und Ressourcenschonung unter Beibehaltung des heutigen Lebensstandards. Reines Wasser wird zur Energiespeicherung mit Hilfe regenerativer Energien elektrolytisch in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Bei der Rückumwandlung der Gase in einer Brennstoffzelle entstehen Strom, Wärme und Wasser. Durch den konsequenten Einsatz der Membrantechnologie (PEM = Proton Exchange Membrane) in den Demonstrationssystemen wird auf den Einsatz ätzender Flüssigkeiten vollständig verzichtet und ausschließlich destilliertes Wasser verwendet. moderne Technologie mit protonentransportierender Membran (PEM = Proton Exchange Membran = Protonen-Austausch-Membran) • keine ätzenden Lösungen; destilliertes Wasser genügt auch für den Betrieb des Elektrolyseurs • sicheres Experimentieren • der Elektrolyseur kann mit Solarstrom betrieben werden Funktionsweise einer PEM-Brennstoffzelle Eine PEM-Brennstoffzelle besteht aus einer dünnen protonenleitfähigen Membran (PEM = Protone Exchange Membrane) und den auf beiden Seiten aufgebrachten Elektroden mit Katalysatormaterial. Chemische Energie in Form von Wasserstoff und Sauerstoff wird in elektrische Energie umgewandelt. Anstelle von reinem Sauerstoff kann auch Luft verwendet werden. Der an die Anode geführte gasförmige Wasserstoff wird oxidiert, er zerfällt durch die katalytische Wirkung der Elektrode (z. B. Platin) in H+-Ionen (Protonen) und Elektronen. Die H+-Ionen gelangen durch die protonenleitfähige Membran auf die Kathodenseite. Die Elektronen wandern durch den geschlossenen äußeren Stromkreis zur Kathode. Der an der Kathode zugeführte gasförmige Sauerstoff wird reduziert, wobei zusammen mit den H+-Ionen und Elektronen Wasser gebildet wird. Versorgung mit Wasserstoff: Druckdosen, Gasentwickler (z. B. Wasserstoffentwicklung durch Umsetzung von Zink mit Salzsäure) oder Metallhydridspeicher (Speicherung von Wasserstoff in Metallen). Am einfachsten ist die Versorgung der PEM Brennstoffzellen mit Wasserstoff und Sauerstoff durch PEM Elektrolyseure, die für ihren Betrieb nur destilliertes Wasser benötigen. Damit können entweder Gasspeicher gefüllt oder die PEM Brennstoffzelle direkt mit einem kontinuierlichen Gasstrom versorgt werden.

Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET) 01005-01 Deutsch P1397600

Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET)

•

Weitere Informationen finden Sie in diesem Katalog im Kapitel 3.3.4 "Erneuerbare Energie, Brennstoffzelle".

Beschreibung 96 Versuchsbeschreibungen mit magnetisch haftenden Bausteinen für die Hafttafel. DIN A4, Spiralbindung, s/w, 202 Seiten 01005-01

PEM-Brennstoffzelle

Funktion und Verwendung PEM-Brennstoffzelle mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff (oder Luft). Ausstattung und technische Daten Brennstoffzelle montiert auf Grundplatte mit 4-mm-Anschlussbuchsen, Elektrodenfläche: 16 cm², Leistung: 1,2 W, Leerlaufspannung: 0,9 V, Grundplatte: 200 mm x 130 mm 06747-00

excellence in science 364

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

PEM Experimentierlabor junior mit Elektrolyseur, Brennstoff- und Solarzelle

Experimentierkoffer bestehend aus Elektrolyseur, Brennstoffzelle, Solarmodul und Ventilator sowie einer Widerstandsdekade, zwei Messgeräten, einer Stoppuhr, sechs Verbindungsleitungen und 250 ml dest. Wasser. Alle elektrischen Anschlüsse über 2-mm-Buchsen und Kabel. Handbuch mit methodischen Anregungen und Versuchsanleitungen. Ausstattung und technische Daten Elektrolyseur: 1 W, Brennstoffzelle: 500 mW, Gasspeicher H2 / O2: je 20 cm3, Solarmodul: 2,0 V / 350 mA, Ventilator: 10 mW, Widerstandsdekade: max. 1W 06732-01

PEM-Elektrolyseur

Kennlinie und Wirkungsgrad von PEMBrennstoffzelle und PEM-Elektrolyseur

Prinzip In einem PEM-Elektrolyseur besteht der Elektrolyt aus einer für Protonen durchlässigen Membran und Wasser (PEM = ProtonExchange-Membrane). Wenn eine Spannung angelegt wird, werden Wasserstoff und Sauerstoff gebildet. Die PEM-Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff. Die elektrischen Eigenschaften des Elektrolyseurs und der Brennstoffzelle können mit Hilfe einer aufgenommenen Strom-Spannungs-Kennlinie untersucht werden. Um den Wirkungsgrad zu bestimmen, werden die erzeugten Gase in kleinen Gasspeichern gesammelt. Es können dann die Gasmengen, die erzeugt oder verbraucht werden, einfach bestimmt werden. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Funktion und Verwendung PEM-Elektrolyseur mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff nur durch Elektrolyse von Wasser (keine Gefahr durch ätzende Laugen). Ausstattung und technische Daten Elektrolyseur und Vorratsbehälter für destilliertes Wasser auf Grundplatte, 4-mm-Anschlussbuchsen mit Verpolungsschutz, Elektrodenfläche: 16 cm², Leistung: 2 W, Betriebsspannung: 1,7...2 V, Grundplatte: 200 mm x 130 mm 06748-00

Nehmen Sie die charakteristische Kennlinie des PEM-Elektriseur auf. Nehmen Sie die charakteristische Kennlinie der PEM-Brennstoffzelle auf. Bestimmen Sie den Wirkungsgrad der PEM-Elektrolyseeinheit. Bestimmen Sie den Wirkungsgrad der PEM-Brennstoffzelle.

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Elektrolyse Elektrodenpolarisation Zersetzungsspannung Galvanisches Element Faradaysche Gesetze Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2411100

PEM-Brennstoffzelle-Kit, zerlegbar

PEM Elektrolyseur, junior

Funktion und Verwendung

PEM-Brennstoffzelle mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff.

Elektrolyseur mit Protonenaustauschmembram (PEM) zur Wasserstoffund Sauerstofferzeugung.

Ausstattung und technische Daten

Zur Demonstration des Aufbaus ist die Zelle in ihre Einzelkomponenten zerlegbar, Elektrodenfläche: 16 cm², Leistung: 0,6 W, Leerlaufspannung: 0,9 V, Maße (mm): 80 x 80 x 24

Auf Grundplatte mit Gas- und Wasserspeicher, Leistung 1 W, Grundplatte: (200 x 120 x 90) mm

06746-00

06736-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 365

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

PEM Experimentierlabor, Junior Set mit DVD inkl. Handbuch

PEM-Anlage auf Grundplatte mit DVD inkl. Handbuch

Funktion und Verwendung Für Demonstrations- / Langzeitbetrieb konzipierte Wasserstoffanlage. Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Komplettes Solar-Wasserstoff-System im Aufbewahrungs-Koffer. Geräteset zur Durchführung von qualitativen und quantitativen Schülerversuchen zur Solarenergie und Wasserstoff-Technologie.

Mit Elektrolyseur, Brennstoffzelle und Wasservorratsbehältern aus Plexiglas, montiert auf beschrifteter Grundplatte mit 4-mm-Buchsenpaaren, inklusive Netzteil, Solarmodul, Motor und Hochleistungslichtquelle, Elektrolyseur (mit Verpolungsschutz), Elektrodenfläche Elektrolyseur: 40 cm², Elektrodenfläche Brennstoffzelle: 16 cm², Leistung Elektrolyseur: 10 W, Leistung Brennstoffzelle: 1,2 W, Solarmodul: 2V / 1A, Netzteil: 5 V DC / 1,2 A, Motor: 10 mW, Lichtquelle: 300 W, Grundplatte (mm): 800 x 300

Vorteile Einfacher Aufbau aller Geräte auf einer Grundplatte, schnelle Durchführung von Messungen mit einer Widerstandsdekade, inkl. Handbuch bzw. DVD mit methodischen Anregungen und Versuchsanleitungen. Ausstattung Grundplatte mit Elektrolyseur, Brennstoffzelle, Solarmodul und Ventilator, Widerstandsdekade, 2 Messgeräte, Stoppuhr, 6 Verbindungsleitungen (2-mm-Stecker), 250 ml dest. Wasser, Handbuch mit methodischen Anregungen und Versuchsanleitungen

06741-00

PEM-Solar-Wasserstoff-Modell mit DVD inkl. Handbuch

Technische Daten Elektrolyseur: 1 W, Brennstoffzelle: 500 mW, Gasspeicher H2 / O2: je 30 cm3, Solarmodul: 2,0 V / 350 mA, Ventilator: 10 mW, Widerstandsdekade: max. 1W 06771-00 Funktion und Verwendung

PEM Solar-Wasserstoff-Modell, Junior Basic mit DVD inkl. Handbuch

Funktionsmodell einer Solar-Wasserstoff-Anlage. Vorteile DVD mit Versuchsanleitungen und weiterführende Informationen. Ausstattung und technische Daten Bestehend aus Solarzelle, PEM-Elektrolyseur, Gasspeicher, PEM-Brennstoffzelle und E-Motor mit Propeller, montiert auf Grundplatte (175 x 530 x 150) mm, Solarmodul: 2,5 V / 300 mA, Elektrolyseur: Elektrodenfläche: 16 cm², Spannung: 1,7..2,0 V, Leistung: 2,0 W, Brennstoffzelle: Elektrodenfläche: 16 cm², Leerlaufspannung: 0,9 V, Leistung 0,6 W, Gasspeicher (Wasserstoff): 40 cm3, Motorleistung: 20 mW 06739-00

Funktion und Verwendung Komplettes Solar-Wasserstoffsystem (Protonenaustausch-Membran).

mit

PEM-Technologie

Vorteile DVD mit Versuchsanleitungen und weiterführenden Informationen. Ausstattung und technische Daten Bestehend aus Solarmodul, PEM-Elektrolyseur, Wasserstoff- und Sauerstoffspeicher, PEM-Brennstoffzelle und Flügelrad als Verbraucher, montiert auf Grundplatte, mit DVD inkl. Begleitheft mit methodischen Anregungen, Versuchsanleitungen und Folienvorlagen, Brennstoffzelle: 500 mW , Elektrolyseur 1 W, Solarmodul 2,0 V / 350 mA, Gasspeicher 30 cm3 H2, 30 cm3 O2, Flügelrad: 10 mW, Grundplatte: (100 x 300 x150) mm 06738-00

excellence in science 366

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Brennstoffzellen-Stack-Experimentier-Set komplett, im Koffer mit Messkarte, Software, Medien-DVD

Selbstständige Gasentladung im Pohlschen Entladungsrohr

Funktion und Verwendung Komplettes Experimentierset zur Brennstoffzellentechnologie mit anwendungsnahem 10 Zellen-Stack. Inklusive USB-Messkarte und Software für Einzelzellenmessung im stabilen Aluminiumkoffer. Einsetzbar für mehr als 13 grundlegende Demonstrations- und Praktikumsexperimente. Vorteile ▪ ▪ ▪

Preisgünstige Einführung in die industrielle Brennstoffzellentechnologie mit Einzelspannungsmessung und Optimierung des STACKs auf individuelle Verbraucher Innovatives Lehrmaterial im Ordner für einfache und effiziente Versuchsdurchführung Medien-DVD inklusive Hintergrundinformation, Folienvorlage, Arbeitsblätter, u.v.a.m.

Durch 2-mm- und 4-mm Buchsen einfach erweiterbar.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

PEM Brennstoffzellen-Stack (zehn Zellen) 2 W, 200 mW pro Zelle Elektrolyseur 15 W Steckernetzteil 6 VDC, 3,3 A USB-Messwandlerkarte mit Einzelspannungsmessung: U = 0...10 V, I = 0...5 A, Pmax = 5 W Software Gasspeicher 80cm3 Verbraucher Lampe 4,4 W Lüftermotor Solarmodul 4 V / 3,3 A vertikales Haltersystem Lehrmaterial im Ordner Medien-DVD Abmessungen (H x B x T) 510 x 420 x 210 mm

Entladungsrohr nach Pohl

Zubehör PC mit Win98/2000/XP/Vista/7 06775-01

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Leuchterscheinungen einer Gasentladung bei unterschiedlichen Druckwerten. Ausstattung und technische Daten Glasrohr mit Stift- und Scheibenelektrode, Ansatzrohr mit Kernschliff NS 19. Rohrlänge: 500 mm, Zwischenstück (Glasrohr) zum Aufsetzen des Entladungsrohres auf Ölluftpumpen mit 3-Wegehahn und 2 Mantelschliffen NS 19/38, Rohrlänge: 185 mm. Entladungsrohr nach Pohl 06640-00 Zwischenstück zu Entladungsrohr 06641-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 367

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV

Kathodenstrahlröhre mit Spalt

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Elektronenablenkung durch ein Magnetfeld. Ausstattung und technische Daten Vakuumröhre mit Fluoreszenzschirm und Elektrodenanschlussstiften, auf Stellfuß, Rohrlänge: 300 mm, Rohrdurchmesser: 50 mm Funktion und Verwendung Universell einsetzbare Hochspannungsquelle, für alle elektrostatischen Versuche und Experimente zur Radioaktivität, sowie zum Betrieb von Spezialröhren und anderen Gasentladungsröhren geeignet. Beim Betrieb von Gasentladungsröhren ist an der eingebauten Digitalanzeige die Brennspannung zu kontrollieren, die aus Strahlenschutzgründen 5 kV nicht übersteigen darf.

06680-00

Braunsches Rohr mit Fassung

Vorteile Spannungen werden als + oder - Polarität bereitgestellt, dadurch besonders für Elektrostatikexperimente mit beiden Ladungsträgerarten geeignet, Gasentladungröhren ohne Vorwiderstand betreibbar, Spezialsicherheitsbuchsen schützen den Anwender zuverlässig vor unangenehmen Funküberschlägen. Ausstattung und technische Daten 3 stellbare Gleichspannungen: 0..+5 kV; 0..-5 kV; 0...+/- 10 kV, maximaler Kurzschlussstrom: 3 mA, 3-stelliges LED-Display, h = 20 mm, Ausgänge kurzschlussfest, erd- und massefrei, Anschlussspannung: 230 V

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Arbeitsweise einer Oszilloskopröhre.

13670-93

Ausstattung und technische Daten

Kathodenstrahlröhre mit Schattenkreuz

Elektronenröhren mit Edelgasfüllung und Leuchtschirm, Röhre fest montiert auf Träger mit Schaltskizze und 4-mm-Anschlussbuchsen, Anode: 0...+300 V / 1 mA, Heizung: 6,3 V / 0,5 A, Wehnelt: 0...+/- 50 V, Nachbeschleunigung: +300 V, Schirmdurchmesser: 100 mm, Rohrlänge: 235 mm 06987-00

Betriebsgerät für Braunsches Rohr

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der geradlinigen Ausbreitung von Elektronenstrahlen. Ausstattung und technische Daten Evakuierte Glasröhre mit umklappbarem Metallkreuz, Elektroden mit Anschlussstiften, auf Stellfuß, Rohrlänge: 300 mm, Rohrdurchmesser: 85 mm 06682-00

Funktion und Verwendung Zur Spannungsversorgung des Ablenkplattenpaares im Braunschen Rohr. Ausstattung und technische Daten Kurzschlussfeste Ausgänge mit 4-mm-Buchsen, Gleichspannung: 0...+/- 80 V, Sägezahnspannung: Uss = 0...160 V, Frequenz: 10...100 Hz, Anschlussspannung: 230 V, Kunststoffgehäuse (mm): 188 x 110 x 96 06986-93

excellence in science 368

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.3 Elektrizitätsleitung

Hochspannungselektrode, d = 2,0 mm, 2 Stück

Elektroden für Kletterbogen

Funktion und Verwendung Zum vorwiegenden Einsatz bei Lichtbogenexperimenten in geschlossenen Reaktionsgefäßen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Eisen, isoliert, mit Anschlussrohr und Stecker Gummistopfen 22/25

45253-00

Sicherheitssteckdose, mit Personenschutz

Funktion und Verwendung In Verbindung mit einem Hochspannungstrafo zur Demonstration eines aufsteigenden Lichtbogens. Ausstattung und technische Daten 1 Paar, Elektrodenlänge: 450 mm 06538-00

Elektroden für Kletterbogen im Acrylglasrohr, mit einstellbarem Elektrodenabstand

Funktion und Verwendung Zum gefahrlosen Experimentieren mit Netzspannung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kunststoffgehäuse mit 4-mm-Buchsen zum Anschluss vob Strom-, Spannungs- und Leistungsmessern Schaltwegmarkierung auf dem Gehäusedeckel Schutzkontaktsteckdose für Netzverbraucher Polungskontrolle FI-Schutzschalter Belastbarkeit max. 10 A / 230 V FI-Ansprechstrom 10 mA Anschlussspannung 230 V Maße (mm): 190 x 110 x 70

17051-93

Funktion und Verwendung In Verbindung mit einem Hochspannungstrafo zur Demonstration aufsteigender Lichtbogen. Diese Methode wird in der Hochspannungtechnik zum Ausgleich von Überspannung benutzt. Vorteile Besonders berührungssicher durch umgebenden Acrylglaskörper, einfache Erzeugung und Stabilisierung des Lichtbogens durch leicht einstellbaren Elektrodenabstand. Ausstattung und technische Daten Isolierter Aufbau im Acrylglaskörper, Elektrodenmaterial: Edelstahl, 3mm, Grundplatte: 220 x 220 mm, Höhe: 510 mm, Gewicht: 2,9 kg Zubehör Stelltrafo (13532-93), Sicherheitsverbindungsltg. (07337-05), Spule 75 Windungen (06511-00), Spule 12000 Windungen (06517-00), Eisenkern (06501-00), Eisenkern (06500-00), Spannvorrichtung (06506-00) 06539-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 369

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

TESS Physik Set Elektrostatik EST

Funktion und Verwendung Grundgeräteset zur Durchführung von 16 Schülerversuchen zu den Themen: Kontaktelektrizität (2 Versuche), Elektrische Kraftwirkungen (3 Versuche), Elektrische Influenz (3 Versuche), Ladungsspeicher (4 Versuche), Isolatoren und Leiter (4 Versuche). Vorteile Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente, stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar) schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz), Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: minimale Vorbereitungszeit, abgestimmt auf die Bildungspläne: alle Themenbereiche abgedeckt Ausstattung und technische Daten Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten, stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

13240-77

TESS advanced Physik Handbuch Elektrostatik

Influenzerscheinungen am Elektroskop

Beschreibung 16 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu dem Geräteset Elektrostatik EST. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kontaktelektrizität Elektrische Kraftwirkungen Elektrische Influenz Ladungsspeicher Isolatoren und Leiter

Ausstattung ▪ DIN A4, Spiralbindung, s/w, 64 Seiten 01163-01

Durch die Annäherung eines geladenen Stabes kommt es im Elektroskop zu einer Ladungstrennung in der Weise, dass anziehende Ladungen im Zeiger stärker vorhanden sind als abstoßende. Dadurch überwiegen die anziehenden Kräfte und der Zeiger bewegt sich zum Stab hin. Das gilt gleichermaßen für einen positiv, wie für einen negativ geladenen Stab. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrostatik 01163-01 Deutsch P1084700

excellence in science 370

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Elektroskop nach Kolbe

Seidenlappen, Naturhaarfilz Material für elektrostatische Versuche, zum Reiben eines Glasstabes (Seidenlappen), bzw. zum Reiben von anderen Stäben. Seidenlappen, 20 x 20 cm 06207-00 Filz, Naturhaar, 10 x 10 cm 06204-00 Schaumgummilappen, 10 x 10 cm 06209-00

Katzenfelle dürfen aus artenschutzrechtlichen Gründen nicht mehr verkauft werden! Funktion und Verwendung Zur Anzeige von Gleich- und Wechselspannungen bis ca. 1500 V. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Holundermark, 100 mm, 10 Stück

Spitzengelagerter Zeiger in Nullstellung arretierbar Metallgehäuse mit Anschlusskopf für 4-mm-Stecker Erdungsklemme Vor- und Rückwand aus Glas sowie transparente Skale für Projektion Gehäusemaße (mm): 100 x 50 x 140

Elektroskop nach Kolbe 07120-00 Zinkplatte für Hallwachs-Effekt 06760-00

Stäbe für Versuche zur Reibungselektrizität

Verwendbar zur Demonstration der Kraftwirkung zwischen elektrischen Ladungen. 31372-00

Konduktorkugeln

Polypropylenstab, d = 8 mm, l = 175 mm 13027-07 Acrylglasstab, l = 175 mm, d = 8 mm 13027-08 Bernsteinstab, l = 100 mm, d = 10 mm 06260-00 Hartgummistab, l = 200 mm, d = 10 mm 06200-00 Glasrührstab, Boro 3.3, l = 300 mm, d = 8 mm 40485-06 Stab für Versuche zur Reibungselektrizität, l = 200 mm, PLEXIGLAS®, 07941-00 Hartgummistab mit Lager 06265-00

Für elektrostatische Versuche, z. B. zur Bestimmung der Kapazität einer Kugel, für Influenzversuche, sowie für Versuche in Verbindung mit den Halbkugeln nach Cavendish (06273-00). Messinghohlkugeln vernickelt mit 4-mm-Stecker; aufsetzbar z. B. auf Isolierstiel (06021-00). Konduktorkugel, d = 20 mm 06236-00 Konduktorkugel, d = 40 mm 06237-00 Konduktorkugel, d = 120 mm 06238-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 371

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Neonröhrchen mit Polaritätsidentifizierung

Influenzmaschine

Funktion und Verwendung Hervorragend als Indikatorlampe für Elektrostatikversuche geeignet. Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Erzeugung hoher Gleichspannung für Elektrostatikversuche. Ausstattung und technische Daten Plexiglasscheibenantrieb durch Handkurbel, verstellbare Funkenstrecke , dazu parallel 2 Leidener Flaschen, Scheibendurchmesser: 30 cm, Spannung: max. 160 kV, Funkenlänge: ca. 60 mm, Maße (mm): 360 x 190 x 450 07616-00

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Glimmlampe ohne Vorwiderstand Die Glühfäden führen jeweils eindeutig zu einer Seite, sodass die negative Elektrode sehr gut zu sehen ist Zündspannung: ca. 70...80 V Länge: ca. 50 mm

06657-00

Kunststoffhohlkugel mit Öse

Bandgenerator

Funktion und Verwendung Zum Nachweis der Influenz und der Kraftwirkung in einem elektrischen Feld. Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Kompaktgerät zur Erzeugung hoher Gleichspannung.

Leichte Kugel mit leitender Oberfläche, Durchmesser: 38 mm

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

mit integriertem Motor für Netzbetrieb und zusätzlicher Kurbel für Handbetrieb abnehmbare Konduktorkugel mit 4-mm-Buchse Konduktorkugeldurchmesser: 210 mm Ausgangsspannung max. 150...200 kV Anschlussspannung: 230 V Höhe: ca. 58 cm Inkl. Konduktorkugel (d = 40 mm) auf Stiel mit Isolierfuß Neonröhrchen und 50 cm Anschlussleitung

Bandgenerator 07645-97 Transportband, b = 6 cm / Antriebsriemen (Ersatz) 07643-01

excellence in science 372

06245-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Coulombsches Gesetz - Bildladung

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Beschreibung Prinzip Ein kleiner elektrisch geladener Ball wird in einer bestimmten Distanz vor einer Metallplatte positioniert, die auf Erdpotential liegt. Die durch die elektrostatische Induktion gebildete Oberflächenladung auf der Platte zusammen mit dem geladenen Ball erzeugt ein elektrisches Feld analog zu dem, was zwischen zwei entgegengesetzt geladene Punktladungen besteht. Die elektrostatische Kraft auf den Ball kann mit einem empfindlichen Torsionskraftmesser untersucht werden. Aufgaben 1. 2. 3.

Untersuchung des Verhältnisses zwischen der aktiven Kraft und der Ladung des Balles. Untersuchung des Verhältnisses zwischen der Kraft und dem Abstand zwischen Ball und Metallplatte. Bestimmung der elektrischen Konstante.

Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie. Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten, Englisch 16502-32

Torsionskraftmesser 0,01 N

Lernziele Elektrisches Feld, Elektrische Feldstärke, Elektrischer Fluss, Elektrostatische Induktion, Elektrische Konstante, Oberflächenladungsdichte, Dieelektrische Verschiebung, Elektrostatisches Potential Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2420401

Funktion und Verwendung Kraftmesser mit Torsionsfeder zur Messung sehr kleiner Kräfte, z. B. Bestimmung von Ober- und Grenzflächenspannungen oder Untersuchung elektrostatischer und magnetischer Wechselwirkungen von Körpern (Coulomb‘sches Gesetz). Der Kraftmesser hat zwei Einstellknöpfe, mit denen über Getriebe eine feinfühlige Verdrehung auf das Torsionsband ausgeübt werden kann. Ein Knopf zur Nullpunktkorrektur und Vorlastkompensation, ein anderer für die eigentliche Messung. Die gemessene Kraft wird auf den gut sichtbaren Skalen angezeigt. Der Drehwinkel beider Drehknöpfe ist durch Anschläge begrenzt, wodurch eine Überlastung des Torsionsbandes vermieden wird. Das Messprinzip beruht auf einer Kompensationsmethode, die eine weitgehend reibungsfreie und weglose Kraftmessung erlaubt. Um eine kurze Einstellzeit des Zeigers zu erreichen, ist das Gerät mit einer Wirbelstromdämpfung ausgerüstet. Vorteile Vorlastkompensation, Überlastschutz, Nullpunktkompensation, Wirbelstromdämpfung, Front- und Trommelskale und Haltestiel Ausstattung und technische Daten Messbereich Frontskale: 10 mN , Messbereich über Nennmessbereich: 10%, Messbereich Trommelskale: ± 3 mN, Vorkraftkompensation: 10 mN, Grobteilung: 1 mN, Feinteilung: 0,1 mN, Maximale Hebelarmbelastung: 0,2 N, Skalendurchmesser: 170 mm, Hebelarmlänge: 240 mm 02416-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 373

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Konduktorkugel mit Aufhängung

Folienbüschel

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der elektrostatischen Abstoßung. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Ein Paar, zur quantitativen Messung elektrostatischer Kräfte mit Hilfe des Torsionskraftmessers.

Kunststofffolien auf Metallstab mit 4-mm-Stecker, Büschellänge: 28 cm 06241-00

Vorteile Weglose Kraftmessung durch Kompensationsmethode vermeidet Messfehler infolge von Influenz.

Faraday-Becher

Ausstattung und technische Daten Extrem leichte Konduktorkugeln (Kunststoff mit elektrisch leitender Oberfläche) mit starren Aufhängestäben zur Befestigung mittels Klemmschraube am Hebelarm des Torsionskraftmessers. Gesamtabstand Kugelmittelpunkt - Aufhängebalken: 370 mm, Kugeldurchmesser: 38 mm 02416-01

Elektrostatik-Gerätesatz

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der Ladungs- und Feldverteilung bei metallischen Hohlkörpern. Geeignet auch als Auffanggefäß für Flüssigkeitströpfchen, deren Ladung gemessen werden soll. Aufzusetzen z. B. auf Isolierstiel (06021-00) oder auf Elektroskop (07120-00). Ausstattung und technische Daten Zylindrischer Aluminiumbecher mit 4-mm-Stecker, Durchmesser: 65 mm, Höhe: 140 mm 06231-00

Hochspannungsnetzgerät 0...25 kV

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Bandgenerator (07643-93) oder Influenzmaschine (07616-00) zur anschaulichen Demonstration elektrostatischer Phänomene. Ausstattung und technische Daten Stativfuß, Spitzenrad, Blitztafel, Kette (2 x), Nadellager mit Steckerstift, Grundplatte mit Steckerstift und Aufsatz für Kugellauf, Gehäuse mit Kugelelektrode, Gehäuse mit Spitzenelektrode, Stativstab mit Halte- und Verbindungsbuchse, Kugel mit Steckerstift, Hakenstativbügel, Papierbüschel, Glockenhalter, Reibstab mit 4-mm-Bohrung, Aufbewahrungsständer, Holundermarkstücke (10 x) 07644-00

Funktion und Verwendung Stufenlos stellbare Gleichspannungsquelle für elektrostatische Versuche. Ausstattung und technische Daten Ausgang: 0...-/+ 25 kV/0,5 mA, Restwelligkeit: < 0,05 %, Erd- und massefrei, kurzschlussfest, Spezialsicherheitsbuchsen, 3-stell.-LEDDisplay, h = 20 mm, Leistungsaufnahme: 60 VA, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 370 x 236 x 168 13671-93

excellence in science 374

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Dielektrizitätskonstante verschiedener Werkstoffe

Kunststoffplatte (Dielektrikum), 283 x 283 mm

Funktion und Verwendung Prinzip Die elektrische Konstante ε0 wird durch Messung der Ladung eines Plattenkondensators ermittelt, an den eine Spannung angelegt wird. Die Dielektrizitätskonstante ε wird in der gleichen Weise bestimmt indem zwischen den Platten des Kondensators Kunststoff oder Glas eingeführt wird.

Dielektrikum für Aufbaukondensatoren (06228-00 und 06233-00) in Verbindung mit den Abstandplättchen (11500-02) gleicher Dicke sowie im Plattenkondensator (06220-00). Ausstattung und technische Daten Abmessungen (mm): 283 x 283 x 10 06233-01

Aufgaben 1.

Die Beziehung zwischen Ladung Q und Spannung U soll mit einem Plattenkodensator gemessen werden. 2. Die elektrische Konstante ε0 soll aus dem Verhältnis, welches unter Punkt 1 gemessen wurde, bestimmt werden. 3. Die Ladung eines Plattenkondensators soll in Abhängigkeit vom Kehrwert des Abstandes zwischen den Platten bei gleicher Spannung gemessen werden. 4. Die Beziehung zwischen Ladung Q und Spannung U wird für verschiedene feste dielektrischen Medien gemessen. Die entsprechenden dielektrischen Konstanten werden bestimmt.

Kondensatorplatte

Lernziele Maxwell-Gleichungen, E-Konstante, Kapazität eines Plattenkondensators, Dielektrische Verschiebung, Dielektrische Polarisation, Dielektrizitätskonstante Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Funktion und Verwendung Paarweise verwendbar zum Herstellen eines Aufbaukondensators, z. B. mit Hilfe von Isolierstiel (06021-00); auch aufsteckbar auf Elektroskop (07120-00). Aluminium-Kreisscheibe mit Stecker: d = 60 mm. 06234-00

P2420600

Aufbaukondensator, klein Plattenkondensator, d = 260 mm

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Für Experimente zur Elektrostatik z. B. zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Ladung, Spannung und Kapazität am Plattenkondensator und zur Messung von Dielektrizitätskonstanten. Ausstattung und technische Daten Präzisionskondensator mit einer feststehenden, hochisolierten und einer beweglichen Platte, Einstellung des Plattenabstandes mit Hilfe eines Spindeltriebs, mit Noniusskale, Plattenabstand: 0...70 mm, Einstellgenauigkeit: 0,1 mm, Plattendurchmesser: 260 mm, Plattendicke: 6 mm

Zur Untersuchung des Zusammenhanges zwischen Ladung, Spannung und Kapazität am Plattenkondensator und zur Messung von Dielektrizitätskonstanten. Ausstattung und technische Daten Aluminiumplatten, davon eine mit mittigem 4-mm-Stecker, die andere mit Isolierstiel mit 4-mm-Buchse, inklusive 1 Satz Abstandsplättchen, Plattenmaße (mm): 200 x 200 x 4, Stiellänge: 190 mm, Stieldurchmesser: 16 mm Aufbaukondensator, klein 06228-00 Abstandsplättchen, 1 Satz 06228-01

06220-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 375

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Aufbaukondensator, groß

Kegelkonduktor

Aluminiumplatten mit Isolierstielen, inkl. Satz Abstandsplättchen, Plattenmaße (283 x 283 x 4) mm, Stiellängen/-durchmess. 190/16 mm

Funktion und Verwendung Zur Demonstration des Zusammenhanges zwischen Ladungsdichteverteilung und Oberflächengestalt eines Leiters.

06233-00

Ausstattung und technische Daten

Abstandsplättchen, h = 10 mm, 10 Stück Funktion und Verwendung Für Aufbaukondensatoren (06228-00). Ausstattung und technische Daten Hochisolierende Kunststoffplättchen, Durchmesser: 10 mm, Höhe: 10 mm

Metallzylinder mit stirnseitigem Innen- und Außenkegel auf Isolierstiel, Länge: 160 mm, Durchmesser: 80 mm, Stiellänge: 200 mm, Stieldurchmesser: 16 mm 06271-00

Faraday-Käfig

11500-02

Halbkugel nach Cavendish

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der Influenzwirkung und zur Bestimmung des quantitativen Zusammenhanges zwischen der Stärke des elektrischen Feldes und der Größe der influenzierten Ladung sowie zum Aufbau eines Kugelkondensators in Verbindung mit Konduktorkugeln. Ausstattung und technische Daten Vernickelte Messinghalbkugeln, mit Isoliergriffen, Kugeldurchmesser: 120 mm, Stiellänge: 140 mm, Stieldurchmesser: 10 mm

Zur Abschirmung elektrischer Felder. Ausstattung und technische Daten Metallnetzglocke mit Aufhängehaken, Höhe: 300 mm, Durchmesser: 240 mm 06249-00

Metallnetzplatte

06273-00

Leidener Flasche 2000 pF

Funktion und Verwendung Paarweise zum Aufbau ausgedehnter homogener elektrischer Felder. Ausstattung und technische Daten Hochspannungskondensator, Höhe: 170 mm, Durchmesser: 70 mm. 06226-00

06248-00

excellence in science 376

Plattendurchmesser: 40 cm, auf Isolierstiel mit Anschlussbuchsen, Stiellänge: 210 mm, Stieldurchmesser: 12,5 mm, zum Einspannen in allen Stativmaterialien geeignet

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Warnschild, Gefährliche elektrische Spannung

Ausstattung und technische Daten Glasfaserverstärkte Polyesterplatte mit Warnzeichen und Warntext nach DIN, auf Stiel, Plattenmaße (mm): 315 x 220, Stiellänge: 30 mm, Stieldurchmesser: 10 mm

Modelle für das Feldliniengerät Elektroskop-Modell/Feldliniengerät 06251-01 Plattenkondensator für Feldliniengerät 06251-02 Zylinderkondensator für Feldliniengerät 06251-03 Zwei-Kugeln-Modell für Feldliniengerät 06251-04 Kugel/Platte für Feldliniengerät 06251-05 Küvette für Feldliniengerät 06251-06

06543-00

Feldliniengerät, komplett

Gerätesatz für Äquipotentiallinien

Funktion und Verwendung Zur Sichtbarmachung elektr. Feldverläufe verschiedener Elektrodenkonfigurationen mit dem Tageslichtprojektor. 5 Modellelektroden auf Plexiglasplatten mit Anschlussbuchsen und eine Küvette für GrießRizinusöl-Gemisch. Ausstattung und technische Daten Elektrodenkonfigurationen: Elektroskop, Platten- und Zylinderkondensator, Dipol und Kugel vor Kondensatorplatte, Plattenmaße (180 x 180) mm, Küvettendurchmesser 120 mm Feldliniengerät, komplett 06251-88 Grieß, 500 g 06255-00 Rizinusöl, raffiniert, DAB 250 ml 31799-27

Funktion und Verwendung Zum einfachen Ausmessen und Aufzeichnen von Äquipotentiallinien auf elektrisch leitfähigem Papier. Kein Elektrolyt erforderlich! Direkte Potentialmessung mit hochohmigem Spannungsmesser, Messpunkte können während der Messung auf ein Stück weißes Papier übertragen (durchgedrückt) werden. Als Schülerversuche für die Sekundarstufe 2 geeignet. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Ausführliche Versuchsbeschreibung im Lieferumfang enthalten 11-teiliger Schülersatz Aufbewahrungsbox (275 x 180 x 8) mm inkl.Versuchsanleitung

Gerätesatz für Äquipotentiallinien 13029-88 Digitalmultimeter 2010 07128-00 Netzgerät 0...12 V DC/ 6 V,12 V AC 13505-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 377

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Messung von elektrischen Feldern und Potentialen Mit dem Elektrofeldmeter von PHYWE steht ein einzigartiges Messsystem zur Verfügung mit folgenden Möglichkeiten: • • • •

Ableitungsfreie Messung elektrischer Feldstärken z. B. in der Umgebung geladener Konduktorkugeln oder in einem Plattenkondensator Elektrostatische Spannungsmessung mit extremer Empfindlichkeit (Auflösung 0,1 V) Potentialmessung in Luft mit Hilfe einer anschließbaren Flammensonde serielle Datenschnittstelle zum Anschluss eines Computers über ein mitgeliefertes Kabel

Die elektrische Feldstärke am Beispiel eines Plattenkondensators

Elektrofeldmeter

Funktion und Verwendung Zur ableitungsfreien und vorzeichenrichtigen Messung elektrostatischer Felder sowie zur hochohmigen Spannungs- und Potentialmessung. Ausstattung und technische Daten Die elektrische Feldstärke in einem Plattenkondensator hängt von dem Abstand der Platten ab. Bei konstanter Spannung ist die Feldstärke umgekehrt proportional zum Plattenabstand. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrisches Feld (EFT) 16003-01 Deutsch P1293100

Demo advanced Physik Handbuch Elektrisches Feld (EFT)

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Feldstärkemessbereich 1/10/100 kV/m Spannungsmessbereich 10/100/1000 V Eingangswiderstand 10 Tera-Ohm Genauigkeit: 3% Versorgungsspannung: 14...18 VDC Analogausgang: +/- 10 V Metallgehäuse auf Stiel Chopperrad und zugehöriger Spannungsmessvorsatz vergoldet Maße (mm): 70 x 70 x 150 PC Schnittstelle (RS 232)

Elektrofeldmeter 11500-10 Software zum Elektrofeldmeter 14406-61

Messblende x 10 für Elektrofeldmeter

Funktion und Verwendung Beschreibung 29 Versuchsbeschreibungen zum Thema Elektrisches Feld. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Homogene elektrische Felder Radialfelder Influenz Felder verschiedener Leiteranordnungen Verschiebungsdichte Kapazität und Feldenergie

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 92 Seiten

16003-01

excellence in science 378

Zur Erweiterung des Messbereiches des Elektrofeldmeters um den Faktor 10 zur Messung von Feldstärken bis 1000 kV / m. Vergoldete Lochblende zum Aufsetzen auf den Messkopf des Elektrofeldmeters (11500-10). 11500-03

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Das Potentialfeld einer elektrisch geladenen Kugel

Potentialmesssonde

Funktion und Verwendung In Verbindung mit dem Elektrofeldmeter (11500-10) zur Messung elektrostatischer Raumpotentiale. Mit Hilfe der Potential Messsonde und dem Elektrofeldmeter können die Äquipotentiallinien einer geladenen Kugel untersucht werden. Gehalten in der Radial-Einspannvorrichtung kann die Sonde in bequemer Weise auf Kreisen um den Kugelmittelpunkt geschwenkt werden. Es zeigt sich, dass alle diese Kreise Äquipotentiallinien sind. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Elektrisches Feld (EFT) 16003-01 Deutsch

Ausstattung und technische Daten Glasrohr mit metallischem Außenleiter, Länge: 375 mm, mit Schlaucholive und 4-mm-Buchse, auf einem Haltestiel, Stiellänge: 1450 mm 11501-00

Kondensatorplatte mit Bohrung, d = 55 mm

P1293801

Analog-Demomultimeter ADM 2

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Elektrofeldmeter und Aufbaukondensatorplatte zur direkten Messung des ungestörten Feldes in einem Plattenkondensator. Ausstattung und technische Daten Aluminiumplatte mit Zentralbohrung, Platte (mm): 400 x 400 x 4 Funktion und Verwendung

Zubehör

Netzfreies, elektronisches Analogmessinstrument mit Messverstärker und mit 8 wählbaren Skalen für 66 Messbereiche für Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen.

Geeignete Gegenplatte (06233-02) 11500-01

Vorteile Rückseitige Anzeige von Messbereich, Stromart und Einheit, elektron. Überlastschutz in allen Messbereichen bis 750 V (bis 16 kV in kV-Messbereichen), autom. Batterieabschaltung nach ca. 50 Minuten Ausstattung und technische Daten 6 Skalen für 60 Messbereiche, 1 μA...10 A AC/DC; 1 mV...10 kV AC/DC, 1 Logarithm. Widerstandsskale: 0...1000 k-Ohm, 1 Nullpunktmittenskale für 5 DC-Messbereiche, Eingangswiderstand: 10 MOhm/1GOhm, Frequenzbereich: 15 Hz...20 kHz, Güteklasse: 1,5, echter Effektivwertgleichrichter , Crestfaktor 6, 3-stell.-LCD-Display mit Vorzeichen und Fließkomma für Messwert, Batterielebensdauer : ca. 400 h, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit einklappbarem Traggriff, Maße (mm): 385 x 329 x 190

Kondensatorplatte 283 mm x 283 mm Funktion und Verwendung Als Gegenplatte zur Messung des elektrischen Feldes in einem Plattenkondensator in Verbindung mit dem Elektrofeldmeter (11500-10) und der Platte mit Bohrung (11500-01) zu verwenden. Ausstattung und technische Daten Mit festem Isolierstiel: l = 190 mm; d = 16 mm. 06233-02

13820-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 379

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.4 Elektrostatik, Elektrisches Feld

Die elektrische Ladungsmenge (mit Elektrometerverstärker)

Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV

Funktion und Verwendung Universell einsetzbare Hochspannungsquelle, für alle elektrostatischen Versuche und Experimente zur Radioaktivität, sowie zum Betrieb von Spezialröhren und anderen Gasentladungsröhren geeignet. Beim Betrieb von Gasentladungsröhren ist an der eingebauten Digitalanzeige die Brennspannung zu kontrollieren, die aus Strahlenschutzgründen 5 kV nicht übersteigen darf. Ladungen lassen sich schrittweise anhäufen und auch wieder auslöschen. Dadurch wird gezeigt, dass die elektrische Ladung eine Mengengröße ist. Positive und negative Ladungsmengen lassen sich addieren und subtrahieren wie positive und negative Zahlen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1432802

Elektrometerverstärker

Vorteile Spannungen werden als + oder - Polarität bereitgestellt, dadurch besonders für Elektrostatikexperimente mit beiden Ladungsträgerarten geeignet, Erdbuchse ermöglicht bei Bedarf einen beliebigen Ausgang zu erden; auch eine bezüglich Erde symmetrische Spannung ist möglich, Gasentladungröhren ohne Vorwiderstand betreibbar, Spezialsicherheitsbuchsen schützen den Anwender zuverlässig vor unangenehmen Funküberschlägen Ausstattung und technische Daten 3 stellbare Gleichspannungen: 0..+5 kV; 0..-5 kV; 0...+/- 10 kV, maximaler Kurzschlussstrom: 3 mA, Innenwiderstand: ca. 5 MOhm, Restwelligkeit: < 0,5 %, 3-stelliges LED-Display, h = 20 mm, Ausgänge kurzschlussfest, erd- und massefrei, Leistungsaufnahme: 20 VA, Anschlussspannung: 230 V, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13670-93

Analog-Demo-Multimeter ADM 1

Funktion und Verwendung Operationsverstärker mit hochohmigen Eingang zur quasistatischen Spannungsmessung bzw. Ladungsmessung in bruchfestem Gehäuse. Vorteile ▪

▪

Besonders geeignet für Versuche aus der Elektrostatik, z. B. Messung von Ladungen, Bestimmung der Kapazität eines Kugelkondensators, Messung von Gleichspannungen, quasistatische Messung und Messung kleiner Ströme Versorgung über 4-mm-Buchsen oder Anschluss für Steckernetzteil

Ausstattung und technische Daten ▪

Weitere Details siehe Kapitel Basisgeräte in diesem Katalog.

Elektrometerverstärker 13621-00 Netzgerät 12 V~/500 mA 11074-93

excellence in science 380

Funktion und Verwendung Demonstrations-Drehspulinstrument für Strom- und Spannungsmessungen. Ausstattung und technische Daten Messbereiche Gleichspannung: 1...300 V, Messbereiche Innenwiderstand: 5 kOhm/V, Wechselspannung: 1...300 V, Innenwiderst.: 0,33...3.33 kOhm/V, Gleich-/Wechselstrom: 1 mA...10 A, Güteklasse: 1,5, Frequenzbereich: 10 Hz...10 kHz, Skalenlänge: 20 cm, eindeutige Messwertablesung durch Wahl einer 3- oder 10-teiligen Wechselskale, frontseitige Stellräder und demonstrative Anzeigefelder für Messart und Messbereich, antistatische Skalenabdeckung, umfassender Überlastschutz, rückseitig Nullpunktsteller, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit 4-mm-Sicherheitsbuchsen und rückseitiger Griffmulde, Maße (mm): 320 x 135 x 385, Gewicht: 1,5 kg 13810-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

TESS Physik Set Magnetismus MAG

Funktion und Verwendung Grundgeräteset zur Durchführung von 11 Schülerversuchen zu den Themen: Magnetische Wechselwirkungen (3 Versuche) Magnetische Influenz (3 Versuche) Magnetische Felder (5 Versuche) Vorteile Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt Ausstattung und technische Daten Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten. Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz. Ersatzteile : Magnetfeldsensor (06309-00) Zur dreidimensionalen Abtastung von Magnetfeldern kardanisch gelagerter, frei im Raum drehbarer, kleiner Stabmagnet mit farbiger Polkennzeichnung, Magnetmaße (mm): 3 x 3 x 25, Grifflänge (mm): 95 Erdkugelmodell, d = 60 mm (06308-00) Holzkugel mit Bohrung zum Einbringen des Stabmagneten (063170-00) zur modellmäßigen Veranschaulichung des Erdfeldes; Pole durch Aufdruck „N“ und „S“ gekennzeichnet; automatische magnetische Fixierung des Stabmagneten in der Bohrung durch zwei Ringe aus ferromagnetischem Material. TESS Physik Set Magnetismus MAG 13230-77 Erdkugel-Modell für Magnet 8 x 60 mm, d = 60 mm 06308-00 Magnet, d = 8 mm, l = 60 mm, Pole farbig 06317-00 Magnetfeldsensor 06309-00

TESS advanced Physik Handbuch Magnetismus

Wagen, 72 x 20 x 25 mm, Kunststoff

Funktion und Verwendung

Beschreibung 11 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu dem Geräteset Magnetismus MAG. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Themenfelder Magnetische Wechselwirkungen, Magnetische Influenz, Magnetische Felder. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 50 Seiten

Zur Aufnahme von zwei Stabmagneten (07823-00) zur Durchführung des Versuches "schwebender Magnet" sowie durch Kombination mehrerer Wagen mit Magneten zur Demonstration magnetischer Anziehung oder Abstoßung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Material: Kunststoff Abmessungen (mm): 72 x 20 x 25

Wagen, 72 x 20 x 25 mm, Kunststoff 11059-00 Magnet, l = 72 mm, stabförmig, Pole farbig 07823-00

01162-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 381

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Drehlager für Stabmagnete

Magnetrollengerät

Funktion und Verwendung Universell einsetzbares Gerät für Modellversuche (Ausbreitung longitudinaler Wellen, elastischer Stoß, Reflexion). Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Extrem reibungsarmes Spitzenlager mit Träger zum Auflegen von Stabmagneten verschiedener Formen.

▪ ▪ ▪

1 m-Aluminium-U-Profil mit demonstrativer Farbskala 12 farbig gekennzeichnete Magnetrollen Durchmesser Magnetrolle: 30 mm

Zubehör

Vorteile Auch für einführende Versuche zum Elektromotor und in Verbindung mit weiteren Drehlagern zur Demonstration der Wechselwirkung drehbar gelagerter Stabmagnete geeignet. Ausstattung und technische Daten Durchsichtiger Fuß mit Winkelmarkierungen, Durchmesser: 60 mm, Aufnahme von: Rundmagneten beliebiger Durchmesser, Flachmagneten bis 20,5 mm Breite 06323-00

▪ ▪

Zusätzlich werden benötigt: Tonnenfuß -PASS- (2x) (02006-55) Plattenhalter, 2...35 mm (2x) (06509-00)

Magnetrollengerät 11065-00 Magnetrolle, Ersatz 11065-01

Aufhängevorrichtung

Schwebender Magnet

Funktion und Verwendung Für Versuche zum Magnetismus. Halterung für runde und rechteckige Stabmagnete bis 22 mm Durchmesser. 06312-00

Markierungspunkte Zur Markierung von Nord- und Südpol von Magneten. Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Kräfte zwischen zwei Magneten. Ausstattung und technische Daten ▪

Zwei ringförmige Magnete (d = 57mm) mit farbiger Polkennzeichnung; aufgeschoben auf Zylinder mit Fuß

Zubehör ▪

Ersatzmaterial: Ringmagnet (06348-01)

Schwebender Magnet 06348-00 Schwebender Magnet, Ersatz 06348-01

Markierungspunkt, rot, 416 Stück 06305-04 Markierungspunkt, grün, 416 Stück 06305-05

Magnet, l = 50 mm, stabförmig, Pole farbig Funktion und Verwendung Zur Demonstration von Nord- und Südpol eines Magneten im Schülerversuch. Ausstattung und technische Daten Abmessungen (mm): 50 x 15 x 5 07819-00

excellence in science 382

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Magneteisenstein

Magnete, l = 150 mm, stabförmig, mit 2 Jochen, Pole farbig, 2 Stück

Funktion und Verwendung Mineral mit permanenter Magnetisierung. 06300-00

Magnete, Pole farbig

Mit 2 Jochen und Spezialaufbewahrung zur Sichtbarmachung von Feldlinien mittels Eisenspänen, Magnete (150 x 12 x 8) mm; AlNiCo 06322-00

Magnet, groß, U-förmig, Schenkellänge 130 mm, Pole farbig

Funktion und Verwendung Extrem starker Magnet mit farbiger Polkennzeichnung und mit Joch. Stirnflächen mit 4-mm-Bohrungen zum Aufsetzen von Polschuhen oder Motoraufsatz. Ausstattung und technische Daten Magnet, l = 72 mm, stabförmig, Pole farbig 07823-00 Magnet, l = 72 mm, stabförmig, mit Hütchen, Pole farbig 07824-00 Magnet, l = 150 mm, stabförmig, Pole farbig 06310-00 Magnet, d = 8 mm, l = 60 mm, Pole farbig 06317-00

Material: AlNiCo, Schenkelmaße (130 x 30 x 10) mm, Polabstand innen 62 mm 06320-00

Magnet, klein, U-förmig, Schenkellänge 80 mm, Pole farbig

Magnet, d = 10 mm, l = 200 mm, Pole farbig Funktion und Verwendung In Verbindung mit einem Magnetrührstäbchen (46299-02), das man in den Glasmantel hineingibt, dient der Stabmagnet zum Durchmischen der Flüssigkeit im Glasmantel. Beim Aufheizen dieser Flüssigkeit erreicht man dadurch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung innerhalb des Glasmantels. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Mit farbiger Polkennzeichnung, Material: Oerstit, stabförmig

Für Versuche zum Magnetismus.

06311-00

Ausstattung und technische Daten Magnet in Messingummantelung und farbiger Polkennzeichnung, Material: AlNiCo, Schenkellänge 80 mm 06321-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 383

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Magnet, hufeisenförmig, Schenkellänge 25 mm, Pole farbig

Magnet, l = 72 mm, stabförmig, ohne Polkennzeichung

Für Versuche zum magnetischen Feld.

Für Experimente zum Magnetismus.

Pole farbig lackiert, Material: Koerzit 500, Schenkellänge: 25 mm, Schenkelquerschnitt (mm): 8 x 5, Polabstand, innen: 9,5 mm

Ohne Farbmarkierung, mit 6-mm-Zentralbohrung, Maße (mm): 72 x 20 mm, Material: Oerstit

33380-00

07823-01

Magnet, scheibenförmig, d = 25 mm, 10 Stück

Eisennägel, d = 1,6 mm, l = 30 mm, 125 Stück

Scheibenmagnete mit axialer Magnetisierungsrichtung, Höhe: 5mm 06319-03

Magnet, l = 72 mm, stabförmig, mit Hütchen, ohne Polkennzeichnung

Funktion und Verwendung Z. B. für Experimente zur Magnetostatik und des magnetischen Feldes. Ausstattung und technische Daten Durchmesser: 1,6 mm, Länge: 30 mm 05505-10

Zum Aufsetzen auf Nadelspitze. Ohne Farbmarkierung, Maße (mm): 72 x 20 mm, Material: AlNiCo

Stricknadeln, d = 2 mm, l = 210 mm, 20 Stück

07824-01

Magnet, l = 72 mm, stabförmig, ohne Polkennzeichung Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung

Für Experimente zum Magnetismus.

Stricknadeln, z.B. für Experimente zur Magnetostatik und des magnetischen Feldes.

Ausstattung und technische Daten

Ohne Farbmarkierung, mit 6-mm-Zentralbohrung, Maße (mm): 72 x 20 mm, Material: Oerstit

Durchmesser: 2,0 mm, Länge: 210 mm 06342-00

07823-01

Magnet, stabförmig, d = 18 mm, l = 70 mm, Pole farbig

Eisendraht, gekerbt, d = 1,2 mm, 2 kg

Funktion und Verwendung Für Versuche zum Magnetismus. Ausstattung und technische Daten Rundstabmagnet mit farbiger Polkennzeichnung, Material: AlNiCo 06318-00

Zur Untersuchung der Zerlegbarkeit eines Magneten. 06343-03

excellence in science 384

Funktion und Verwendung

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Magnetmodell, hexagonal

Magnetfeld außerhalb eines geraden Leiters

Prinzip Funktion und Verwendung Für den Tageslichtprojektor zur Demonstration von Magnetfeldern von Stabmagneten, Weißschen Bezirken, Remanenz und Hysterese. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

118 Magnetnadeln (l = 11 mm) reibungsarm zwischen Kunststoffplatten gelagert Plattenmaße (mm): 150 x 150

06313-00

Magnetfeldliniengerät, 3-dimensional

Ein Strom, welcher durch ein oder zwei benachbarte gerade Leiter fließt, erzeugt ein Magnetfeld. Die Abhängigkeiten dieser Magnetfelder werden von der Entfernung zum Leiter und zur Stromstärke bestimmt. Aufgaben Bestimmung des magnetischen Feldes: 1. 2. 3. 4.

Eines geraden Leiters in Abhängigkeit von der Stromstärke. Eines geraden Leiters in Abhängigkeit vom Abstand zum Leiter. Von zwei parallelen Leitern, bei denen der Strom in die gleiche Richtung fließt, in Abhängigkeit vom Abstand von einem Leiter auf der Verbindungslinie der beiden Leiter. Von zwei parallelen Leitern, bei denen der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt, in Abhängigkeit vom Abstand von einem Leiter auf der Verbindungslinie der beiden Leiter.

Lernziele Maxwell-Gleichungen, Magnetischer Fluss, Induktion, Überlagerung von Magnetfeldern Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2430500

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics Funktion und Verwendung Zur räumlich demonstrativen Darstellung des Feldes eines Stabmagneten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Plexiglasquader mit Spezialflüssigkeit mit Eisenfeilspänen 14-mm-Zentralbohrung für Stabmagnete Abmessungen (mm): 80 x 80 x 110 Durchmesser der Bohrung: 14 mm

Zubehör ▪

Zusätzlich wird benötigt: Magnet, d = 8 mm, l = 60 mm (06317-00)

Magnetfeldliniengerät, 3-dimensional 06403-00 Magnet, d = 8 mm, l = 60 mm, Pole farbig 06317-00

Beschreibung Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie. Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten, Englisch 16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 385

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Stromleiter, Satz von 4 Stück

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

3 1/2 stell., 20-mm-LED-Display mit Vorzeichendarstellung Messbereiche: 20...2000 mT Auflösung: 0,01 m Genauigkeit: 2 % Grenzfrequenz: 5 kHz Analogausgang: 0...+/- 2 V DC Anschlussspannung: 230 V Maße (mm): 230 x 236 x 168

Erforderliches Zubehör ▪

Zur Magnetfelddarstellung von Stromleitern mit Eisenfeilspänen, gerader und kreisförmiger Leiter, je 2 Parallelleiter für gleich und gegensinnigen Stromfluss, Leiterdurchmesser 4 mm, Belastbarkeit 100 A. Zusätzlich erforderlich: Glasplatten für Stromleiter, Eisenfeilspäne.

Hallsonde, tangential und/oder axial

Teslameter, digital 13610-93 Hall-Sonde, axial 13610-01 Hallsonde, tangential 13610-02

Stelltrafo mit Gleichrichter 15 VAC / 12 VDC / 5 A

06400-00

Glasplatten für Stromleiter

Funktion und Verwendung Zur Darstellung des Magnetfeldverlaufs stromdurchflossener Leiter mit Eisenfeilspänen mit dem Tageslichtprojektor.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Stufenlos stellbare Gleich- und Wechselspannungen, zusätzlich zwei Festspannungen.

2 Platten mit Aussparungen für Stromleiter (06400-00), Maße (mm): 400 x 150

Ausstattung und technische Daten

06406-00

Teslameter

Gleichspannung: 0...12 V / 5 A, Wechselspannungen: 0...15 V / 5 A; 6 V /6 A , kurzfristig: 0...12 V- / 15 V~ / 6 A, kurzfristig: 6/12 V~ / 10 A, 3 Sicherungsautomaten 6 A /10 A /10 A, Ausgänge erd- u. massefrei, fremdspannungssicher, 4-mm-Sicherheitsbuchsen, Netzschalter / Netzkontrollleuchte, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, primärseitig abgesichert, Anschlussspannung: 230 V~, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13530-93

Funktion und Verwendung Zur Messung von magnetischen Gleich- und Wechselfeldern. Vorteile ▪ ▪

Kalibriert, sodass keine Kalibrierungsmagnete oder -spulen erforderlich sind Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Nullpunktsteller, Diodeneingangsbuchse, 4-mm-Ausgangsbuchsen, Traggriff und Aufstellfuß

excellence in science 386

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Darstellung des Magnetfeldes

3 Platten (100 x 100) mm mit einem Hufeisenmagneten und mit 2 parallelen Stabmagnetpaaren jeweils gleich- und ungleichnamige Pole gegenüberliegend. 06324-00

Streuer mit Eisenpulver, 20 ml Zur Erzeugung von Feldlinienbildern. Glasgefäß mit Eisenpulver gefüllt, ein Deckel zum dichten Verschließen des Streuers und ein zweiter Deckel mit Bohrungen zum Streuen, Gefäßdurchmesser: 26 mm, Höhe: 50 mm Stromdurchflossene Spulen besitzen im Außenraum ein Magnetfeld, das dem eines Stabmagneten entspricht. In ihrem Inneren verlaufen die magnetischen Feldlinien parallel zur Spulenachse. Die Richtung des Feldes hängt von der Richtung des Stromes in der Spule ab. Das magnetische Feld lässt sich durch Eisenpulver und zusätzlich durch kleine Magnetnadeln demonstrieren. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Handbuch Physik Demoversuche, Ausgabe A/B, Elektrik 01141-31 Deutsch P0495100

Spule auf PLEXIGLAS®-Platte

06305-10

Eisen, grobes Pulver 500 g

Für Versuche zum magnetischen Feld. 30067-50

Fixativ in Sprühflasche, 280 ml Verwendet zur Festlegung der auf einem Karton mittels Eisenfeilspänen erzeugten Feldlinienbilder. In Sprühflasche, Inhalt: 280 ml 02723-05

Karton, weiß, 200 x 300 mm, 10 Stück Funktion und Verwendung Zur Magnetfelddarstellung einer stromdurchflossenen Spule mit Eisenfeilspänen mit Hilfe des Tageslichtprojektors. Spule auf Platte mit zwei 4-mm-Anschlussbuchsen, Abmessungen der Platte (mm): 245 x 205, Windungszahl 10, Windungslänge: 90 mm, Windungsdurchmesser: 50 mm, (245 x 205)-mm-Platte mit 4-mmBuchsen 06409-00

Vielseitig verwendbar, z. B. zur Darstellung mittels Eisenfeilspänen erzeugte Feldlinienbilder, als einfacher Optischer Schirm, u. a. m. ▪

Maße (mm): 200 x 300

06306-00

Elektromagnetische Feldlinien, Projektionsmodelle

Magnete auf PLEXIGLAS®-Platten

Zur Magnetfelddarstellung von Stromleitern mit Eisenfeilspänen auf dem Tageslichtprojektor, gerader und 2 Parallelleiter für gleich- und gegensinnigen Stromfluss; auf 3 Kunststoffträgern mit 4-mm-Anschlussbuchsen, Belastbarkeit: 10 A Trägermaße (mm): 160 x 160 x 25 06401-00 Funktion und Verwendung Zur Projektion magnetischer Feldlinienbilder.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 387

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Magnetnadeln

Magnetnadeln, klein, 10 Stück

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Funktionsweise eines Kompass.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

▪

Mit Achathütchen für Nadelfuß (06316-00)

Magnetnadel, l = 40 mm 06315-01 Magnetnadel, l = 80 mm 06315-00 Magnetnadel, l = 150 mm, b = 10 mm 06314-00

Nadelfuß

Nadelfüße transparent für Projektion mittels Tageslichtprojektor. Nadellänge: 18 mm, in Aufbewahrungsbox Zubehör Ersatzmaterial: Magnetnadel, klein (06346-01) Magnetnadeln, klein, 10 Stück 06346-00 Magnetnadel, klein 06346-01

Zeichenkompasse, 2 Stück

Funktion und Verwendung Zum Nachweis von Magnetfeldern, besonders gut geeignet zur punktweisen Aufnahme von Feldlinien. Funktion und Verwendung Zum Aufsetzen von Magnetnadeln oder Stabmagneten mit Hütchen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten Ohne Winkelskale und Arretierung, Magnetnadel auf reibungsarmer Nadellagerspitze, Nadellänge: 20 mm 06350-02

Stahlnadel auf Fuß Höhe: 55 mm

Nadelfuß 06316-00 Nadeln für Nadelfuß, 6 Stück (Ersatz) 06316-01

Kompass mit Dämpfung, projizierbar

Ring mit Hütchen, Aluminium Funktion und Verwendung Einsetzbar wie Taschenkompass; projizierbar mit Tageslichtprojektor. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Zur Anzeige eines magnetischen Drehfeldes. Ausstattung und technische Daten Aufsetzbar auf Nadelfuß (06316-00), Durchmesser: 50 mm 06581-00

excellence in science 388

Messinggehäuse. Boden und Deckel aus unzerbrechlichem Facett-Glas, mit Achatlager, Flüssigkeitsfüllung zur Dämpfung der Kompassnadel, Durchmesser: 40 mm Kompass mit Dämpfung, projizierbar 06350-01 Taschenkompass 06350-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Marschkompass

Inklinatorium

Funktion und Verwendung Präzisions-Taschenkompass, auch für Nachtgebrauch. Ausstattung und technische Daten Magnetnadel mit Wirbelstromdämpfung und mit skalierter Anlegekante, mit drehbarer Skale, Visiereinrichtung, Durchmesser: 40 mm 06357-00

Funktion und Verwendung Zur Richtungsanzeige des magnetischen Erdfeldes und zum Nachweis des Magnetfeldes eines Stromes. Ausstattung und technische Daten

Bestimmung des Erdmagnetfeldes

Spitzengelagerte Magnetnadel in drehbarer Halterung mit Teilkreis, 4-mm-Stromzuführungsbuchsen, auf Stellfuß, Nadellänge: 85 mm, Skalenteilung: 2 Grad 06355-00

Helmholtz-Spulenpaar

Prinzip Ein konstantes Magnetfeld, dessen Größe und Richtung bekannt ist, wird dem unbekannten Magnetfeld der Erde überlagert. Das Erdmagnetfeld kann nun von der Größe und Richtung der resultierenden Flussdichte berechnet werden. Aufgaben 1.

2. 3.

Der magnetische Fluss von einem Helmholtz-Spulenpaar ist zu bestimmen und graphisch in Abhängigkeit von der Stromspule darzustellen. Der Helmholtz-System-Kalibrierfaktor wird aus der Steigung der Geraden berechnet. Die horizontale Komponente des Erdmagnetfeldes wird durch Überlagerung mit dem Feld der Helmholtzspulen bestimmt. Der Neigungswinkel wird bestimmt, um die vertikale Komponente des Erdmagnetfelds zu berechnen.

Lernziele Magnetische Inklination und Deklination, Isokline Linien, Isogene Linien, Neigungsmesser, Magnetische Flussdichte, Helmholtz-Spulen Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2430100

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung eines großvolumigen homogenen Magnetfeldes, speziell in Verbindung mit Fadenstrahlrohr zur e/m-Bestimmung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

2 gleiche Spulen auf je einem Sockel mit nummerierten 4-mmBuchsen abnehmbare Querverbinder mit Halter für Fadenstrahlrohr Spulen auch einzeln oder mit beliebigem Abstand verwendbar Spulendurchmesser: 400 mm Windungszahl je Spule: 154 Spulenwiderstand: 2,1 Ohm Dauerstromstärke: 5 A Flussdichte (5A): 3,5 mT

Helmholtz-Spulenpaar 06960-00 Netzgerät, universal 13500-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 389

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Der Ferro-, Para- und Diamagnetismus

Metall-Stäbchen

Zur Demonstration des Verhaltens eines ferromagnetischen Körpers in einem Magnetfeld. Ferromagnetischer (4 x 2 x 36 mm) Stäbe an Seidenfaden. Wolfram-Stäbchen 06337-00 Wismut-Stäbchen 06339-00 Nickel-Stäbchen 06335-00

Ein Nickel-, Wolfram- oder Wismut-Stäbchen wird zwischen die Stirnfläche der Polschuhe (06493-00), aufgesetzt auf ein Hufeisenmagnet (06320-00), gebracht. Stäbchen aus para- und ferromagnetischen Stoffen stellen sich parallel zu den Feldlinien des magnetischen Feldes ein, solche aus diamagnetischen Stoffen senkrecht dazu. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Barkhausensprünge

Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT) 16004-01 Deutsch P1221300

Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)

Beim allmählichen Aufmagnetisieren einer Probe aus Eisen oder Nickel nimmt nicht sofort das gesamte Volumen des Materials den höheren Magnetisierungszustand an. Einzelne Bezirke (Weißsche Bezirke) klappen spontan zu verschiedenen Zeiten um. Jedes Umklappen erzeugt eine Induktionsspannung, die mit dem Lautsprecher und auch auf dem Oszilloskop nachgewiesen werden kann. P0613800

Drähte für Barkhausen-Effekt

Beschreibung 26 Versuchsbeschreibungen zum Thema Magnetfeld. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Lorentzkraft Bewegte Ladungsträger Vektoreigenschaften des B-Feldes Erdfeld-Magnetfeld von Stromleitern Maxwell Gleichung, Biot-Savart-Gesetz Permeabilität, Induktion

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 92 Seiten

Zur Demonstration des spontanen Umklappens der Dipolachse der "Weißschen Bezirke". Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Je 1 Weicheisen-, 1 Stahl- und 1 Nickeldraht in beschrifteten (61 x 29 x 16 mm) Kunststoffblöcken

06331-00

16004-01

excellence in science 390

Funktion und Verwendung

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Bestimmung der Permeabilität von Eisen

Die magnetische Hysterese ist eine nicht lineare Beziehung zwischen der magnetischen Flussdichte B und der magnetischen Feldstärke H. Aus der Hystereseschleife können charakteristische Größen eines ferromagnetischen Stoffes bestimmt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT) 16004-01 Deutsch P1221400

Ferromagnetische Hysterese mit Cobra3

Cobra3 Messmodul Tesla

Funktion und Verwendung Steckmodul für Cobra3-Interface zur Messung von magnetischen Gleich- und Wechselfeldern. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Frontseitig mit DIN-Buchse zum Anschluss von Hallsonde tangential oder axial Feldrichtungsdarstellung Nullpunkteinstellung und Kompensation von Störfeldern bis 1 T Kalibriert, d. h. keine Kalibriermagnete erforderlich

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Bipolare Messbereiche: 10 mT, 100 mT, 1 T Auflösung: max. 5 µT (12 bit) Kompensation: 1 T Kunststoffgehäuse mit rückseitigem D-Sub-Stecker, 25-polig Maße (mm): 100 x 50 x 40

Cobra3 Messmodul Tesla 12109-00 Hallsonde, tangential 13610-02

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Prinzip Ein Magnetfeld wird in einem ring-förmigen Eisenkern darurch erzeugt, dass ein stufenlos einstellbarer Gleichstrom durch zwei Spulen fließt. Die Feldstärke Η und die Flussdichte B werden gemessen und die Hysterese aufgezeichnet. Die Remanenz und die Koerzitivfeldstärke von zwei verschiedenen Eisenkernen werden verglichen. Aufgaben 1.

Zeichnen Sie die Hysteresekurve für einen massiven Eisenkern und für einen geschichteten Eisenkern auf.

Lernziele

Funktion und Verwendung

Induktion, Magnetischer Fluss, Spule, Die magnetische Feldstärke, Magnetfeld von Spulen, Remanenz, Koerzitivfeldstärke

Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik.

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2430711

Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3 Kraft/Tesla 14515-61

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 391

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Cobra4 Wireless-Link

Cobra4 Sensor-Unit Tesla, Magnetfeldstärke ± 1 Tesla

Funktion und Verwendung Sensor aus der Cobra4-Familie zum Messen der magnetischen Feldstärke in Gleich- und Wechselfeldern. Anschluss der Hallsonden über eine fünfpolige Diodenbuchse. Vorteile Die Sensor-Unit kann an den Cobra4 Wireless-Link, den Cobra4 Mobile-Link oder den Cobra4 USB-Link durch einen sicheren und zuverlässigen Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden. Ausstattung und technische Daten Messbereiche Gleichfeld: Funktion und Verwendung Interface-Modul zur funkbasierten Übertragung von Sensor-Messwerten an den PC, in Verbindung mit dem Cobra4 Wireless-Manager.

Messbereiche Wechselfeld:

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Alle Cobra4 Sensor-Units sind durch einen sicheren und zuverlässigen Steck-Rast-Verschluss schnell anschließbar. Alle Cobra4 Mess-Sensoren werden automatisch erkannt Das Funk-Netzwerk mit dem Cobra4 Wireless-Manager wird automatisch aufgebaut und ist äußerst unempfindlich gegen Störungen, da ein eigenes Funkprotokoll verwendet wird Bis zu 99 Cobra4 Wireless-Links können an einen Cobra4 WirelessManager angeschlossen werden Dank Funkmessung kein Kabelsalat mehr Bewegte Sensoren bieten dank Funkübertragung ganz neue Experimentier-Möglichkeiten, z. B. Messung der Beschleunigung eines Schülers mit dem Fahrrad etc. Dank Verwendung von Hochleistungs-Akkus keine externe Stromversorgung notwendig

Besonders geeignet für: ▪ ▪

± 1 T, Auflösung ± 1 mT... ± 100 mT, Auflösung ± 100 µT...± 10 mT, Auflösung ± 10 µT, in jedem Messbereich kann bis zum Messbereichsendwert kompensiert werden, Genauigkeit ca. ± 2 % vom Messbereichsendwert von 15 Hz bis 1 kHz- 1 T, Auflösung 1mT...100 mT, Auflösung 100 µT...10 mT, Auflösung 10 µT, Wechselfelder werden mit einem Effektivwertgleichrichter (RMS) gemessen; keine Messbereichskompensation, Genauigkeit ca. ± 3% vom Messbereichsendwert Allgemein: Abtastrate, maximal (Hz) 5, Maße (mm): 60 x 70 x 35, Masse (g): 100 Zubehör Hallsonde, axial oder tangential 12652-00

Hallsonde, tangential

Komfortables Experimentieren ohne störende Kabel Experimente mit bewegten Sensoren, wie z. B. Beschleunigung im freien Fall etc.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Spannungsversorgung: 2 x Mignon Akkus Stromaufnahme: < 300 mA Ausgangsleistung Funk: 1 mW Max. Datenrate (burst): 125.000 Werte/s Reichweite, ohne Hindernisse: 20 m Maße (mm): 125 x 65 x 35 Gewicht: 200 g 2 Hochleistungs-Akkus, 2.700 mAh Bedienungsanleitung

Cobra4 Wireless-Link 12601-00 Cobra4 Wireless Manager 12600-00 Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz 14550-61

excellence in science 392

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Teslameter oder Cobra-Interface zur Magnetfeldmessung. Ausstattung und technische Daten Hallprobe in flexibler, schmaler Sonde mit Schutzrohr und Griff, Sondenmaße (mm): 1,2 x 5 x 70 13610-02

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Magnetostriktion mit dem MichelsonInterferometer

Ausstattung und technische Daten Biegesteife, vibrationsgedämpfte und korrosionsgeschützte Metallplatte mit (5 cm x 5 cm)-Rasterdruck und rutschsicheren Gummifüßen. Drei fest montierte Spannstellen für Laser- und Lasershuttermontage. , Plattenmaße (mm): 590 x 430 x 24, Masse: 7 kg 08700-00

Helium-Neon-Laser 5 mW

Prinzip Mit der Hilfe von zwei Spiegeln wird in einer Michelson Anordnung Licht zur Interferenz gebracht. Wegen des Effektes der Magnetostriktion wird ein Spiegel verschoben, wenn ein variierendes magnetisches Feld an eine Probe angelegt wird, welche den Spiegel trägt. Diese winzige Verschiebung macht sich in einem veränderten Interferenzmuster bemerkbar. Aufgaben 1. 2.

Aufbau eines Michelson Interferometers mit Hilfe verschiedener optischer Komponenten. Testen verschiedener ferromagnetischer Materialien (Eisen und Nickel) sowie eines nicht-ferromagnetischen Materials (Kupfer), im Hinblick auf ihre magnetostriktiven Eigenschaften.

Lernziele Interferenz, Wellenlänge, Beugungsindex, Geschwindigkeit des Lichts, Phase, Virtuelle Lichtquelle, Ferromagnetisches Material, Weisssche Bezirke, Spin-Bahn-Kopplung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Funktion und Verwendung Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker zum Anschluss an Lasernetzgerät. Ausstattung und technische Daten Wellenlänge: 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad: 1:500, Strahldurchmesser: 0,81 mm, Strahldivergenz: 1 mrad, Leistungsdrift: max. 2,5%/8 h, Lebensdauer: ca. 15000 h, Zylindergehäuse: Ø = 44,2 mm; l = 400 mm, inkl. 2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen 08701-00

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

P2430800

Optische Grundplatte mit Gummifüssen

Beschreibung Mehr als 300 englischen Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder Funktion und Verwendung Zum Aufstellen von magnetisch haftenden optischen Komponenten mit denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie, Interferometrie und Fourier-Optik aufgebaut werden können.

Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie. Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten 16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 393

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.5 Magnetostatik, Magnetisches Feld

Magnetschwebebahn - Weltweit einzigartig! Funktion und Verwendung Bei einer Magnetschwebebahn wird das magnetische Feld genutzt, um ein Fahrzeug zum Schweben zu bringen und letztendlich vorwärts zu bewegen. Ähnliche Systeme sind bereits im Einsatz als Hochgeschwindigkeits-Züge (Transrapid). Auch die neuesten Generationen von Achterbahnen funktionieren ähnlich. Vorteile Die PHYWE Magnet-Schwebebahn nutzt zum Antrieb des Wagens Sonnenenergie. Die umgewandelte Energie wird einem kleinen Linearmotor im Wagen zugeführt, so dass dieser berührungslos, fast wie von Geisterhand gehoben, über die Magnetschienen schwebt und hin und herfährt. Faszinierend! Ausstattung und technische Daten Magnetschwebebahn mit einer Länge von ca. 70 cm, aufgebaut auf zwei Stelzen Inklusive: ▪ ▪ ▪

transparente Leitplanken und Prallböcke 2 formschöne Halogen-Leuchten, die an der Bahn befestigt sind und dem Vortrieb des Solarwagens dienen 2 Schwebe-Wagen (1 x Solar-Wagen und 1 x Graphit-Wagen für manuelle Demonstrationen)

11330-00

excellence in science 394

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Die Selbstinduktion beim Einschaltvorgang

Transformator für Schülerversuche

Funktion und Verwendung

Befindet sich eine Spule in einem Gleichstromkreis, so baut sich beim Schließen des Kreises das Magnetfeld der Spule auf und erzeugt eine Selbstinduktionsspannung, die dem Anwachsen entgegenwirkt. Eine Glühlampe, die sich im Stromkreis befindet, leuchtet erst allmählich auf. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Steckplatte 01169-01 Deutsch P1356200

Spulen für Schülerversuche zum Elektromagnetismus

U-Kern (07832-00) und Joch (07833-00) sind geblättert und aus Transformatorenblechen zusammengesetzt. Beide werden mit der Spannschraube (07834-00) und zwei Spulen für Schülerversuche zu einem geschlossenen Trafokern zusammengesetzt. Optional erhältliche Messingstifte (07838-01) verhindern ein Verrutschen des Joches. Das Joch alleine kann als Eisenkern für die Spulen für Schülerversuche oder in Verbindung mit dem Druckteil (07833-03) als elektromechanisches Funktionsmodell (z. B. Magnetventil, Stempelwerk) verwendet werden. Die Kreisrinne (07835-00) kann auf den U-Kern aufgeschoben werden und ist für Hochstromschmelzversuche geeignet. U-Kern 07832-00 Joch 07833-00 Druckteil für Joch 07833-03 Kreisrinne 07835-00 Messingstifte, 2 Stück 07838-01

Zusatzteile für den Transformator für Schülerversuche

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Spulenkörper aus schlagfestem Kunststoff mit zwei 4-mm-Buchsen in 19 mm Abstand schlagfester Kunststoffspulenkörper mit Kennzeichnung der Wicklungsrichtung symbolischem Aufdruck der Wickelrichtung unterschiedlich gefärbte Abdeckkappen für Eisenkerne mit einem Querschnitt von 20 mm x 20 mm passend für U-Kern (07832-00), Joch (07833-00) und Kimmlager (07874-00)

Spule, 8 Windungen, L = 3 ?H, R = 15 m?, Imax = 40 A 07828-00 Spule, 400 Windungen, L = 3 mH, R = 3 ?, Imax = 1 A 07829-01 Spule, 800 Windungen, L =12 mH, R = 8 ?, Imax = 0,75 A 07829-03 Spule, 1600 Windungen, L = 50 mH, R = 45 ?, Imax = 0,25 A 07830-01 Spule, 20000 Windungen, L = 8,7 H, R = 20 k?, Imax = 5 mA 07831-01

Funktion und Verwendung Mit dem einschraubbaren Haltestiel (07917-00) kann man den U-Kern (07832-00) in Stativmaterial einspannen. Die Spannschraube (07834-00) dient zum Festspannen des Joches (07833-00) auf dem U-Kern. Mit dem Drehstiel (07836-00) lässt sich der Stabmagnet (07823-00) drehbar in den U-Kern einbauen. Die Lagerplatte (07837-00) kann als Auflager für die Kreisrinne oder als Widerlager für das Druckteil benutzt werden. Spannschraube 07834-00 Drehstiel 07836-00 Lagerplatte 07837-00 Haltestiel für U-Kern 07917-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 395

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Das Galvanometer

Stromführender Leiter im Magnetfeld

Mit dem Aufbaugalvanometer können Schüler den prinzipiellen Aufbau und die Funktionsweise eines Galvanometers untersuchen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik mit dem Schaltkastensystem 01166-01 Deutsch

Befindet sich ein stromführender Leiter im Feld eines Magneten, so wirken zwei Magnetfelder aufeinander: Magnet und Leiter üben Kräfte aufeinander aus. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik mit dem Schaltkastensystem 01166-01 Deutsch

P1061200

Aufbaugalvanometer

P1061400

Feldverlauf und Feldstärke in der Umgebung eines geraden Stromleiters

Funktion und Verwendung Eine Spule mit 400 Wdg. (07829-01), das Messwerk und die Skale werden auf das Kimmlager bzw. auf das Kimmlager mit Stecker gesetzt. Besonders geeignet für Schülerversuche als empfindlicher Strommesser und als Anschauungsmodell. Das Galvanometermesswerk wird mit einer Aufbewahrung geliefert. Es besteht aus einem Messwerk mit Ringmagnet, Ausgleichgewicht und Zeiger sowie einem Spiegel für einen Lichtzeiger und Schneiden zur Lagerung im Kimmlager. Mit Aufbewahrung. Galvanometermesswerk 07875-00 Galvanometerskale 07876-00 Kimmlager mit Stecker 07877-00 Kimmlager, klein 07874-00

Die magnetische Flussdichte im Feld eines geraden Stromleiters ist dem Abstand vom Leiter umgekehrt proportional. In dem abgebildeten Versuchsaufbau erzeugt ein Hochstromtrafo einen Wechselstrom von ca. 100 A, der den rechteckigen Stromleiter durchfließt. Diese große Stromstärke erlaubt in Verbindung mit der hohen Empfindlichkeit des Teslameters sehr genaue Messungen bis zu Abständen von mehr als 10 cm. Man beginnt die Messreihe bei einem Abstand r von etwa 1 cm und vergrößert den Abstand bei konstantem Strom schrittweise bis auf 10 cm. Die Sonde wird hierzu auf konstanter Höhe längs eines verlängerten Leiterradius geführt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT) 16004-01 Deutsch P1220500

excellence in science 396

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Der Transformator

Aufbautransformatoren

Funktion und Verwendung Prinzip Transformatoren finden in weiten Bereichen der Technik Verwendung. Die geläufigste Anwendung ist sicherlich der Einsatz von Transformatoren als Umspanner (Energietechnik). Darüber hinaus werden Transformatoren aber auch als Wandler (Messtechnik) oder Übertrager (Nachrichtentechnik) verwendet. Abhängig vom Verwendungszweck können sich die Ausführungen erheblich von einander unterscheiden, die physikalische Wirkungsweise ist jedoch stets gleich. In diesem Versuch befinden sich zwei Spulen auf einem gemeinsamen Eisenkern. An die Primärspule wird eine Spannung angelegt. Die an der Sekundärspule induzierte Spannung sowie der dort fließende Strom werden in Abhängigkeit von der Windungszahl und des in der Primärspule fließenden Stromes und der dort angelegten Spannung untersucht. Aufgaben ▪

Bestimmung der sekundären Spannung am offenen kurzgeschlossen Transformator

▪

Bestimmung des Kurzschlusstroms auf der Sekundärseite

▪

Bestimmung der Primärstromstärke mit dem belasteten Transformator

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Induktion Magnetischer Fluss Transformator geladen Transformator entladen Spule

Aufbautransformatoren dienen in erster Linie zur Erarbeitung der Transformatorgesetze. Hierzu steht eine Reihe von Spulen mit einfachen ganzzahligen Windungszahlverhältnissen zur Verfügung. Bei geeigneter Auswahl der Spulen können diese Versuche gefahrlos im Kleinspannungsbereich durchgeführt werden. Anwendungen z. B. Erzeugung extrem hoher Stromstärken (Schmelzrinne, Nagelschmelzversuch) und hoher Spannungen (Hochspannungslichtbogen). Ausstattung und technische Daten Vernietete, verlustarme Dynamobleche mit plangeschliffenen Auflageflächen und mit 4-mm-Bohrungen zum Einsetzen von Fixierstiften. Querschnitt (mm): 29 x 30. Hinweis: Zum Grundmaterial müssen noch zwei dem Versuch entsprechende große Spulen (06510-00...06526-01) hinzugefügt werden. Eisenkern,stabförmig, kurz, geblättert 06500-00 Eisenkern, U-förmig, geblättert 06501-00 Stifte für Eisenkern, U-förmig 06502-00 Spannvorrichtung 06506-00

Eisenkern, geblättert

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2440100 Funktion und Verwendung Zur Aufnahme unter anderem von Demonstrationsspulen zum Aufbau von Elektromagneten oder Transformatoren. Die Stirnflächen sind bearbeitet und besitzen je eine 4-mm-Bohrung für Stifte (06502.00) oder zum Aufsetzen der Polschuhe (06489-00, 06493-00, 06495-00, 11081-02) oder des Motoraufsatzes (06550-00). Ausstattung und technische Daten Vernietete, verlustarme Dynamobleche, Stirnflächen mit Planschliff und mit 4-mm-Bohrung, Schenkelquerschnitt (mm): 29 x 30, U-Kern: Breite: 101 mm, Höhe: 105 mm, Loch: Länge 173 mm, Masse: 1660 g. Eisenkern, U-förmig, geblättert 06501-00 Eisenkern,stabf.,kurz,geblättert 06500-00 Stifte für Eisenkern, U-förmig 06502-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 397

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Eisenkern, geblättert, E-Form

Spannvorrichtung

Funktion und Verwendung Zum Aufbau eines Drehstromtrafos mit Hilfe von Demonstrationsspulen. Geeignet zum Aufbau eines Drehstromtrafos; bearbeitete Stirnflächen. Das Joch kann auch als gemeinsamer Eisenkern für zwei gekoppelte Spulen benutzt werden. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Vernietete, verlustarme Dynamobleche mit plangeschliffenen Stirnflächen Schenkelquerschnitt (mm): 29 x 30 E-Kern Breite: 173 mm, Höhe: 105 mm, Joch: Länge 173 mm

Eisenkern, E-förmig, geblättert 06505-00 Eisenkern, stabförmig, geblättert 06504-00

Funktion und Verwendung Zum standfesten Aufstellen des Aufbautrafos sowie von Spulen mit Eisenkern. Schnellspannvorrichtung zum festen Andrücken stabförmiger Eisenkerne (Joche) auf 2 U- und E-förmigen Eisenkerne; auch zwei U-förmige Eisenkerne können gegeneinander gespannt werden; Stativ mit vertikal verschiebbarem Spanner; im Fuß aus unmagnetisierbaren Material. Ausnehmung passend für Eisenkerne (06491-00, 06501-00, 06505-00) sowie für den Schnittband-Eisenkern (06503-00). 06506-00

Schmelzrinne

Eisenkern, massiv Funktion und Verwendung Für Hochstromschmelzversuche mit Hilfe eines Aufbautrafos. Als Sekundärspule aufzuschieben auf U-förmigen Eisenkern (06501-00). Geeignete Primärspule bei Betrieb an 25 V~ / 12 A: Spule 75 Wdg. (06511-00). Als Schmelzmaterial kann Woodsches Metall oder Zinn verwendet werden Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Kreisförmige Aluminiumrinne mit Isoliergriff Innendurchmesser: 45 mm

Funktion und Verwendung Bearbeitete Stirnflächen mit je einer 4-mm-Bohrung für Stifte (06502.00) oder zum Aufsetzen der Polschuhe (06493-00, 06495-00, 11081-02) oder des Motoraufsatzes (06550-00). Der Splint (06507-00) dient zur Halterung des Eisenkerns (06490-00) in Spulen, die mit vertikal orienterter Achse auf den Spulenhalter (06528-00) liegen.

Schmelzrinne (sekundär) 06536-00 Woods Metall 50 g 30242-05 Zinn, gekörnt, reinst 100 g 30250-10

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Auflagenfläche mit Planschliff und mit vier 4-mm-Bohrungen für Fixierstifte sowie mit Gewindebohrung für Lasthaken Querschnitt (mm): 30 x 30 U-Kern Breite: 102 mm, Höhe: 110 mm Joch Länge: 102 mm

Eisenkern, stabförmig, massiv 06490-00 Eisenkern, U-förmig, massiv 06491-00 Splint für Eisenkern, massiv 06507-00

Spulenhalter

Funktion und Verwendung Kunststoffplatte zur passgerechten Halterung von großen Demonstrationsspulen an Stativen. Ausstattung und technische Daten Mit Haltestiel und Ausschnitt (37 x 37) mm für Spulenkerne. 06528-00

excellence in science 398

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Große Spulen

Funktion und Verwendung Experimentierspulen für Versuche zum Elektromagnetismus. Hochwertige Experimentierspulen sollen bei möglichst kleinem Wirkwiderstand R eine möglichst hohe Induktivität besitzen. Um hier günstige Verhältnisse zu erreichen, muss das Kupfervolumen auf der Spule möglichst groß sein. Dabei können kompakt aufgebaute Spulen aber durchaus ein größeres Kupfervolumen und somit eine höhere Güte aufweisen als großvolumigere Spulen. Beim Qualitätsvergleich von PHYWE-Spulen mit anderen Produkten sollte man daher bei jeweils vergleichbaren Windungszahlen auf die Wirkwiderstände achten. Passend zu den Eisenkernen 06500-00, 06501-00, 06503-00, 06504-00, 06505-00, 06490-00 und 06491-00 zum Aufbau von Induktivitäten, Elektromagneten und Transformatoren für die verschiedensten Anforderungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

▪ ▪ ▪

Hochstromspule mit 4-mm-Klemmen Schlagfester Kunststoffspulenkörper Für Eisenkerne mit max. Querschnitt (30x30) mm Temperaturbeständig bis 100°C Deckplatte mit Symbolaufdruck des Wicklungssinns Spulenkappe mit 4-mm-Sicherheitsbuchsen und Aufdruck von Windungszahl, maximaler Dauerstromstärke, Wirkwiderstand und Induktivität Dauerstromstärke kann für einige Minuten um ein Mehrfaches überschritten werden (wichtig bei Verwendung als Elektromagnet) Kupferwicklung bei Kleinspannungsspulen offen erkennbar, bei Niederspannungs- und Hochspannungsspulen berührungssicher mit Kunststoffkappe abgedeckt; Kompakte, raumsparende Bauweise Maße der Spulenkappe (mm): 71 (bzw. 39 bei kurzen Spulen) x 67 Länge (mm) 66 (bzw. 34 bei kurzen Spulen) Maße der Öffnung für Eisenkerne (mm): 31 x 31

Artikel-Nr. Wdg.

Imax/A

R/Ohm

L/mH

Buchsen

Spule, 6 Windungen (sekundär) 06510-00 Spule, 75 Windungen (primär) 06511-01 Spule, 140 Windungen 06526-01 Spule, 150 Windungen, kurz 06520-01 Spule, 300 Windungen 06513-01 Spule, 600 Windungen, kurz 06522-01 Spule, 600 Windungen 06514-01 Spule, 900 Windungen 06512-01 Spule, 1200 Windungen 06515-01 Spule, 3600 Windungen, Mittelabgriff 06516-01 Spule, 10000 Windungen 06519-01 Spule, 12000 Windungen (sekundär) 06517-01 Spule, 36000 Windungen, Mittelabgriff 06518-01

Cobra3-Set Grundlagen der Elektrik / Elektronik, 10 grundlegende Versuche mit dem FG-Modul

Form

06510.10

120

lang

06511.01

0,08

0,16

lang

06526.01

140

0,2

0,6

lang

06520.01

150

0,4

kurz

06513.01

300

0,8

lang

06522.01

600

kurz

06514.01

600

2,5

lang

06512.01

900

1,3

lang

06515.01

1200

lang

06516.01

3600

0,3

150

300

lang

06519.01

10000

0,11

975

2600

lang

06517.01

12000

0,08

2000

4000

lang

06518.01

36000

0,03

13000

32000

lang

12111-88

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 399

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Spule im Wechselstromkreis mit Cobra3 und dem FG-Modul

auf U-Eisenkerne oder U-Magnete mittels 4-mm-Fixierstifte, Stirnflächen (mm): 60 x 20, Luftspalte: 10 mm oder 42 mm 11081-02

Polschuhe, durchbohrt

Prinzip Die Spule ist in einem Stromkreis mit einer Spannungsquelle variabler Frequenz verbunden. Die Impedanz und Phasenverschiebungen werden in Abhängigkeit der Frequenz bestimmt. Parallel- und Serienimpedanzen werden gemessen.

06495-00

Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Paarweise zu verwenden mit Glasstab für Faraday-Effekt. Aufsetzbar auf U-Eisenkerne mittels 4-mm-Fixierstifte, Bohrungsdurchmesser: 11 mm.

Bestimmung der Impedanz einer Spule in Abhängigkeit von der Frequenz. Bestimmung der Induktivität der Spule. Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen der Klemmenspannung und des Gesamtstroms in Abhängigkeit von der Frequenz in der Schaltung. Bestimmung der Gesamtimpedanz der Spulen parallel und in Serie geschaltet.

Polschuhe, plan

Lernziel Induktivität, Kirchhoff´s Gesetze, Maxwell´s Gleichungen, Wechselstrom Impedanz, Phasenverschiebung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Paarweise zur Erzeugung homogener Magnetfelder für Hall-EffektExperimente.Aufsteckbar auf U-Eisenkerne mittels 4-mm-Fixierstifte. Stirnflächen (mm): 30 x 30. Luftspaltbreite: 7 mm. 06489-00

P2440411

Fuß für Eisenkerne Polschuhe

Zum standfesten Aufstellen von Eisenkernen, Klemmweite: bis 30 mm, unmagnetisierbares Material. Paarweise zum Erzeugen starker Magnetfelder. Aufsteckbar auf U-Eisenkerne oder U-Magnete mittels 4-mm-Fixierstifte.

06508-00

Halterung für Eisenkerne, Plattenhalter, Öffnungsweite 2 - 35 mm

06493-00

Polschuhe, quaderförmig

Zum Erzeugen homogener Magnetfelder. Als Bestandteil der Stromwaage (11081-88) zur Messung der Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter in Abhängigkeit von Stromstärke, magnetischer Flussdichte und der Länge des Leiters. Aufsteckbar

excellence in science 400

Zur Halterung von Eisenkerne, Platten etc. bis 35 mm Dicke, mit Stiel und Klemmschraube, Öffnungsweite: 2...35 mm, Stiellänge: 60 mm, Durchmesser: 10 mm. 06509-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Hochspannungsfernleitung

Beim Transport von elektrischer Energie über große Entfernungen sind Energieverluste infolge der Leitungswiderstände unvermeidlich. Durch die Verwendung von Transformatorstationen und Hochspannungsüberlandleitungen werden diese Verluste drastisch vermindert. Als Modell der Überlandleitung dienen zwei Kabel von 1 m Länge mit einem Gesamtwiderstand von 100 Ohm. Schließt man eine Glühlampe 6 V/0,5 A über diese Leitungen an eine Wechselspannung von 6 V an, so leuchtet die Lampe nicht. Setzt man dagegen zwei Aufbautransformatoren als "Trafostationen" ein, welche die Spannung für die "Überlandleitung" auf 1000 V hoch und unmittelbar vor dem Verbraucher wieder auf 6 V herunter transformieren, so leuchtet die Lampe mit normaler Helligkeit.

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Handbuch Physik Demoversuche, Ausgabe A/B, Elektrik 01141-31 Deutsch P0506300

Fernleitung, Modell, 2 Stück

Spule hoher Induktivität

Funktion und Verwendung Siliziumeisen-Schnittbandkern zum Aufbau einer Spule sehr großer Induktivität bis 600 H. Aufgrund ihrer hohen Güte hervorragend geeignet für Versuche zur Selbstinduktion, insbesondere zur anschaulichen Demonstration von Ein- und Ausschaltvorgängen und zum Aufbau eines 1-Hz-Schwingkreises mit dem MP-Kondensator 2 x 32 μF (06219-32). Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

U-Kern und Joch mit plangeschliffenen Stirnflächen Permeabilität bei 4 mA / cm: 3000 stat. Koerzitivfeldstärke: 0,08A / cm Sättigungsinduktion: 2,03 T mittlerer Eisenweg: 376 mm Gewicht: 2,43 kg

Schnittband-Eisenkern 06503-00 Spannvorrichtung 06506-00 Spule, 10000 Windungen 06519-01

Schnittband-Eisenkern

Funktion und Verwendung Zur Demonstration des Prinzips einer Hochspannungsfernleitung. Ausstattung und technische Daten Spezieller Widerstandsdraht mit 4-mm-Endsteckern und Isolierüberzug, Widerstand: je 50 Ohm, Länge: je 1 m, Belastbarkeit: 0,5 A, Außendurchmesser: 7 mm 07305-00

Funktion und Verwendung Siliziumeisen-Schnittbandkern zum Aufbau einer Spule sehr großer Induktivität bis 600 H. Ausstattung und technische Daten U-Kern und Joch mit plangeschliffenen Stirnflächen, Permeabilität bei 4 mA / cm: 3000 , stat. Koerzitivfeldstärke: 0,08A / cm, Sättigungsinduktion: 2,03 T, mittlerer Eisenweg: 376 mm, Gewicht: 2,43 kg 06503-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 401

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

RLC-Schaltung mit Cobra3 und dem FG-Modul

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Das Modul kann als Spannungsquelle oder Stromquelle betrieben werden Bei der Nutzung als Spannungsquelle kann im Betrieb die IstFrequenz sowie der Ist-Strom angezeigt und gemessen werden Bei der Nutzung als Stromquelle kann im Betrieb ebenfalls die IstFrequenz sowie die Ist-Spannung angezeigt und gemessen werden Zusätzlich können bis zu 2 Messgröße über die Cobra3 BASIC-UNIT aufgenommen und ausgewertet werden

Ausstattung und technische Daten Frequenzbereich:

Prinzip Die Strom-und Spannungsstärke von Parallel-und Serienstromkreisen wird in Abhängigkeit von der Frequenz untersucht. Der Q-Faktor und die Bandbreite werden bestimmt. Durch das Frequenzgeneratormodul werden die Frequenzen automatisch durchgefahren und brauchen nicht einzeln eingestellt zu werden. Dadurch können die Resonanzkurven komfortabel aufgezeichnet und verglichen werden (z.B. Einfluss der Dämpfung). Aufgaben Bestimmung der Frequenzleistung eines in Reihe geschalteten Stromkreises für 1. 2.

Spannungsresonanz mit /ohne Dämpfungswiderstand Stromstärkeresonanz mit /ohne Dämpfungswiderstand

parallel geschalteten Stromkreises für 1. 2.

Stromstärkeresonanz mit /ohne Parallelwiderstand Spannungsresonanz mit /ohne Parallelwiderstand

Lernziel

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Bereich 1: 200 Hz ... 20 kHz Intervall: 10 Hz Bereich 2: 2 Hz ... 200 Hz Intervall: 1 Hz Signalform: Sinus, Rechteck-Welle, Dreieck-Welle, Signale direkte Spannungen und Frequenz- oder Spannungs-Rampen

Spannungsquelle: ▪ ▪ ▪

Amplitude: 0 V... 10 V Intervall: 5 mV Offset-Spannung: -10 V... 10 V (einstellbar)

Stromquelle: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Amplitude: 0 mA ... 100 mA Intervall: 5 mA Offset: 100 mA ... 100 mA Kunststoffgehäuse mit rückseitigem D-Sub-Stecker, 25-polig Maße (mm): 100 x 50 x 40

12111-00

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Seriell geschalteter Stromkreis, Parallel geschalteter Stromkreis, Widerstand, Kapazität, Induktivität, Kondensator, Spule, Phasenverschiebung, Q-Faktor, Bandbreite, Widerstandsdämpfung, Schwingungsdämpfung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2440611 Funktion und Verwendung

Cobra3 Messmodul Funktionsgenerator

Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Betrieb entweder mit einem Computer (USB-Schnittstelle) oder ganz ohne PC mit einem speziellen Betriebsgerät (COM-UNIT) Ausstattung und technische Daten Abtastrate: max. 500 kH Spannungsversorgung: 12 V/6 W Schnittstelle: USB Maximale Übertragungsrate: 115200 bit/s Messwertspeicher: 12000 Werte

Funktion und Verwendung Aufsteckbares Messmodul zur Ausgabe von Sinus-, Rechteck-, und Dreiecksignalen, Gleichspannung sowie Frequenz- und Spannungsrampen.

excellence in science 402

Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3 PowerGraph 14525-61

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Elektromagnetischer Kraftapparat

Polschuh, plan

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Elektromagnet zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes. Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Haftkraft eines Elektromagneten.

Ausstattung und technische Daten Mit Gewindestange für Spindeltrieb, Länge: 135 mm, Durchmesser: 39 mm

Ausstattung und technische Daten Polschuhe mit Handgriffen und Fangbügel, Spulenversorgung durch 1,5-V-Batterie, Haftkraft: ca. 600 N, Polschuhdurchmesser: 70 mm Zubehör Batterie zusätzlich erforderlich

06480-02

Polschuh, durchbohrt, konisch, 2 Stück

06481-00

Elektromagnet ohne Polschuhe

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Elektromagnet zur Erzeugung eines sehr starken, homogenen Magnetfeldes, z. B. für den Zeemaneffekt bei Beobachtung in Feldrichtung und senkrecht dazu. Ausstattung und technische Daten Fixierung mit Klemmflanschen, Länge: 132 mm , Durchmesser: 39 mm, Konus: 100 Grad, Axialer Bohrungsdurchmesser: 5 mm 06480-03 Funktion und Verwendung Zur Erzeugung starker Felder mit Hilfe zusätzlicher Polschuhe mit unterschiedlichen Formen.

Polschuh, spitz

Ausstattung und technische Daten U-förmiger Eisenkern mit Spulen für Parallel- und Serienschaltung; Spannvorrichtungen mit Spindeltrieb für Polschuhe, Windungszahl/ Spule 842, Widerstand/Spule 2,66 Ohm, Dauerstromstärke 4 A, Kurzzeitbetrieb (20 min) max. 5 A, Flussdichte (2,5-mm-Spalt/5A) 1,3 T, Maße (350 x 140 x 180) mm, Masse ca. 17 kg 06480-01 Funktion und Verwendung Zur Erzeugung starker inhomogener Magnetfelder in Verbindung mit einem Elektromagneten. Ausstattung und technische Daten Mit Gewindestange für Spindeltrieb, Länge: 135 mm, Durchmesser: 39 mm, Konus: 120 Grad 06497-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 403

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Das Induktionsgesetz für sinusförmige Wechselfelder

Induktivität von Magnetspulen

Prinzip

Die induzierte Spannung ist proportional zur Windungszahl und zur Fläche der Induktionsspule. Bei sinusförmigen Wechselfeldern, ist sie außerdem proportional zur Stromstärke und zur Frequenz des felderzeugenden Stromes. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT) 16004-01 Deutsch P1221700

Feldspule 750 mm, 485 Windungen/m

Um in einem Schwingkeis bestehend aus Spule und Kondensator freie und gedämpfte Schwingungen zu erzeugen, wird eine Rechteckspannung niedriger Frequenz verwendet. Die Werte der Induktivität werden aus der gemessenen Schwingungsfrequenz berechnet, wobei die Kapazität bekannt ist. Aufgaben Nutzung von Spulen unterschiedlicher Dimensionen (Länge, Radius, Anzahl der Windungen) mit einer bekannten Kapazität C zur Erzeugung eines oszillierenden Schwingkreises, Aus den Messungen der Schwingungsfrequenzen werden die Induktivitäten der Spulen berechnet und die Beziehungen bestimmt: 1. 2. 3.

Induktivität als Funktion der Anzahl der Windungen Induktivität als Funktion der Länge Induktivität als Funktion des Radius

Lernziel Lenz Gesetz, Eigeninduktivität, Magnete, Transformer, Oszillierender Schwingkreis, Resonanz, Gedämpfte Schwingung, Logarithmisches Dekrement, Q-Faktor Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2440301

Funktion und Verwendung Einlagige Zylinderspule zur Untersuchung der elektromagnetischen Induktion.

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Ausstattung und technische Daten Auf Kunststoffhohlzylinder mit Stehflanschen, zwei Schleifer zur Variation der wirksamen Spulenlänge, Innendurchmesser passend für Induktionsspulensatz, Länge: 75 cm, Windungsdichte: 485 Wdg./m, Induktivität: 1 mH, Wirkwiderstand: 0,3 Ohm, Dauerstromstärke: 8 A 11001-00

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten 16502-32

excellence in science 404

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Induktionsspulen

Magnetisches Moment im Magnetfeld

Prinzip Auf eine stromdurchflossene Leiterschleife wirkt in einem homogenen Magnetfeld ein Drehmoment. Die Größe des Drehmomentes ist von der magnetischen Flussdichte des Feldes sowie von der Stromstärke und der Anzahl der Windungen der Leiterschleife abhängig. Aufgaben Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der elektromagnetischen Induktion in Zusammenhang mit der Feldspule 750 mm (11001-00) sowie zur Erarbeitung der Gesetzmäßigkeiten von Magnetfeldern in langen Spulen. Einlagige Wicklung auf Kunststoff-Hohlzylinder mit Flanschen. Flansche passend in Feldspule (11001-00). Die Spulen (11006-01...11006-06) können unter der Satznummer (11006-88) bestellt werden. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Einlagenspule auf Kunststoffhohlzylinder mit Flanschen mit 4-mm-Buchsen Passend in Feldspule 75 cm

Induktionsspulen, Satz 11006-88 Induktionsspule, 300 Windungen, d = 40 mm, l = 160 mm, R = 3,5 Ohm, L = 800 mikroH, Imax = 1,2 A 11006-01 Induktionsspule, 300 Windungen, d = 32 mm, l = 160 mm, R = 2,8 Ohm, L = 530 mikroH, Imax = 1,2 A 11006-02 Induktionsspule, 300 Windungen, d = 25 mm, l = 160 mm, R =2,2 Ohm, L = 330 mikroH, Imax = 1,2 A 11006-03 Induktionsspule, 200 Windungen, d = 40 mm, l = 105 mm, R = 2,2 Ohm, L = 500 mikroH, Imax = 1,2 A 11006-04 Induktionsspule, 100 Windungen, d = 40 mm, l = 53 mm, R = 1,1 Ohm, L = 200 mikroH, Imax = 1,2 A 11006-05 Induktionsspule, 150 Windungen, d = 25 mm, l = 160 mm, R =0,3 Ohm, L = 90 mikroH, Imax = 4 A 11006-06 Induktionsspule, 75 Windungen, d = 25 mm, l = 160 mm, R = 0,15 Ohm, L = 25 mikroH, Imax = 4 A 11006-07

Bestimmung des Drehmoments durch ein magnetisches Moment in einem homogenen Magnetfeld, in Abhängigkeit von: 1. 2. 3.

der Stärke des Magnetfeldes dem Winkel zwischen Magnetfeld und magnetischem Moment der Stärke des magnetischen Moments

Lernziel Drehmoment, magnetischer Helmholtz-Spulen.

Fluss,

Homogenes

Magnetfeld,

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2430400

Stromleiter, kreisförmig, Satz

5 kreisförmige Leiter zum Nachweis von Biot-Savart-und Induktionsgesetz und des magn. Momentes ebener Leiterschleifen. Gleichflächige Spulen mit Windungszahlverhältnissen 1:2:3, sowie Spulen gleicher Windungszahl mit Flächenverhältnissen 1:2:4. Windungszahlen: 1/1/ 1/2/3; Durchmesser: 60/85/120/120/120 mm; Dauerstrom: 5 A; Spulen mit 2-mm-Steckerpaar. 06404-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 405

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Spulenträger für Torsionskraftmesser

Helmholtz-Spulenpaar

Funktion und Verwendung Zum Aufhängen der kreisförmigen Stromleiter (06404-00) an Torsionskraftmesser.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Zur Erzeugung eines großvolumigen homogenen Magnetfeldes, speziell in Verbindung mit Fadenstrahlrohr zur e/m-Bestimmung.

Mit Fassung zur Leiteraufnahme und mit Zuleitungen mit 4-mm-Steckern. 02416-02

Torsionskraftmesser 0,01 N

Ausstattung und technische Daten 2 gleiche Spulen auf je einem Sockel mit nummerierten,4-mm-Buchsen, abnehmbare Querverbinder mit Halter für Fadenstrahlrohr, Spulen auch einzeln oder mit beliebigem Abstand verwendbar, Spulendurchmesser: 400 mm, Windungszahl je Spule 154, Spulenwiderstand: 2,1 Ohm, Dauerstromstärke: 5 A, Flussdichte (5A): 3,5 mT. 06960-00

Stelltrafo mit Gleichrichter 15 VAC / 12 VDC / 5A

Funktion und Verwendung Kraftmesser mit Torsionsfeder zur Messung sehr kleiner Kräfte, z. B. Bestimmung von Ober- und Grenzflächenspannungen oder Untersuchung elektrostatischer und magnetischer Wechselwirkungen von Körpern (Coulomb‘sches Gesetz). Der Kraftmesser hat zwei Einstellknöpfe, mit denen über Getriebe eine feinfühlige Verdrehung auf das Torsionsband ausgeübt werden kann. Ein Knopf zur Nullpunktkorrektur und Vorlastkompensation, ein anderer für die eigentliche Messung. Die gemessene Kraft wird auf den gut sichtbaren Skalen angezeigt. Der Drehwinkel beider Drehknöpfe ist durch Anschläge begrenzt, wodurch eine Überlastung des Torsionsbandes vermieden wird. Das Messprinzip beruht auf einer Kompensationsmethode, die eine weitgehend reibungsfreie und weglose Kraftmessung erlaubt. Um eine kurze Einstellzeit des Zeigers zu erreichen, ist das Gerät mit einer Wirbelstromdämpfung ausgerüstet. Vorteile Vorlastkompensation, Überlastschutz, Nullpunktkompensation, Wirbelstromdämpfung, Front- und Trommelskale, und Haltestiel .Ausstattung und technische Daten Messbereich Frontskale: 10 mN, Messbereich über Nennmessbereich: 10%, Messbereich Trommelskale: ± 3 mN, Vorkraftkompensation: 10 mN, Grobteilung: 1 mN, Feinteilung: 0,1 mN, Maximale Hebelarmbelastung: 0,2 N, Skalendurchmesser: 170 mm, Hebelarmlänge: 240 mm 02416-00

excellence in science 406

Funktion und Verwendung Stufenlos stellbare Gleich- und Wechselspannungen, zusätzlich zwei Festspannungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gleichspannung: 0...12 V /5 A Wechselspannungen: 0...15 V /5 A; 6 V /6 A kurzfristig: 0...12 V- / 15 V~ /6 A kurzfristig: 6/12 V~ / 10 A 3 Sicherungsautomaten 6 A /10 A /10A Ausgänge erd- u. massefrei, fremdspannungssicher 4-mm-Sicherheitsbuchsen Netzschalter / Netzkontrollleuchte Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß primärseitig abgesichert Anschlussspannung: 230 V~ Maße (mm): 230 x 236 x 168

13530-93

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Magnetfeld innerhalb eines Leiters

Testspule, eben

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Hohlzylinder und NF-Verstärker zum Ausmessen magnetischer Felder im Inneren von elektrolytischen Leitern. Ausstattung und technische Daten Spule in Plexiglasplatte auf Sockel mit 4-mm-Steckern, Windungszahl: 1200, Spulendurchmesser: 16 mm, Plattenmaße (mm): 164 x 26 x 4 Prinzip Durch den Hohlzylinder, der mit einem Elektrolyt gefüllt ist, fließt ein Strom. Das Magnetfeld im Inneren des Zylinders wird in Abhängigkeit von der Stromstärke und vom Abstand von der Leitermitte untersucht.

11004-00

NF-Verstärker

Aufgaben Bestimmung des Magnetfeldes innerhalb eines Leiters in Abhängigkeit von: 1. 2.

der Stromstärke innerhalb des Leiters, dem Abstand von der Achse des Leiters.

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Maxwell-Gleichungen Magnetischer Fluss Induktion Stromdichte Feldstärke Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Funktion und Verwendung NF-Verstärker für Gleich- und Wechselspannung. Ausstattung und technische Daten Frequenzbereich: 0,1 Hz...100 kHz, Verstärkung (stufenlos): 0,1...10.000, Eingangsspannung: 0...+/- 10 V, Eingangsimpedanz: 50 kOhm, BNC-Eingangsbuchse, Umschalter für AC- oder DC-Betrieb, Kurzschlussfester Signal- und Effektivwertausgang: 12,5 W / 8 Ohm. Jeweils BNC-/4-mm-Buchsen, Stellbare Offsetspannung, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Maße (mm): 230 x 236 x 168.

P2430600 13625-93

Hohlzylinder

Leistungsfrequenzgenerator, 10 Hz - 1 MHz

Funktion und Verwendung Sinus/ Rechteckgenerator mit Signal- und Leistungsausgang. Vorteile Auch als Verstärker nutzbar. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Zur Untersuchung des magnetischen Feldverlaufs im Innern von Elektrolyten und eines Hohlleiters. Ausstattung und technische Daten Kunststoffzylinder auf Stehflanschen mit 4-mm-Anschlussbuchsen, Einfüllstutzen und mit Drahtnetzummantelung, Zylinderlänge: 400 mm, Zylinderdurchmesser: 115 mm 11003-10

Frequenzbereich: 10 Hz...1 MHz, Grob- und Feineinstellung, 4 stell. LED-Display, 20 mm hoch, Leuchtdiodenanzeige für Maßeinheit, Signalausgang: Sinus/Rechteck, Spannung/Leistung: 6V /1 W (4 Ohm), Klirrfaktor/Sinus: < 1 %, Leistungsausgang: - Sinus, Spannung/Leistung: 18V /10 W (8 Ohm), Klirrfaktor: < 1 %, Eingangsspannung/BNC: 0...1 V, Klinkenstecker-Buchse für Kopfhörer, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 370 x 236 x 168 13650-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 407

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)

Funkeninduktor, Schlagweite 70 mm

Beschreibung 26 Versuchsbeschreibungen zum Thema Magnetfeld. Themenfelder Lorentzkraft, Bewegte Ladungsträger, Vektoreigenschaften des B-Feldes, Erdfeld-Magnetfeld von Stromleitern, Maxwell Gleichung BiotSavart-Gesetz, Permeabilität, Induktion.

Funktion und Verwendung

Ausstattung

Ausstattung und technische Daten

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 92 Seiten 16004-01

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Funkeninduktor auf Grundplatte mit 4-mm-Eingangsbuchsen. ▪ ▪ ▪ ▪

Primärspannung: max. 8 V DC Ausgangsspannung: max. 60 kV Grundplatte: (270 x 150 x 230) mm Inklusive Funkenstrecke

07591-00

Abhängigkeit der Lorentzkraft von Stromstärke, Leiterlänge und Feldrichtung (Stromwaage)

Die auf einen geradlinigen Leiter im Magnetfeld wirkende Lorentzkraft ist proportional zur Stromstärke und zur Länge des Leiters. Die Richtung der Kraft ist durch die Richtung des Stromes und die Richtung des Magnetfeldes bestimmt (Dreifinger-Regel, Kreuzprodukt). Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT) 16004-01 Deutsch P1219300

excellence in science 408

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Stromwaage

Leiterschaukel und Drehspule

Zur Messung der Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter ▪ in Abhängigkeit von der Stromstärke ▪ in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte ▪ in Abhängigkeit von der Leiterlänge

Funktion und Verwendung

Die Stromwaage umfasst folgende Teile: ▪

▪ ▪

Waage LGN 310 (11081-01 (11081-01) Präzisions-Laufgewichtswaage mit Magnetdämpfung und unverlierbaren Laufgewichten. Wägebereich 0...310 g; Feintarierung über Stellknopf mit Kreisskala und Nonius, Auflösung 0,01 g. Zum Lieferumfang gehört neben einem Aufstellfuß ein schraubbarer Stiel, der die Halterung in beliebiger Höhe über der Tischfläche mit Stativmaterial zulässt. Polschuhe, quaderförmig, 1 Paar (11081-02) Leiterschleifen für Stromwaagen (11081-03) Satz von 4 dünnen Kunststoffplatten mit geätzten Kupferbahnen mit unterschiedlich wirksamen Längen; Anschluss über zwei 4-mm-Buchsen. Bestehend aus: Leiterschleife, l = 12,5 mm, n = 1 (11081-05) Leiterschleife, l = 25 mm, n = 1 (11081-06) Leiterschleife, l = 50 mm, n = 2 (11081-07) Leiterschleife, l = 50 mm, n = 1 (11081-08)

Alle Geräte können zusammen unter der Nummer 11081-88 bestellt werden.

Das Metallband mit Steckern (06410-00) und die Leiterschaukel (06412-00) dienen zur Demonstration der Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter bzw. der Kräfte zwischen stromdurchflossenen Leitern. Die Drehspule (06414-00) besteht aus einer Rechteckspule mit vier Windungen (4-mm-Stecker, Belastbarkeit Imax 7,5 A) an zwei flexiblen Metallbändern und kann zum Aufbau eines Funktionsmodells eines Drehspulmesswerks benutzt werden. Als Ersatzmaterial für alle Artikel ist ein Metallband erhältlich.

Drehspule 06414-00 Leiterschaukel 06412-00 Metallband mit Steckern 06410-00 Metallband, gewebt, b = 6 mm, l = 2 m 06094-00

Elektrische Klingel mit Stopfen

Stromwaage 11081-88 Laufgewichts-Waage OHAUS 310 mit Stiel 11081-01 Polschuhe, quaderförmig 11081-02 Leiterschleife, l = 12,5 mm, n = 1 11081-05 Leiterschleife, l = 25 mm, n = 1 11081-06 Leiterschleife, l = 50 mm, n = 1 11081-08 Leiterschleife, l = 50 mm, n = 2 11081-07

Elektrische Klingel mit Stopfen 03480-00 Elektrische Klingel 03480-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 409

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Drehbewegung durch Wirbelströme Funktionsprinzip eines Wechselstromzählers

Eine drehbar gelagerte Metallscheibe, die von zwei phasenverschobenen magnetischen Wechselfeldern durchsetzt wird, rotiert. In der Scheibe werden Wirbelströme induziert und auf diesen stromdurchflossenen Leiter wirken Kräfte. Phasenverschobene Wechselfelder sind auch beim Wechselstromzähler die Ursache der Drehbewegung.

Kräfte zwischen Primär- und Sekundärspule (Thomsonscher Ring)

In diesem Versuch wird die Kraftwirkung auf einen geschlossenen Leiter demonstriert, in dem ein Strom induziert wird. Bei Verwendung von Gleichstrom in der Primärspule, erfolgt bei Einschalten ein Kraftstoß und der Ring fliegt weg. Bei Wechselstrom schwebt der Ring über der Primärspule. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Handbuch Physik Demoversuche, Ausgabe A/B, Elektrik 01141-31 Deutsch P0506200

P1298700

Aluminiumscheibe

Kurzschlussring

Funktion und Verwendung

Zur Demonstration der Abstoßungskräfte zwischen einer von Wechselstrom durchflossenen Primärspule und dem als Sekundärkreis dienenden Ring (Thomsonscher Ringversuch). Außerdem zur Erzeugung zweier phasenverschobener Wechselfelder in welchen eine elektrisch leitende Scheibe zu rotieren beginnt. (Grundprinzip des Antriebes eines Wechselstromzählers; dort wirken ein spannungs- und ein stromstärkeproportionales Feld zusammen). Kupferring, aufsteckbar auf geschlitzten Polschuh (06493-00). Kantenlänge: 43 mm, Kupferring zum Nachweis der Lenzschen Regel

Für Modellversuche zu Wechselstromzähler und Wirbelstrombremse. Ausstattung und technische Daten Scheibendurchmesser: 120 mm.

06565-00

06564-00

Stelltrafo 25 V~/20 V- , 12 A

Dreifuß "PASS"

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung

Stufenlos stellbare Gleich- und Wechselspannungen, zusätzlich zwei Festspannnungen.

Stativfuß aus lackiertem, unmagnetischem Zinkdruckguss mit einer Spannstelle und 3 rutschfesten Nivellierfüßen.

Ausstattung und technische Daten

Ausstattung und technische Daten Für Rundstäbe bis max. 14 mm Durchmesser, Schenkellänge: 110 mm, Gewicht: ca. 1,8 kg

▪ ▪ ▪

Gleichspannung: 0...20 V /12 A Wechselspannungen: 0...25 V /12 A; 6 V und 12 V je 6 A Belastbarkeit: max. 375 VA

13531-93 02002-55

excellence in science 410

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.6 Elektromagnetismus, Induktion, Lorentzkraft

Wechselstromzähler

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Funktionsweise eines Wechselstromzählers. Ausstattung und technische Daten Technische Ausführung mit frontseitiger Klarsichthaube, Schukosteckdose für Verbraucheranschluss und mit zusätzlichen Sicherheitsbuchsen zur separaten Strom- und Spannungsmessung, inklusive Sicherheitsverbindungsstecker zur Überbrückung des Strompfades, rückseitig festmontierte Netzanschlussleitung, montiert auf rutschfestem Metalltischgestell, Strom: max. 10 A , Zählerkonstante: 600 U / kWh, Anschluss: 230 V / 50 Hz, Maße (mm): 290 x 220 x 295 06525-93

Wirbelstromdämpfung eines Pendels im Magnetfeld (Waltenhofensches Pendel)

Wird ein massiver Körper aus leitendem Material durch ein Magnetfeld bewegt, so werden Wirbelströme induziert. Nach der Lenzschen Regel wirkt dann auf den Körper eine Kraft, die der Ursache der Wirbelströme, also der Bewegung des Pendels, entgegengesetzt ist. Die Bremswirkung nimmt mit der Stärke des Magnetfeldes zu. Die Unterteilung des Körpers durch Schlitze vermindert die Ausbildung der Wirbelströme. P1298500

Waltenhofensches Pendel

Magnetnadel für Drehfeld

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Wirkungsweise eines Drehstrom-Synchronmotors. Ausstattung und technische Daten Aufsetzbar auf Nadelfuß (06316-00), Länge: 60 mm 06580-00

Ring mit Hütchen, Aluminium

Funktion und Verwendung Zur Anzeige eines magnetischen Drehfeldes. Ausstattung und technische Daten Aufsetzbar auf Nadelfuß (06316-00), Durchmesser: 50 mm 06581-00

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Pendelkörpern (06456-00) zum Aufbau eines Waltenhofenschen Pendels. Zur Untersuchung der Bremswirkung von Wirbelströmen bei der Bewegung in einem Magnetfeld und zur Demonstration des Einflusses der Form auf die Ausbildung von Wirbelströmen. Aluminiumplatten unterschiedlicher Form: Rechteck, Rechteck mit Schlitzen, Kreisscheibe, Ring und geschlitzter Ring. Aufhängung als Waltenhoensches Pendel mit Hilfe der Pendelstange (06457-00) an Bolzen mit Stift. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Maße der rechteckigen Körper (mm): 70 x 70 Durchmesser der runden Körper: 50 mm Länge der Pendelstange: 200 mm

Pendelstange 06457-00 Pendelkörper, Satz von 5 Stück 06456-00 Bolzen mit Stift 02052-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 411

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Experimentieren mit dem Elektromotor-GeneratorSet

Das Elektromotor-Generator-Set ist ein modulares Gerätesystem für Schülerversuche zur Erarbeitung der physikalischen und technischen Zusammenhänge, die Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren zugrunde liegen.

Motormodelle

Motormodell für Schülerversuche Funktion und Verwendung Schülermotor/ -generator mit sichtbaren Funktionselementen.

Elektromotor-Generator-Set, Schülerlehrsystem

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Mit Doppel-T-Anker Auflagefläche für Stabmagnete (72 x 20) mm oder U-Kerne Schnurscheibe 4-mm-Buchsen mit Möglichkeit zur Stativhalterung Belastbarkeit max. 9 V /1 A Maße (mm): 85 x 85 x 120

Motormodell für Demo-Wand Funktion und Verwendung Einfaches Modell eines Elektromotors mit Doppel-T-Anker, Statorpolschuhen und Auflagefläche für Statormagnet. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Variabler Gerätesatz zum Aufbau folgender Funktionsmodelle ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Verschiedene Gleichstrommotoren Reihen- und Nebenschlussmotor Synchronmotor Gleich- u. Wechselstromgenerator Transformator

Ausstattung und technische Daten ▪

▪

Bestehend aus Grundplatte mit Polschuhen und Handkurbel, 2 Spulen mit Eisenkernen, Stromwender, Schleiffedern, Treibriemen, Permanentmagnet, Verbindungsleitungen und Aufbewahrung Grundplatte (mm): 163 x 113

07880-00

excellence in science 412

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kleine Schnurrolle für Generatorbetrieb Abnehmbare Seitenwand zum Austausch von Rotoren Bodenplatte mit Gewindebohrung zur Befestigung auf dem dazugehörigen Wandhalter (07849-00) Dauerstromstärke: 0,6 A Kurzzeitstromstärke: 1 A maximale Betriebsspannung: 9 V Abmessungen (mm): 85 x 65 x 100 enthaltenes Zubehör: Treibriemen

Motormodell für Schülerversuche 07850-10 Motormodell für Demo-Wand 07850-20 Wandhalter für Demo-Elektromotor 07849-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Wirkungsweise eines Elektromotors (Schülerversuch)

Der Nebenschlussmotor (Lehrer-Versuch)

Mit Hilfe des Motormodells werden von den Schülern die unterschiedlichsten Motortypen aufgebaut. Legt man einen Stabmagneten auf das Modell, so erhält man einen Gleichstrommotor, dessen Drehrichtung von der Richtung des Stromflusses abhängt. Verwendet man für das Statorfeld, wie hier abgebildet, einen Elektromagneten, so ist die Drehrichtung von der Richtung des Stromes unabhängig; der Motor läuft mit Gleich- und Wechselstrom. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik mit dem Schaltkastensystem 01166-01 Deutsch P1061600

TESS advanced Physik Handbuch Elektrik mit dem Schaltkastensystem

Beschreibung

Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel (ET)

54 ausführliche Versuchsbeschreibungen zur Elektrik. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Themenfelder Der elektrische Stromkreis, Spannung, Stromstärke und Widerstand, Elektrische Leistung und Arbeit, Elektromagnetismus, Induktion, Wechselstrom, Transformator, Elektrochemie Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, 206 Seiten 01166-01 Beschreibung 96 Versuchsbeschreibungen mit magnetisch haftenden Bausteinen für die Hafttafel. Themenfelder Stromkreis, Elektrischer Widerstand, Leistung und Arbeit, Kondensator, Diode und Transistor, Energieumwandlung, Elektrochemie, Elektromagnetismus, Elektromotor, Induktion, Transformator, Selbstinduktion, Sicherer Umgang mit elektrischer Energie, Sensoren, Operationsverstärker Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 202 Seiten 01005-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 413

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Motormodell mit LED zur Anzeige der Richtung des Magnetfeldes

Motoraufsatz

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Einfaches Motormodell mit Doppel-T-Anker als Rotor. Das Magnetfeld des Ankers wird durch farbige Leuchtdioden angezeigt. Beim Umschalten des Magnetfeldes durch den Kollektor erfolgt eine entsprechende farbige Anzeige durch die Leuchtdiode (grün = Südpol, rot = Nordpol). Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Schülermotor / -generator mit sichtbaren Funktionselementen mit Doppel-T-Anker Auflagefläche für Stabmagnete (72 x 20) mm oder U-Kerne mit Möglichkeit zur Stativhalterung Schnurscheibe und 4-mm-Buchsen Belastbarkeit: max. 9 V / 1 A Maße (mm): 85 x 85 x 100

Zur Aufnahme von T- und Trommelankern und verschiedenen Rotorspulen, mit Kohleschleifbürsten, 4-mm-Anschlussklemmen und Fixierstiften zum Aufstecken auf U-Magnet oder U-Kern. 06550-00

Ankerspulen

Das Motormodell für die Demo-Wand bietet die Möglichkeit der Halterung an der Demo-Wand. Motormodell für Schülerversuche, mit LED zur Anzeige der Richtung des Magnetfeldes 07850-30 Motormodell für Demo-Wand, mit LED zur Anzeige der Richtung des Magnetfeldes 07850-40 Wandhalter für Demo-Elektromotor 07849-00

Demonstrations-Motor-Generator-System

Funktion und Verwendung Zur Demonstration der Funktionsweise von Elektromotoren und Generatoren, mit Eisenkern, Schleifringen und 2-teiligem Kollektor, passend zum Motoraufsatz. Doppel-T-Anker 06554-00 Trommelanker 06555-00

Rotorspulen

Funktion und Verwendung Gerätesystem zum Aufbau verschiedener Motor- und Generatortypen zur Erarbeitung ihrer physikalischen Grundlagen und der technischen Das System überzeugt durch seine Anwendungen im Demonstrationsexperiment: · Stabiler Aufbau · Einfache Handhabung · Umfangreiches Zubehör

excellence in science 414

Mit Schleifringen und 2-teiligem Kollektor, passend zum Motoraufsatz. Rotorspule, 1 Windung 06551-00 Rotorspule, 10 Windungen 06552-00 Rotorspule, 100 Windungen 06553-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Kurbel und Schnurscheibe

Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie

Funktion und Verwendung Kurbel für Anker und Rotorspulen zum Motoraufsatz. Schnurscheibe aufzuschrauben auf die Achsen des Trommel- bzw. Doppeltrommel-T-Ankers und der Rotorspulen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Material: Metall, schwarz beschichtet Formschluss durch Nut

Kurbel 06559-00 Schnurscheibe 06558-00

Der Hauptschluss-Motor (mit Demo-MotorGenerator-System)

Ein Motor, der eine Last hebt, also elektrische in mechanische Energie umwandelt, ist aus dem Alltag bekannt. Das Besondere an diesem Aufbau ist, dass er direkt dazu benutzt werden kann, durch das "herunterfallende" Gewichtstück wieder elektrische Energie zu erzeugen, die eine kleine Lampe zum Leuchten bringt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Steckplatte 01169-01 Deutsch P1353700

Motor mit Getriebe, 12 V-

Funkentstörter Gleichstrommotor auf Träger mit Haltestiel. Mit festem 5:1-Getriebe, Seiltrommel, Exzenter und Schnurscheibe, Betriebsspannung: 2... 12 V DC, Drehzahl: max. 1800 U / min, Dauerstrom: max. 3 A, Dauerleistung: max. 18 W, Maße (mm): 150 x 130 x 55 Ein Elektromotor kann auch mit einem Elektromagneten als Feldmagnet betrieben werden. Werden Ankerspulen und Feldspulen in Reihe geschaltet, dann handelt es sich um einen Hauptschlussmotor. Die Eigenschaften dieses Motors werden untersucht indem der Drehsinn beobachtet und die Stromstärke gemessen wird. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

11610-00

Gewicht mit Bohrung

Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik, Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik 01500-01 Deutsch P1433402

Hubgewicht für Schülermotor (11610-00) zur Umwandlung von Energieformen. Metallquader mit Führungsbohrung, Haken und Aufprallschutz, Masse: ca. 800 g, Maße (mm): 45 x 45 x 57, Durchmesser der Bohrung: 12 mm 02245-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 415

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Magnethalter mit Schutzkorb

Cobra4 Wireless-Link

Funktion und Verwendung Magnethalter mit Schutzkorb, zur Befestigung eines Stabmagneten (07823-00) am Vorsatz des Motors (11610-00), z. B. zum Aufbau eines Wechselstromgeneratormodells. Magnet, stabförmig Mit 6-mm-Zentralbohrung und farbiger Polkennzeichnung, Maße: (72 x 20)mm, Material: AlNiCo Magnethalter mit Schutzkorb 11612-00 Magnet, l = 72 mm, stabförmig, Pole farbig 07823-00

Fahrradlichtmaschine, 6 V, 3 W

Funktion und Verwendung Interface-Modul zur funkbasierten Übertragung von Sensor-Messwerten an den PC, in Verbindung mit dem Cobra4 Wireless-Manager. Cobra4 Wireless-Link 12601-00 Cobra4 Wireless Manager 12600-00 Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz 14550-61

Cobra4 Sensor-Unit Electricity, Strom/Spannung ± 6 A, ± 30 V

Zur Demonstration der Funktionsweise einer Fahrradlichtmaschine. Komplett mit Halterung. Funktion und Verwendung 06961-00

Erzeugung einer Wechselspannung, Gleichrichtung und Glättung

Die Cobra4 Sensor-Unit Strom / Spannung, ± 30 V, ± 6 A ist ein abgesicherter Mess-Sensor, der je nach Anwendungsart an den Cobra4 Wireless-Link, den Cobra4 Mobile-Link oder den Cobra4 USB-Link durch einen sicheren und zuverlässigen Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden kann. 12644-00

TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene

Prinzip Im (Wechsel-)Feld eines sich periodisch bewegenden Magneten wird in einer Spule eine Wechselspannung induziert. Die Eigenschaft einer Diode, elektrischen Strom nur in eine Richtung durchzulassen wird zur Gleichrichtung der induzierten Wechselspannung benutzt. Ein parallel zum Verbraucher (Widerstand) geschalteter Kondensator, führt zu einer Glättung der gleichgerichteten Wechselspannung. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene 01330-01 Deutsch P1331360

excellence in science 416

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Elektrische Energie aus Windenergie

Modellversuch zum Erzeugen elektrischer Energie mit Hilfe eines Windrades, aufgebaut mit Geräten des Schüler-Sets erneuerbare Energie EN1. An den Windgenerator wird eine Glühlampe angeschlossen und die Helligkeit der Lampe von verschiedenen "Windstärken" wird beobachtet. Es können andere Verbraucher angeschlossen bzw. die Energie in unterschiedlichen Formen gespeichert werden.

Gebläse, 12 V

Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms mit unterschiedlicher Stärke. Es eignet sich sowohl für Schüler- als auch für Demonstrations-Experimente zur Windenergie. 05750-00

Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter

P9515100

TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1 Generator mit Gewindeachse und Rändelmutter zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie. Durch Befestigen von Rotoren auf der Achse wird ein Windradmodell aufgebaut, mit dem qualitative und quantitative Schüler- und Demonstrationsexperimente durchgeführt werden können. 05751-01

Motor 5 V, SB Funktion und Verwendung Grundgeräteset zur Durchführung von 31 Schülerversuchen zu den Themen: Energieumwandlung, Energiespeicherung, Solarenergie (Thermik und Fotovoltaik), Windenergie, Wasserkraft, Erdwärme/Umgebungswärme, alltagsrelevante Themen wie Treibhauseffekt und Wärmedämmung. Vorteile Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente; Stabile Aufbewahrung mit schneller Kontrolle auf Vollständigkeit; Softwarebasierte Experimentierliteratur (interTESS) für Schüler und Lehrer für minimale Vorbereitungszeit; Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt; Behandlung von wichtigen und interdisziplinären Schlüsseltechnologien. Zusammen mit Set 2 können mindestens 20 weitere Versuche zum Thema durchgeführt werden. Ausstattung und technische Daten

Rotor, 2 Stück

Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten; Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz Zubehör interTESS Software, DVD 01000-00 (für 13287-88); Netzgerät 0...12 V, 6 V~, 12 V~ ; 2 Vielfachmessinstrumente; als Sonnen-Ersatz: Lichtquelle, z. B. 120 W; Ergänzungsset EN2 (13288-88). TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1 13287-88 TESS Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD 13287-77

Linksdrehende Rotoren mit 3 Blättern und 3-mm-Bohrung in der Mitte. Diese werden zusammen mit dem Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter (05751-01) verwendet, um Schüler- oder Demonstrationsexperimente zum Thema Windenergie durchzuführen. 05752-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 417

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.7 Elektromotor-Generator-Lehrsysteme

Der Permanentmagnet-Gleichstrommotor

Cobra4 Wireless-Link

Prinzip Elektromotoren für nicht allzu große Leistungen und einfache Dynamos beruhen häufig auf dem Prinzip, dass ein Elektromagnet im Feld eines (oder mehrerer) Permanentmagneten rotiert. Aufgabe Untersuche das Verhalten des Motormodells, auf welches ein Permanentmagnet aufgelegt wird Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene 01330-01 Deutsch TESS advanced Physik Handbuch Cobra4 Mechanik, Wärme, Elektrik / Elektronik 01332-01 Deutsch

Cobra4 Sensor-Unit Electricity, Strom/Spannung ± 6 A, ± 30 V

P1376260

TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie, Alltagsphänomene Funktion und Verwendung Die Cobra4 Sensor-Unit Strom / Spannung, ± 30 V, ± 6 A ist ein abgesicherter Mess-Sensor, der je nach Anwendungsart an den Cobra4 Wireless-Link, den Cobra4 Mobile-Link oder den Cobra4 USB-Link durch einen sicheren und zuverlässigen Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden kann. 12644-00

Netzgerät 0...12 V DC/ 6 V, 12 V AC

Beschreibung Eindrucksvolle Versuchsbeschreibungen aus den Bereichen Physik, Chemie und Biologie, die insbesondere auf die Vorteile der drahtlosen Übertragung von Messwerten mit dem Cobra4-System eingehen. Mehr als 120 Demo- und Schülerversuche sind ausführlich beschrieben. Fächerübergreifende Versuche zum Thema "Alltagsphänomene" sind ebenso enthalten. Themenfelder Physik: Mechanik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Chemie: Chemisches Gleichgewicht, Elektrochemie, Biologie: Ökologie, Physiologie, Biochemie und Pflanzenphysiologie, Alltagsphänomene: Haushalt, Freiland, Hobby, Technik, Verkehr

Funktion und Verwendung

Ausstattung

Ausstattung und technische Daten

DIN A4, Ringordner, farbig, 350 Seiten

Geregelte Konstantstromquelle mit stellbarer Strombegrenzung: 0...12 V; 0...2 A /max. 24 W, Wechselspannung: 6 V/12 V auch in Serienschaltung möglich, Wechselstrom: 5 A /max. 60 VA

01330-01

Für gleichzeitige Versorgung mit Gleich- und Wechselspannung.

13505-93

excellence in science 418

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.8 Gefahren durch den elektrischen Strom

Gefahr durch elektrischen Strom, Demonstrations-Gerät

Funktion und technische Daten Kompakttischgerät zur experimentellen Demonstration von Gefahrquellen und Schutzmaßnahmen nach VDE 0100 beim Umgang mit elektrischen Einrichtungen. Durch den Betrieb mit VDE-Schutzkleinspannung kann ohne Vorkenntnisse experimentiert werden. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Thematische Anordnung der Funktionselemente und normgerechte Leitungskennzeichnung Nennspannung 8 V~ Überlastbarkeit dauerkurzschlussfest Elektroden-Nennstrom: 0,25 mA Fehler-Nennstrom: 30 mA Trenntrafo Übersetzung 1 :1 Schutzklasse II nach VDE 0551 Isolationswiderstand: > 107 Ω Betriebsspannung: 230 V~ ± 10 % Leistungsaufnahme: ca. 12 VA Maße (mm): 1300 x 940 x130 Standfläche (mm): 700 x 640 Gewicht: ca. 8 kg Inklusive Zubehör und Experimentieranleitung.

17599-93

Gefahr durch elektrischen Strom, Schüler-Lerngerät

Funktion und Verwendung Für Schülerarbeitsgruppen zur Durchführung aller Themen, die auch mit dem Demonstrationsgerät 17599-93 behandelt werden können (Ausnahme Potentialausgleich mit„Wasserleitungsmodell“). Allseitig geschlossenes Isolier-Kunststoffgehäuse mit Stellbügel. Sämtliche Bedienelemente und Anschlüsse auf der Frontplatte. Funktionselemente mit Schaltzeichenaufdruck und interne Verbindungen durch normgerechte Stromwegmarkierungen dargestellt. Zusatzkomponenten sind nicht erforderlich. Mit Ausnahme der Potentialausgleichsleitung „Wasserverbrauchsleitung“ enthält das Lerngerät wie das Demonstrationsgerät 17599-93 die Funktions- und Bedienelemente

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Netzschalter Messinstrument Schutzsicherung Leuchte mit Buchsen Trenntransformator Fehlerstrom (FI)-Schutzschalter Symbolplatten Steckdose Modellmensch Handelektrode mit DIN/Stecker zum Anschluss an Lerngerät/Kompaktgerät

Ausstattung und technische Daten ▪ Betrieb mit VDE-Schutzkleinspannung ▪ Allseitig geschlossenes Kunststoffgehäuse mit Stellbügel ▪ Funktionselemente thematisch angeordnet ▪ Nennspannung 8 V~ ▪ Überlastbarkeit dauerkurzschlussfest ▪ Elektroden-Nennstrom: 0,25 mA ▪ Fehler-Nennstrom: 30 mA ▪ Trenntrafo Übersetzung 1:1 ▪ Schutzklasse II nach VDE 0551 ▪ Schutzart IP 44 nach DIN40050 ▪ Isolationswiderstand: > 107 Ω ▪ Gebrauchslage liegend, geneigt ca. 60 ° oder stehend in Plattengestellt ▪ Betriebsspannung: 230 V~ ± 10 % ▪ Leistungsaufnahme: ca. 12 VA ▪ Maße (mm): 420 x 297 x 110 ▪ Gewicht: ca. 4 kg ▪ Inklusive Zubehör und Experimentieranleitung 17555-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 419

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.9 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Beugung von Mikrowellen

Mikrowellen-Sender mit Klystron

Funktion und Verwendung Reflexklystron hoher und konstanter Sendeleistung, montiert auf Hohlleiter mit Metalltrichter auf Haltestiel. ▪ ▪ ▪ ▪

Prinzip Mikrowellen treffen auf einen Schlitz und den Rand des Metallschirmes. Das Beugungsmuster wird auf der Grundlage der Beugung an diesen Hindernissen bestimmt. Aufgaben

Reflektorspannung variierbar für Amplitudenmodulation Frequenz: 9,45 GHz Sendeleistung: 25 mW Stiellänge: 160 mm

Mikrowellen-Sender mit Klystron 11740-01 Klystron (Erstatz) 06864-00

Bestimmung der Beugungsmuster der Mikrowellen-Intensität: 1. 2. 3.

hinter dem Rand des Metallschirmes, nach dem Durchgang durch einen Schlitz zwischen 2 Metallschirmen, hinter einem Spalt von variabler Breite.

Mikrowellen-Empfangsdipol

Lernziele Fresnel-Zonen, Huygen´s Prinzip, Fraunhofer-Beugung, Beugung am Spalt Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Funktion und Verwendung Zur annähernd punktförmigen Abtastung eines Mikrowellenfeldes.

P2450500

Mikrowellennetzgerät

▪ ▪ ▪

Silizium-Diode in Halter mit BNC-Anschlussbuchse auf Stiel Stiellänge: 80 mm Stieldurchmesser: 10 mm

Mikrowellen-Empfangsdipol 11740-03 Mikrowellendiode 1 N 23 C (Ersatzdiode) 06862-01

Mikrowellen-Richtempfänger

Funktion und Verwendung Zum Betrieb des Mikrowellensenders (11740-01). Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Arbeitsfrequenz: 9,45 GHz Modulations-Frequenz intern (Sinus oder Rechteck): 50 Hz Modulations-Frequenz extern 50 Hz...10 kHz Modulationsspannung: 5 V Anschlussspannung 230 V Stahlblechgehäuse mit Traggriff Maße (mm): 225 x 232 x 113

Funktion und Verwendung Zum Nachweis modulierter oder unmodulierter Signale. ▪ ▪ ▪ ▪

Trichterförmiger Hohlleiter mit Silizium-Empfangsdiode und BNCAnschlussbuchse zwei um 90° versetzte Gewindebohrungen für Haltestiel Stiellänge: 160 mm Stieldurchmesser: 10 mm

11740-93 11740-02

excellence in science 420

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.9 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Reflexionsgesetz

Modellkörper zur Brechung von Mikrowellen

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung der Brechung von Mikrowellen und gleichzeitig für entsprechende Parallelversuche mit Licht verwendbar. Transparente Probekörper mit polierten Oberflächen. Bei der Reflexion einer auf eine Metallfläche treffenden HF-Welle gilt das Reflexionsgesetz. Der Mikrowellensender liefert ein eng begrenztes Bündel elektromagnetischer Wellen; dank der ausgeprägten Richtcharakteristik des Mikrowellen-Richtempfängers kann man zeigen, dass Einfalls- und Ausfallswinkel gleich groß sind. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Mikrowellen (MWT) 16051-61 Deutsch P0815700

Quader, Kunstharz; Abmessungen: 175 x 107 x 295 mm; Masse: 6170 g 06870-00 Sammellinse, Kunstharz; Krümmungsradius: 150 mm; h = 250 mm; Breite: 180 mm 06872-00 Prisma, Kunstharz; h = 200 mm; Kantenlänge: 150 mm 06873-00

Polarisationsgitter

Demo advanced Physik Handbuch Mikrowellen (MWT)

Funktion und Verwendung Zum Nachweis der Polarisation von Mikrowellen. Ausstattung und technische Daten 49 Metallstäbe in Holzrahmen, Rahmenmaße (mm): 300 x 300 06866-00 Beschreibung 17 Versuchsbeschreibungen mit Mikrowellen und 1 Anleitung zur Mathematik der Wellengleichung

Analog-Demomultimeter ADM 2

Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪

Erzeugung und Nachweis von Mikrowellen (4 Versuche) Ausbreitung und Reflexion von Mikrowellen (8 Versuche) Die linear polarisierte Mikrowelle - Versuche mit einem Metallgitter (5 Versuche) Mathematischer Anhang (1 Anleitung)

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, s/w, 66 Seiten

16051-61 Funktion und Verwendung Netzfreies, elektronisches Analogmessinstrument mit Messverstärker und mit 8 wählbaren Skalen für 66 Messbereiche für Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen. 13820-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 421

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.9 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Strahlungsfeld eines Hornstrahlers / Mikrowellen

Gekoppelte Schwingkreise

Prinzip Die Durchlasskurven von einfachen und induktiv gekoppelten, identischen elektrischen HF-Schwingkreisen (Bandfiltern) werden untersucht. Sie können durch Verwendung eines frequenzmodulierbaren Funktionsgenerators direkt auf dem Oszilloskop dargestellt und ausgewertet werden. Resonanzfrequenz, Bandbreite, QFaktor und andere Größen können bestimmt werden.

Prinzip Die gerichtete Charakteristik einer Hornantenne wird in 2 senkrecht aufeinander stehenden Ebenen mit Hilfe eines Empfangsdipols aufgezeichnet. Das Abstandsgestz einer Antenne wird verifiziert.

Aufgaben 1.

Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors und der Güte Q von der Bandbreite der Stromkreise. 2. Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors und des Q-Faktor der Stromkreise aus der Resonanzfrequenz; die Kapazität Ctot. und die parallele Leitfähigkeit Gp werden mit der PauliMethode bestimmt. 3. Bestimmung der Kopplung k und der Bandbreite Δ f eines Band-Pass-Filters in Abhängigkeit des Spulenabstandes s.

Lernziele Horn Antene, Gerichtete charakteristische Muster, Abstandsgesetz, Phasenzentrum Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Lernziele Resonanz, Q-Faktor, Verlustfaktor, Bandbreite, Kritische oder optimale Kopplung, Wellenwiderstand, Pauli-Methode, Parallel Leitwert, Band-Pass-Filter, Zeitablenkung

P2450800

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2450200

Spulen für HF

excellence in science 422

Funktion und Verwendung Zur Verwendung in Hochfrequenz-Schwingkreisen im MW- und LW-Bereich. ▪ ▪ ▪

Flachspule mit Windungen aus Kupferdraht in Kunststoffgehäuse mit 4-mm-Steckern unterschiedliche Induktivitäten

Spule für HF, 35 Windungen, Induktivität: ca. 75 µH. 06915-00 Spule für HF, 50 Windungen, Induktivität: ca. 150 µH. 06916-00 Spule für HF, 75 Windungen, Induktivität: ca. 350 µH. 06917-00

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.10 Foto- und Thermoelektrizität

Kennlinien einer Solarzelle

Solarzellen 5 x 10 cm

Funktion und Verwendung Zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie. Zur Untersuchung der Eigenschaften einer einzelnen Solarzelle. Ausstattung und technische Daten Prinzip Die Strom-Spannungs-Charakteristik einer Solarzelle wird in verschiedenen Lichtintensitäten gemessen, wobei der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Solarzelle variiert wird. Die Abhängigkeit der Leerlaufspannung und des Kurzschlussstromes von der Temperatur wird bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3. 4. 5.

Bestimmung der Lichtintensität mit der Thermosäule in verschiedenen Entfernungen zur Lichtquelle. Messung des Kurzschlussstroms und Leerlaufspannung in verschiedenen Entfernungen zur Lichtquelle. Bestimmung der Abhängigkeit der Leerlaufspannung und des Kurzschlussstrom von der Temperatur. Aufzeichnung der Strom-Spannungs-Kennlinie bei verschiedenen Lichtintensitäten. Aufzeichnung der Strom-Spannungs-Kennlinie unter verschiedenen Betriebsbedingungen: Kühlung der Geräte mit einem Gebläse, keine Kühlung, Abschwächung des Lichts mit einer Glasplatte. Bestimmung der Kennlinie bei Beleuchtung der Solarzelle mit Sonnenlicht.

Lernziele

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Polykristalline Siliziumzelle Auf Kunststoffplatte mit Haltestiel Durchsichtige Schutzscheibe Gekennzeichnete 4-mm Anschlussbuchsen Hitzebeständig bis 100°C Größe der Kunststoffplatte (mm): 110 x 115 Leerlaufspannung U0: 0,6 V je Zelle Kurzschlussstrom Ik: ≤1,32 A Wirkungsgrad: ca. 9 % Temperaturkoeffizient von U0: -2,1 mV / K Temperaturkoeffizient von Ik: +0,01% / K Wellenlänge der max. Empfindlichkeit: 0,48...1,0 µm Leistungsschwächung durch die Scheibe: 11 %

Solarzelle, 5 x 10 cm 06752-05 Solarbatterie, 4-Zellen, 2,5 x 2,5 cm 06752-04 Solarbatterie, 8 Zellen, schaltbar 06752-03

Solarzelle, 21 mm x 62 mm, mit Steckern, Halter

Halbleiter, P-n-Übergang, Energie-Band-Diagramm, Fermi-Energie, Diffusionspotenzial, Innenwiderstand, Effizienz, Fotoleitender Effekt, Akzeptor, Donatoren, Valenzband, Leitungsband Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2410901 Funktion und Verwendung Polykristalline Silizium-Zelle zur Umwandlung von Licht- in elektrische Energie. Ausstattung und technische Daten Mit Oberflächenschutz, auf Metallträger, mit fester Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern, Maße (mm): 21 x 62. Zubehör Halter für Solarzelle 21 mm x 62 mm ( 06752-14) Solarzelle, 21 mm x 62 mm, mit Steckern 06752-13 Halter für Solarzelle 21 mm x 62 mm 06752-14

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 423

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.10 Foto- und Thermoelektrizität

Solarbatterie aus 4 Zellen mit Steckern

▪

Wirksame Fläche: 25 mm2

Fotoelement, Silizium 07937-00 Spaltblende für Fotoelement 07937-01 Funktion und Verwendung Solarbatterie aus 4 in Reihe geschalteten Solarzellen zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und zur Versorgung von Geräten mit einer Gleichspannung von ca. 2 V. Diese Solarbatterie ist besonders für Schülerexperimente zum Thema erneuerbare Energie geeignet.

Fotodiode, Gehäuse G1

Vorteile Vielfältige Experimente zum Thema erneuerbare Energie, einfache Verbindung zu anderen Geräten durch 4-mm-Stecker und langes Kabel, Grundplatte aus Metall sorgt bei Lichteinstrahlung für Ableitung der Wärme (niedrige Temperatur) und dadurch für hohe Effizienz der Solarzellen, Schutz der Solarzellen durch Kunststoff-Beschichtung. Ausstattung und technische Daten 4 polykristalline Siliziumzellen in Reihenschaltung, mit Kunststoff beschichtete Metallplatte, Größe der Einzelzellen: 50 mm x 50 mm, 30-cm-Anschlusskabel mit 4-mm-Steckern, Spannung: ca. 2 V-, Stromstärke: max. 700 mA, Fläche: 130 mm x 115 mm

Funktion und Verwendung Si-PIN-Diode Ausstattung und technische Daten Kunststoffgehäuse (37 x 18 x 32 mm) mit 4-mm-Steckern in 19-mmAbstand, Leerlaufspannung 380 mV bei 1 klx, Kurzschlussstrom 0,035 mA bei 1 klx

06752-20

Fotoelement-Silizium für Grundplatte

39119-01

Diode -Ge- AA 118, Gehäuse G1 aus Kunststoff

Funktion und Verwendung Besonders gut geeignet für Experimente mit Laserlicht und zum Nachweis des Infrarotanteils im Glühlichtspektrum. Silicium-Fotoelemente in robusten, zylindrischem Aluminiumgehäuse (d = 20 mm); Oberfläche schwarz eloxiert; feste Anschlussleitung (l = 1,5 m) mit zwei 4-mm-Steckern. Bohrung zum Einspannen der beiden mitgelieferten Rundstiele. Eine vorsteckbare Schlitzblende ermöglicht das Abtasten von Spektren und Interferenzmustern. Zur Bestimmung von Lichintensitäten. Ausstattung und technische Daten Mit wechselbaren Rundstielen Ø = 10 mm und l = 110 mm bzw. l = 250 mm, inklusive Spaltblende d = 0,3 mm, Öffnungswinkel π: ± 60°, Wellenlängenbereich λ: 420...1060 nm, Wellenlänge höchster Empfindlichkeit ca. 850 nm, Fotoempfindlichkeit S: ca. 250 nA / lx, Maximale Stromstärke bei 1000 lx ca. 250 mA, Maximale Spannung bei 1000 lx U ca. 450 mV, Aktive Sensorfläche: A: 25 mm²

Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Sperrspannung: 90 V, Durchlassgleichstrom: 50 mA, Sperrstrom (75°C): 7 µA, Spannung: 10 V 39106-01

Diode -Si- 1 N 4148, Gehäuse G1 aus Kunststoff

08734-00

Fotoelement, Silizium Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Sperrspannung: 75 V, Durchlassgleichstrom: 200 mA, Sperrstrom (75°C): 25 µA, Spannung: 20 V 39106-03 Ausstattung und technische Daten ▪ Empfindlichkeit (800 nm): 125 nA / lx

excellence in science 424

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.10 Foto- und Thermoelektrizität

Z-Diode ZF 4,7, aus Si, Gehäuse G1 aus Kunststoff

Transistor BC 337, Basis links, G3, Kunststoffgehäuse

Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Strom im Durchbruchsgebiet: 65 mA, Verlustleistung: 400 mW, Dynamischer Widerstand im Durchbruchsgebiet: 40 Ohm

Funktion und Verwendung Si-PNP-Transistor, mit Schaltzeichen und drei 4-mm-Steckern. Ausstattung und technische Daten

39132-01

Leuchtdiode, rot, Gehäuse G1 aus Kunststoff

Abmessungen (mm): 50 x 50, Leistung: 500 mW, UCED: +45 V, IB: 100 mA. Transistor BC 337, Basis links, G3 39127-20 Transistor BC 327, Basis links, G3 39127-21

Fotoverstärker in Steckerkästchen

Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Durchlassspannung: 2 V, Sperrspannung: 5 V, Durchlassstrom: 10 mA 39154-50 Funktion und Verwendung

Leuchtdiode mit Vorwiderstand, rot, G1

Mit nachgeschaltetem Transistor zur Schaltung von elektronischen Zählern. Ausstattung und technische Daten In Kunststoffgehäuse (37 x 18 x 32) mm, mit 4-mm-Steckern in 19 mm-Abstand, Betriebsspannung 4...25 V, Schaltstrom 100 mA, Hellwiderstand 100 kOhm, Dunkelwiderstand 10 MOhm 11201-04

Funktion und Verwendung Rote LED als Signalanzeiger verwendbar im Kunststoffgehäuse. Ausstattung und technische Daten Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Betriebsspannung: 5...15 V, Stromaufnahme: 30 mA, Sperrspannung: 50 V, Dunkelsperrstrom: 5 nA 39155-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 425

2.4 Elektrizitätslehre 2.4.10 Foto- und Thermoelektrizität

Peltier-Wärmepumpe

Durchflusswärmetauscher

Funktion und Verwendung Zum Erzeugen einer konstanten Temperatur mit Hilfe von fließendem Wasser. Wird anstelle eines Wasserbehälters am Generatorblock des Thermogenerators (04366-00) befestigt.

Prinzip Die (Kühlleistung) Heizleistung und der Wirkungsgrad einer PeltierWärmepumpe werden unter verschiedenen Betriebsbedingungen ermittelt. Aufgaben 1.

Zur Bestimmung der Kälteleistung Pc der Pumpe in Abhängigkeit von der Stromstärke und Berechnung des Wirkungsgrades ηc bei maximaler Leistung. 2. Bestimmung der Heizleistung Pw der Pumpe und deren Wirkungsgrad ηc bei konstantem Strom und konstanter Temperatur auf der kalten Seite. 3. Bestimmung von Pw, ηw und Pc, ηc aus der Beziehung zwischen Temperatur und Zeit auf der warmen und kalten Seite. 4. Untersuchung des Temperaturverhaltens, wenn die Pumpe zur Kühlung der luftgekühlten heißen Seite eingesetzt wird.

Vorteile Der Thermogenerator kann mit Hilfe des Durchflusswärmetauschers als Peltier-Wärmepumpe genutzt werden, da dieser in der Lage ist, tiefe Temperaturen (ca. -15°C) zu erzeugen. Ausstattung und technische Daten Kammer aus vernickeltem Messing mit Schlaucholiven. Maße (mm): 28 x 70 x 94 04366-01

Thermogenerator für Schülerversuche

Lernziele Peltier-Effekt, Wärmerohr, Thermoelektrische e. m. f., Peltier-Koeffizient, Kälteleistung, Heizleistung, Effizienz Bewertung, Thomson-Koeffizient, Seebeck-Koeffizienten, Thomson Gleichungen, Wärmeleitung, Konvektion, Erzwungene Kühlung, Joule-Effekt Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2410800

Thermoelektrischer Generator und Peltier-Wärmepumpe zur Durchführung von Schülerversuchen zur Energieumwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und zum Einsatz der Wärmepumpe zur Ausnutzung von Erdwärme und Umgebungswärme. Das Peltier-Element ist zwischen zwei Aluminiumplatten montiert, ein großer Aluminiumblock dient als zusätzlicher Wärmespeicher.

Thermogenerator, mit 2 Wasserbehältern

Funktion und Verwendung Zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und zum Betrieb als Wärmepumpe, sowie zur Demonstration des Seebeck- und Peltiereffektes. Peltierelemente zwischen großen vernickelten Kupferblöcken (Wärmespeicher mit guter Wärmeleitung) mit Temperaturmessstellen, zusätzlich Wasserbehälter (Wärmespeicher) an die Kupferblöcke anschraubbar, einfache elektrische Verbindung durch 4-mm-Buchsen Ausstattung und technische Daten 2 offene, anschraubbare Wasserbehälter, 2 Gummidichtungen, 2 Spannbacken, 4 Rändelschrauben, Anzahl der Thermoelemente: 142, Dauerbetriebstemperatur: 100 °C, Innenwiderstand: 2,8 Ohm, Betrieb als Thermogenerator: Ausgangsspannung bei ΔT = 40 K ca. 2V, Betrieb als Peltier-Wärmepumpe: Stromstärke max. 6 A, Abmessungen: Generatorblock (mm): 24 x 80 x 126; Wasserbehälter (mm): 28 x 70 x 94, Masse: 2,9 kg 04366-00

excellence in science 426

Funktion und Verwendung

Vorteile Direkter Schutz des Thermoelementes vor Überhitzung durch fest montierte Aluminiumplatten, elektrische Anschluss-Kabel mit 4-mmSteckern, zusätzlicher Aluminiumblock zur Speicherung von Wärmeenergie, Aluminiumblock mit Stiel zur Halterung in Stativmaterial, Thermogenerator einfach kombinierbar mit anderen Geräten zum Thema erneuerbare Energie. Ausstattung und technische Daten Peltier-Element: Stromstärke 1 A, Spannung ca. 2 V, T_max = 125°C, Thermogenerator: Spannung >200 mV bei ΔT = 20°C, Leistung >20 mW (1 Ohm), >10 mW (5 Ohm), Kabellänge: 20 cm, 4-mm-Stecker, Thermogenerator (Peltier-Element) zwischen Aluminium-Platten (L x B x H): 60 mm x 40 mm x 8 mm, Klammer zum Fixieren des Thermogenerators auf dem Aluminiumblock, Aluminiumblock mit Stiel (l = 55 mm) und Bohrung für Thermometer (L x B x H): 49 mm x 40 mm x 20 mm 05770-00

2 Physik 2.5 Optik

Optik 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6

Geometrische Optik Lichtgeschwindigkeit Farbenlehre Wellenoptik Weiterf眉hrende Optik und Lasersysteme Optische Komponenten

428 435 437 439 447 458

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG 路 www.phywe.com 427

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

Schülersystem TESS Optik

Im Bereich Optik sind insgesamt 70 Schülerversuche beschrieben zu den Themen: • • • • • • • •

Lichtausbreitung (11 Versuche) Spiegel (11 Versuche) Brechung (10 Versuche) Linsen (14 Versuche) Farben (6 Versuche) Das Auge (5 Versuche) Optische Geräte (9 Versuche) Wellenoptik (4 Versuche)

TESS Physik Set Optik OE1 13276-88 TESS Physik Set Optik OE1, mit interTESS-DVD 13276-78 TESS Physik Set Optik OE1 var., mit Adapter für 2-mm-Stecker 13276-77 TESS Physik Set Optik Farbmischung 13250-77 TESS Physik Set Optik OE2 13277-88

Im Bereich Wellenoptik sind insgesamt 29 Versuche beschrieben zu den Themen: • • • • • •

Interferenz (4 Versuche) Beugung an 1-dimensionalen Objekten (8 Versuche) Beugung an 2-dimensionalen Objekten (3 Versuche) Auflösungsvermögen (3 Versuche) Polarisation - qualitative Experimente (6 Versuche) Polarisation - quantitative Experimente (5 Versuche)

TESS Physik Optik Sets

Das Handbuch TESS Physik Optik enthält die Beschreibungen der Experimente zu Set OE1, OE2 und Farbmischung. Alle Versuchsbeschreibungen sind auch in interTESS verfügbar. TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 interTESS Software, DVD 01000-00

TESS Optik OE1

Das Set Optik OE1 enthält folgende Komponenten (System Optik mit der Leuchtbox):

Das Gerätesystem für Optik besteht aus aufeinander aufbauenden Gerätesätzen und einer Ergänzung „Farbmischung“. Die Geräte des Sets Farbmischung haben Platz in einem Schaumstoffeinsatz in der Aufbewahrungsbox TESS Optik OE 1. Mit OE1, OE2 und Farbmischung können 70 Experimente zur Optik durchgeführt werden. TESS-Optik OE1 (13276-88) enthält standardmäßig die Leuchtbox 12V/ 20W (09801-00) mit 4-mm-Stecker. Empfohlenes Netzgerät: 0…12 V-, 6 V~, 12 V~ (13505-93) Alternativ zu TESS-Optik OE1: TESS-Optik OE1 var. Diese Variante enthält die Leuchtbox 12V / 20W mit 2,1-mm-Kleinspannungsbuchse (09801-01). Empfohlenes Netzgerät: Steckernetzteil 12 V-, 2 A (12151-99).

excellence in science 428

Leuchtbox, Halogen 12 V/20 W 09801-00 Modellkörper, halbkreisförmig, r = 30 mm 09810-01 Modellkörper, trapezförmig, 60°-Winkel 09810-02 Modellkörper, rechtwinklig 09810-03 Modellkörper, plankonvex, f = +100 mm 09810-04 Modellkörper, plankonkav, f = -100 mm 09810-05 Küvette, Doppelhalbkreis, r = 30 mm 09810-06 Planspiegel auf Träger, 50 mm x 20 mm 08318-00 Metallspiegel konkav-konvex, verchromt 09812-00 Optische Scheibe 09811-00

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

Leuchtbox, Halogen 12 V/20 W

Leuchtbox-Zubehör

Funktion und Verwendung Schülertischleuchte auf dem Tisch einsetzbar zur Erzeugung paralleler und divergenter Lichtstrahlen. Vorteile Nachrüstbar mit Zubehör für Farbmischungsexperimente, mit "Boden mit Stiel für Leuchtbox" auf der optischen Bank einsetzbar, mit "Magnetboden für Leuchtbox" auf der Demotafel einsetzbar, die Einsatzböden werden mit einer beliebig oft lösbaren Clip Befestigung eingebaut, mit Blendensatz zur Erzeugung von 1, 2, 3 oder 5 Lichtstrahlen und mit 12 V/20 W- Halogenglühlampe , sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom zu betreiben Ausstattung und technische Daten Feste 110-cm-Anschlussleitung mit zwei 4-mm-Steckern, Maße H x B x T (mm): 60 x 65 x 170, Masse: 160 g 09801-00

▪ ▪ ▪

Leuchtbox-Zubehör für Farbmischung (09806-00) bestehend aus zwei aufsteckbaren Kunststoffhaltern mit Umlenkspiegel und einer Blende. Farbfiltersatzfür additive Farbmischung (09807-00), je ein Filter mit den Farben Rot, Blau und Grün. Farbfiltersatz für subtraktive Farbmischung (09808-00), drei Kunststoff-Filter mit den Farben Cyan, Purpur, Gelb.

Leuchtbox-Zubehör für Farbmischung 09806-00 Farbfiltersatz für additive Farbmischung 09807-00 Farbfiltersatz für subtraktive Farbmischung 09808-00

Umlenkprisma Additive Farbmischung

Ein Prisma ist ein Körper aus einem Material, das einen höheren Brechungsindex hat als die Umgebung. Dadurch treten zwei Effekte auf: 1) Lichtstrahlen, die senkrecht in eine kurze Seite des Prismas eintreten, werden von innen an der langen Seite totalreflektiert und treten auf der zweiten kurzen Seite wieder aus. Auf diese Weise werden Spiegel für präzise optische Geräte wie Ferngläser und Teleskope hergestellt. 2) Lichtstrahlen werden um die "dicke" Seite eines Prismas gebrochen und dabei nach ihrer Wellenlänge getrennt. Dadurch kann Licht in die Spektralfarben aufgespalten werden. In den üblichen optischen Gläsern werden blaue Lichtstrahlen stärker gebrochen als die langwelligen roten. Bei der Beugung am optischen Gitter werden die langwelligen roten Lichtwellen stärker abgelenkt. Der physikalische Grund dafür ist der von der Wellenlänge des Lichtes abhängige Brechungsindex. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 Deutsch P1065100

Die Additive Farbmischung ist ein optisches Modell, bei dem im Gegensatz zur subtraktiven Farbmischung Mischfarben nicht durch wiederholte Einschränkung des Spektrums, sondern durch das Hinzufügen neuer Spektralbereiche entstehen. Bei Bildschirmen oder Videoprojektoren werden hierfür die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau eingesetzt (so genanntes RGB-Modell), durch deren Kombination sich ein großer Teil des von Menschen wahrnehmbaren Farbraums erzeugen lässt. Bei der additiven Farbmischung ergibt sich Weiß als Summe aller eingesetzten Grundfarben, Schwarz als Abwesenheit von Licht. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 Deutsch P1066400

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 429

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

TESS Optik OE2

Das Abbildungsgesetz für eine Konvexlinse

Das Set Optik OE2 enthält folgende Komponenten (System Optik auf der Stativbank): Schüleroptik mit Stativbank, Komplettes Ergänzungsset 13251-77 Stativfuß, variabel 02001-00 Stativstange Edelstahl 18/8, l = 600 mm, d = 10 mm 02037-00 Maßstab für Stativbank 09800-00 Boden mit Stiel für Leuchtbox 09802-10 Blende mit Loch, d = 20 mm 09816-01 Blende mit Spalt, d = 1 mm 09816-02 Blende mit Quadrat 10 mm x 10 mm 09816-03 Linse auf Reiter, f = +50 mm 09820-01 Linse auf Reiter, f = +100 mm 09820-02 Linse auf Reiter, f = -50 mm 09820-06 Hohl- und Wölbspiegel mit Stiel 09821-00 Reiter für Stativbank 09822-00 Fassung mit Skale auf Reiter 09823-00 Tisch mit Stiel 09824-00 Erde-Mond-Modell 09825-00 Schirm, weiß, 150 mm x 150 mm 09826-00 Blendenhalter, aufsteckbar 11604-09 Abbildungsgegenstand Perl L 11609-00 Gitter, 80 Striche/mm 09827-00 Polarisationsfilter, 50 mm x 50 mm 08613-00 Diapositiv - Kaiser Maximilian 82140-00 Mattglasscheibe, 50 x 50 x 2 mm 08136-01

excellence in science 430

Konvexe Fläche: Die Fläche ist nach Innen gewölbt, die Konvention weist einen negativen Krümmungsradius auf der einfallenden und einen positiven Krümmungsradius auf der ausfallenden Fläche zu. Es gibt Sammellinsen mit zwei konvexen Flächen oder mit einer konvexen und einer ebenen Fläche. Ein Bündel parallel verlaufender einfallender Lichtstrahlen wird idealerweise in einem Punkt, dem Fokus oder Brennpunkt, gesammelt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 Deutsch P1068400

Das holländische Fernrohr

Ein Fernrohr ist ein optisches Gerät, mit dem man entfernte Gegenstände unter einem größeren Gesichtswinkel als mit dem bloßen Auge und dadurch scheinbar näher sieht. Bei der visuellen Nutzung des Fernrohrs dient das Auge als Empfänger. Ein stereoskopisches Bild kann mit einem Fernrohr nicht erzeugt werden, weil Fernrohre nur ein Objektiv haben. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 Deutsch P1069200

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

Demonstrationssystem Optik auf der Hafttafel

Set Optik auf der Hafttafel OT1

Physik Optik auf der Hafttafel

Das Set enthält unter anderem folgende Komponenten:

Im Bereich Optik sind insgesamt 60 Demonstrationsversuche beschrieben zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Lichtausbreitung (4* + 3 Versuche) Spiegel (6* + 10 Versuche) Brechung (10 Versuche) Linsen (7 + 6* Versuche) Farben (6 Versuche) Das Auge (3 Versuche) Optische Geräte (2* + 3 Versuche)

*Mit dem Grundgeräteset können 19 Versuche aus den Themen Lichtausbreitung, Spiegel, Linsen und Optische Geräte durchgeführt werden. Mit dem Ergänzungsgeräteset sind zusätzlich weitere 41 Versuche aus allen Themen durchführbar. Die Aufbewahrung der Geräte erfolgt in der Box des Grundgerätesets. Demo Physik Set Optik OT 1, Grundgeräteset 08270-55 Demo Physik Set Optik OT 1, Ergänzungsgeräteset 08270-66 Demo Physik Set Optik OT 1, Gesamtgeräteset 08271-88

Modellkörper, Halbkreis, Haftmagnet 08270-01 Modellkörper, Plankonvex, Haftmagnet 08270-02 Modellkörper, Plankonkav, Haftmagnet 08270-03 Modellkörper, Trapez, Haftmagnet 08270-05 Modellkörper, Rechtw. Dreieck, Haftmagnet 08270-06 Lichtleiter-Modell, magnethaftend 08270-11 Schattenkörper Erde/Mond, Haftmagnet 08270-07 Küvette 23 cm x 7,5 cm, Haftmagnet 08270-08 Blende mit Halter, magnethaftend 08270-10 Spiegel Konkav-Konvex, Haftmagnet 08270-12 Planspiegel, magnethaftend 08270-13 Winkelscheibe, magnethaftend 08270-09

Haftleuchte, Halogen 12 V/50 W

Funktion und Verwendung Für Demo-Optikversuche in nicht abgedunkelten Räumen. Ausstattung und technische Daten Alle 60 Experimente zur Optik sind im Handbuch Optik auf der Hafttafel beschrieben. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 132 Seiten Demo advanced Physik Handbuch Optik auf der Tafel (OT) 01151-01

Zwei verschließbare Lichtaustrittsöffnungen zur Erzeugung paralleler oder divergenter Lichtbündel, Bodenseitige Magnetfolie, Kondensorlinse, 1,5 m Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern, Maße (mm): 122 x 261 x 64, inkl. Blendensatz für 1, 2, 3 oder 5 Parallelstrahlen mit je 2 cm Abstand 08270-20

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 431

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

Demo Physik Tafel mit Gestell

Demonstrationssystem Optik auf der Profilbank Mit diesem Profilbanksystem können viele grundlegende Effekte aus dem Bereich der Optik auf einfache Weise demonstriert werden. Die wesentlichen Komponenten, wie Profilbänke und Drehgelenk, lassen sich mit vielen anderen optischen Komponenten aus dem PHYWE-Programm kombinieren, auch mit den Elementen des Schülersystems TESS.

Demo advanced Physik Handbuch Optik auf der optischen Bank (OBT)

Funktion und Verwendung Demo Physik Tafel mit Gestell zur Aufnahme von magnetisch haftenden Komponenten. Vorteile Beidseitig verwendbare, beschriftungsfähige Tafel, schnelles Positionieren und Verändern des Versuchsaufbaus durch magnetische Halterungen.

Beschreibung

Ausstattung und technische Daten

Themenfelder

Verzinktes Stahlblech in Aluminium, Profilrahmen mit Stellfüßen für Tischmontage, der Abstand der Stellfüße ist wählbar, eine Seite der Tafel einfarbig lackiert, die andere für Optikversuche mit weißer Folie mit skaliertem Linienraster, Tafelfläche 60 x 100 cm, inkl. 2 Schraubzwingen

Geometrische Optik, Dispersion und Absorption, Interferenz und Beugung, Polarisation

02150-00

30 Versuchsbeschreibungen zur Optik.

Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w 16053-01

Spezielle Geräte zur Farbenlehre auf der Hafttafel

Optische Profilbänke

Verwindungssteifes Spezialprofil aus Al-Mo-Si-Leichtmetalllegierung. Mit Korrosionsschutz und mm-Skalierung. Geeignet für die Linsen und Reiter in den Schülerlehrsystems „Optik auf der Stativbank“ sowie des Systems „Wellenoptik Gerätesatz“. Basisset ▪ ▪ ▪ Leuchtbox 12 V/20 W mit Magnetboden 09804-00 Leuchtbox-Zubehör für Farbmischung 09806-00 Farbfiltersatz für additive Farbmischung 09807-00 Farbfiltersatz für subtraktive Farbmischung 09808-00

excellence in science 432

1 x 100 cm und 1 x 60 cm, Breite/Höhe: 81/32 mm Halter für Experimentierleuchte Drehgelenk, einfach ansteckbar an Profilbänke zur Durchführung von geometrischer Optik, d = 210 mm mit 360 Grad Winkelskala und Gelenkstiel 12 mm

Optische Profilbank, Basisset 08370-88 Optische Profilbank, l = 1000 mm 08370-00 Optische Profilbank, l = 600 mm 08371-00

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

Drehgelenk für optische Profilbank

Experimentierleuchte 6

Funktion und Verwendung Bestandteil des Basisset Optische Profilbank (08370-88). Für Versuche mit abgewinkeltem Strahlengang können zwei Profilbänke durch das Drehgelenk mit einem einfachen und festen Steck-Schraub-Mechanismus miteinander verbunden werden. Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung

Das Drehgelenk enthält eine 180°-Skale in 5°-Teilung , Genau in der Drehachse befindet sich eine Säule zum Einsetzen von optischen Aufbauteilen mit Stieldurchmesser 10 mm

Für Spektrallampen mit Pico-9-Sockel. Halter zur einfachen, schnellen und exakten Befestigung an der Profilbank.

08372-00

Drehgelenk mit Winkelskala und optischer Profilbank, l = 600 mm

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Kunststoffgehäuse mit bodenseitigen Haltemagneten und 6-mmGewindebohrung für Haltestiel Lichtaustrittsöffnung (d =18 mm) mit Tubus Feste Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern Gehäuse (mm): 148 x 100 x 93

Experimentierleuchte 11615-05 Halter für Experimentierleuchte zur Adaption an die Profilbank 08373-10

Ergänzungs-Set bestehend aus:

Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm

1 x optische Profilbank 60 cm, Drehgelenk, einfach ansteckbar an Profilbänke zur Durchführung von geometrischer Optik, d = 210 mm mit 360 Grad Winkelskala und Gelenkstiel 12 mm 08372-88

Experimentierleuchte 2 Funktion und Verwendung Für Schulen zugelassene, kompakte monochromatische Lichtquelle, besonders geeignet für Versuche zur Interferenz und Beugung. Der Halter (08384-00) adaptiert den Diodenlaser auf den Reiter (09822-00). Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Komplettleuchte mit Gehäuse auf Gelenkstiel, Einsatz G 6,35 mit 12V/ 50W-Halogenglühlampe und Einfachkondensor. Halter zur einfachen, schnellen und exakten Befestigung der Experimentierleuchte 2. Experimentierleuchte, 50 W-Halogen 08129-88 Halter für Experimentierleuchte 08373-00

Der Diodenlaser erfüllt die DIN-Sicherheitsanforderungen. Mit Schlüsselschalter, Betriebszustandsanzeige und elektronischem Shutter zur Reduzierung der Lichtausgangsleistung. Wellenlänge: 635 nm, Polarisationsgrad: 1:100, Ausgangsleistung: 1 mW / 0,2 mW, Länge: 15 cm. Durchmesser: 3,5 cm, Versorgungsspannung: max. 3 V DC, Gesamtmasse (inklusive Netzteil): 425 g, inklusive Steckernetzteil 110...230 V AC, mit Haltestiel (l = 15 cm; d = 1cm) Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm 08760-99 Halter für Diodenlaser 08384-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 433

2.5 Optik 2.5.1 Geometrische Optik

Reflexions- und Brechungsgesetz

Funktion und Verwendung Halbkreisförmiger Modellkörper aus Plexiglas mit Mittelkennzeichnung. Ausstattung und technische Daten Radius: 80 mm 08374-00

Reiter für Stativbank

Prinzip Fällt ein Lichtstrahl auf die ebene Oberfläche eines Glaskörpers, so wird ein Teil des Lichtes reflektiert, ein weiterer Teil wird zum Einfallslot hingebrochen. Für verschiedene Einfallswinkel wird der zugehörige Winkel des reflektierten Strahls und des gebrochenen Strahls bestimmt. Mit Hilfe des Snelliusschen Brechungsgesetzes wird der relative Brechungsindex des Probekörpers bestimmt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Optik auf der optischen Bank (OBT) 16053-01 Deutsch

Funktion und Verwendung Formfuß zur Halterung von Geräten mit Stiel auf der optischen Stativbank. Ausstattung und technische Daten Mit Positionsmarke, geeignet für Geräte mit Stieldurchmesser von 12 mm, ebenfalls geeignet zum Aufstecken auf die Profilbänke (08370-00) und (08371-00) 09822-00

P1410001

Fassung mit Skale auf Reiter Optische Scheibe mit Gelenk

Funktion und Verwendung Für Schülerversuche mit der optischen Stativbank. Zur Aufnahme von Blendenhaltern. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Für Versuche zur geometrischen Schüleroptik. Ausstattung und technische Daten Weiß lackierte Metallscheibe mit 360-Grad-Winkelskale und Gelenkstiel, Durchmesser: 210mm 11604-03

Modellkörper, Halbkreis

excellence in science 434

Mit Formfuß für optische Stativbank und Positionsmarke, +/- 100 Grad-Winkelskala, Teilung: 2° 09823-00

2.5 Optik 2.5.2 Lichtgeschwindigkeit

Lichtgeschwindigkeitsmessgerät Komplettset

Messung der Lichtgeschwindigkeit

Prinzip

Funktion und Verwendung Das Lichtgeschwindigkeitsmessgerät Komplettset enthält alle nötigen Komponenten die zur Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft gebraucht werden. Ebenso kann die Lichtgeschwindigkeit in transparenten Flüssigkeiten mit Hilfe der mitgelieferten Rohrküvette untersucht werden. Der im Set enthaltene Acrylglasstab dient als Beispiel für die Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in Festkörpern. Die computerunterstützte Messwertaufnahme beim Messen von Abständen macht die berührungslose und damit ungestörte Untersuchung von Bewegungsvorgängen möglich. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Lichtgeschwindigkeits- und Abstandsmessung mit einem Gerät modernste digitale Messtechnik macht es möglich Das Gerät besticht durch den einfachen Aufbau und einem geringen Justageaufwand Durch die Phasenvergleichsmethode eines hochfrequent modulierten Laserstrahles kann die Lichtgeschwindigkeit in Luft auf 2% genau gemessen werden Messungen können wahlweise mit oder ohne Oszilloskop durchgeführt werden Die integrierte Anzeige aller relevanten Messgrößen (ƒ, Δφ, Δt, Δx) macht das Gerät besonders attraktiv für das Praktikum und für Demonstrationsversuche

Die Lichtgeschwindigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes und anderer elektromagnetischer Wellen. Mit dieser Geschwindigkeit breitet sich ein bestimmter Phasenzustand einer Lichtwelle aus. Da nur im Vakuum Phasengeschwindigkeit und Gruppengeschwindigkeit übereinstimmen, weicht die Ausbreitungsgeschwindigkeit in anderen transparenten Medien von der Vakuumlichtgeschwindigkeit ab. In diesen Medien ist die Lichtgeschwindigkeit sowohl abhängig von den elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Mediums, als auch von der Frequenz des Lichtes. Zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit wird das Licht einer Laserdiode hochfrequent moduliert und in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, den Referenzstrahl und den Messstrahl. Der Messstrahl läuft durch das zu untersuchende Medium. Am Empfänger werden die Phasenbeziehungen beider Teilstrahlen miteinander verglichen. Aus der Phasenänderung, der Modulation und dem Lichtweg wird die Lichtgeschwindigkeit bestimmt. Aufgaben 1. 2.

Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in Luft. Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in Wasser und Acrylglas und Berechnung des Brechungsindex.

Lernziel Brechungsindex, Wellenlänge, Phase, Frequenz, Modulation, elektrische Feldkonstante, magnetische Feldkonstante P2210101

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Modulationsfrequenz: 50,0 MHz (quarzstabilisiert) Schutzklasse Laser: Klasse 2 nach DIN EN 60825-1 Digitalanzeige: 3-stelliges LED-Display Ziffernhöhe: 20 mm Betriebsspannung: 12 VDC (geeignetes Netzgerät 12 VDC/2,25 A, 12151-99 im Lieferumfang enthalten) Leistungsaufnahme: 5 W Maße (mm): 206 x 130 x 160 Gewicht: ca. 2 kg

Software Lichtgeschwindigkeitsmessgerät

Enthaltenes Zubehör ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

11226-00 Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (1x) 12151-99 Netzgerät 12VDC/2,25 A (1x) 11226-01 Retroreflektor mit Stiel (1x) 11226-02 Optische Bank, l = 1800 mm für Lichtgeschwindigkeitsmessung (1x) 11226-03 Halterung für Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (1x) 09822-00 Reiter für Stativbank (3x) 11226-04 Acrylglaszylinder mit Halterung (1x) 11226-05 Rohrküvette mit Halterung (1x) 14411-61 Software Lichtgeschwindigkeitsmessgerät

Empfohlenes Zubehör ▪

11456-99 Digitales Speicheroszilloskop, 25 MHz, 2 Kanal (1x)

11226-88

Funktion und Verwendung Die Software für das Lichtgeschwindigkeitsmessgerät gehört zur Softwarefamilie "measure" und zeichnet sich durch ihre einfache und intuitiv zu erlernende Bedienbarkeit aus. Mit Hilfe dieser Software können Sie alle Messgrößen, die vom Lichtgeschwindigkeitsmessgerät erfasst werden, aufzeichnen und darstellen. Insbesondere die optische Abstandsmessung bietet sich an per Software aufzuzeichnen. So kann die Dynamik von Bewegungen (Pendel, Farhbahnwagen, etc.) kontinuierlich (1000 Hz) erfasst werden ohne den Ablauf mechanisch zu stören. 14411-61

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 435

2.5 Optik 2.5.2 Lichtgeschwindigkeit

Lichtgeschwindigkeitsmessgerät mit Netzgerät und Retroreflektor

Halterung für Lichtgeschwindigkeitsmessgerät für optische Bank

Funktion und Verwendung

Das Lichtgeschwindigkeitsmessgerät dient zur Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft und anderen transparenten Medien sowie zur Messung von Abständen.

Zur Halterung des Lichtgeschwindigkeitsmessgerätes (11226-99) an der optischen Bank (11226-02).

Vorteile

11226-99 Lichtgeschwindigkeitsmessgerät, 11226-02 Optische Bank l = 1800 mm für Lichtgeschwindigkeitsmessung (1x), 09822-00 Reiter für Stativbank (2x), 11226-04 Acrylglaszylinder mit Halterung (1x), 11226-05 Rohrküvette mit Halterung (1x)

Lichtgeschwindigkeits- und Abstandsmessung mit einem Gerät - modernste digitale Messtechnik macht es möglich. Das Gerät besticht durch den einfachen Aufbau und einen geringen Justageaufwand. Durch die Phasenvergleichsmethode eines hochfrequent modulierten Laserstrahles kann die Lichtgeschwindigkeit in Luft auf 2 % genau gemessen werden. Messungen können wahlweise mit oder ohne Oszilloskop durchgeführt werden. Die integrierte Anzeige aller relevanten Messgrößen (ƒ, Δφ, Δt, Δx) macht das Gerät besonders attraktiv für das Praktikum und für Demonstrationsversuche. Abstandsmessungen können ebenfalls mit demselben Gerät durchgeführt werden.

Empfohlenes Zubehör

11226-03

Retroreflektor mit Stiel

Ausstattung und technische Daten Modulationsfrequenz: 50,0 MHz (quarzstabilisiert), Schutzklasse Laser: Klasse 2 nach DIN EN 60825-1, Digitalanzeige: 3-stelliges LED-Display, Ziffernhöhe: 20 mm, Betriebsspannung: 12 V DC (geeignetes Netzgerät 12 VDC/2,25 A, 12151-99 im Lieferumfang enthalten), Leistungsaufnahme: 5 W, Maße (mm): 206 x 130 x 160, Gewicht: ca. 2 kg Enthaltenes Zubehör 12151-99 Netzgerät 12VDC/2,25A (1x), 11226-01 Retroreflektor mit Stiel (1x), 09822-00 Reiter für Stativbank (1x) Empfohlenes Zubehör 11226-02 Optische Bank, l = 1800 mm für Lichtgeschwindigkeitsmessung (1x), 11226-03 Halterung für Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (1x), 09822-00 Reiter für Stativbank (2x), 11226-04 Acrylglaszylinder mit Halterung (1x), 11226-05 Rohrküvette mit Halterung (1x), 11456-99 Digitales Speicheroszilloskop, 25 MHz, 2 Kanal (1x)

Funktion und Verwendung Zur Verwendung mit dem Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (11226-99). 11226-01

Probenkörper

11226-99

Optische Bank l = 1800 mm für Lichtgeschwindigkeitsmessung

Funktion und Verwendung

Funktion und Verwendung Für die Verwendung mit dem Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (11226-99). Mit integriertem Maßband. Empfohlenes Zubehör 11226-99 Lichtgeschwindigkeitsmessgerät, 11226-03 Halterung für Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (1x), 09822-00 Reiter für Stativbank (2x), 11226-04 Acrylglaszylinder mit Halterung (1x), 11226-05 Rohrküvette mit Halterung (1x) 11226-02

excellence in science 436

Probenkörper für die Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in einem transparenten Festkörper bzw. einer transparenten Flüssigkeit, zur Verwendung mit dem Lichtgeschwindigkeitsmessgerät (11226-99). Rohrküvette: Befüllbar, Länge der Flüssigkeitssäule: 500 mm, Innendurchmesser: 40 mm Acrylglaszylinder: Material: Acrylglas, Maße (mm): l = 490 , d = 35 Rohrküvette mit Halterung 11226-05 Acrylglaszylinder mit Halterung 11226-04

2.5 Optik 2.5.3 Farbenlehre

TESS Physik Set Optik Farbmischung mit der Leuchtbox

Funktion und Verwendung Zusatzausstattung zu Set Optik OE1. In Verbindung mit Set OE1 können insgesamt 40 Schülerversuche durchgeführt werden, sechs davon aus dem Bereich Farbenlehre.

Additive Farbmischung

Die additive Farbmischung ist ein optisches Modell, bei dem im Gegensatz zur subtraktiven Farbmischung Mischfarben nicht durch wiederholte Einschränkung des Spektrums, sondern durch das Hinzufügen neuer Spektralbereiche entstehen. Bei Bildschirmen oder Videoprojektoren werden hierfür die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau eingesetzt (so genanntes RGB-Modell), durch deren Kombination sich ein großer Teil des von Menschen wahrnehmbaren Farbraums erzeugen lässt. Bei der additiven Farbmischung ergibt sich Weiß als Summe aller eingesetzten Grundfarben, Schwarz als Abwesenheit von Licht. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 Deutsch P1066400

Ausstattung und technische Daten Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten. ▪ ▪ ▪

Leuchtbox-Zubehör für Farbmischung (09806-00) bestehend aus zwei aufsteckbaren Kunststoffhaltern mit Umlenkspiegel und einer Blende Farbfiltersatz für additive Farbmischung (09807-00), je ein Filter mit den Farben Rot, Blau und Grün Farbfiltersatz für subtraktive Farbmischung (09808-00), drei Kunststoff-Filter mit den Farben Cyan, Purpur, Gelb

Leuchtbox, Halogen 12 V/20 W

Die Geräte des Sets Farbmischung haben Platz in einem Schaumstoffeinsatz in der Aufbewahrungsbox TESS Optik OE1. TESS Physik Set Optik Farbmischung mit der Leuchtbox 13250-77 Leuchtbox-Zubehör für Farbmischung 09806-00 Farbfiltersatz für additive Farbmischung 09807-00 Farbfiltersatz für subtraktive Farbmischung 09808-00 TESS advanced Physik Handbuch Optik 01164-01 interTESS Software, DVD 01000-00 TESS Physik Set Optik OE1 13276-88 TESS Physik Set Optik OE1 mit Leuchtbox 12 V, Adapter für 2-mm-Stecker 13276-77 TESS Physik Set Optik OE2 13277-88

Funktion und Verwendung Schülertischleuchte auf dem Tisch einsetzbar zur Erzeugung paralleler und divergenter Lichtstrahlen. Vorteile Nachrüstbar mit Zubehör für Farbmischungsexperimente, mit "Boden mit Stiel für Leuchtbox" auf der optischen Bank einsetzbar, mit "Magnetboden für Leuchtbox" auf der Demotafel einsetzbar., Die Einsatzböden werden mit einer beliebig oft lösbaren Clip Befestigung eingebaut, mit Blendensatz zur Erzeugung von1, 2, 3 oder 5 Lichtstrahlen und mit 12 V/20 W- Halogenglühlampe , sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom zu betreiben Ausstattung und technische Daten Feste 110 cm-Anschlussleitung mit zwei 4-mm-Steckern, Maße H x B x T (mm): 60 x 65 x 170, Masse: 160 g 09801-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 437

2.5 Optik 2.5.3 Farbenlehre

Additive Farbmischung und Farbverhüllung

Prinzip Produktion gemischter Farben und weißen Lichts durch überlagernde Projektion (additive Mischung) von rotem, blauen und grünem Licht.

Filtersatz substraktive Farbmischung (13760-03): Drei aufeinander abgestimmte, hochwertige dichroische Farbfilter für Farbmischungsversuche für substraktive Farbmischung: gelb, cyan, magenta. Kantenlänge 50 mm. Komplementär zu den Filtern für additive Farbmischung. Farbmischungsgerät 13760-88 Dreifachleuchte 13760-00 Helligkeitssteller, Farbmischung 13760-93 Filtersatz additive Farbmischung 13760-02 Filtersatz substraktive Farbmischung 13760-03

Aufgabe Aufhellung eines Farbflecks (Weißausblendung) und seiner Umgebung (Schwarzausblendung) mithilfe von weißem Licht.

Subjektive Farbmischung mit der Farbenscheibe

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology 16506-02 Englisch P4070600

Farbmischungsgerät zur Farbenlehre Wird eine in farbige Sektoren aufgeteilte Kreisscheibe von einem Motor so rasch gedreht, dass das Auge die einzelnen Farben nicht mehr auflösen kann, so entsteht die Empfindung einer Mischfarbe. Durch Variieren der Zusammensetzung und Größe der Sektoren kann jeder beliebige Farbeindruck erzeugt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie 1 16703-01 Deutsch Funktion und Verwendung Mit diesem Geräteset können alle grundlegenden Versuche im Bereich der Farbenlehre demonstriert werden: Unbunte Farben (Grauleiter), additive und subtraktive Farbmischung, Farbsättigung, Sukzessiv-/Simultankontrast, Körperfarben.

P0872500

Farbenscheibe, variabel

Ausstattung und technische Daten Farbmischungsgerät zur Farbenlehre. Das Farbmischungsgerät (13760-88) besteht aus: Dreifachleuchte, Helligkeitssteller, Filtersatz additive Farbmischung, Filtersatz substraktive Farbmischung. Dreifachleuchte (13760-00): Drei voneinander unabhängige Lichtquellen besonders hoher Leuchtdichte, auf einem gemeinsamen Trägerstativ montiert. Die Dreifachleuchte kann so justiert werden, dass ihre Projektionsbilder völlig getrennt sind oder sich (z. B. für die additive Farbmischung) teilweise überlappen oder (wie für die Farbverhüllung) vollständig überdecken. Der Filterschacht ist in der Lage, drei Farbfilter hintereinander aufzunehmen. Die Bildweiten erstrecken sich von minimal 50 cm bis zu einigen Metern. Das Gerät ist ausgestattet mit: 3 Halogenglühlampen 12 V / 50 W, 3 Anschlusskabeln mit Diodensteckern. Helligkeitssteller (13670-93): Stelleinheit zu kontinuierlichen Veränderung der Beleuchtungsstärke. 3 Ausgänge: 0...12 V- / 4 A (Diodenbuchsen), Anschlussspannung: 230 V~ / 50 Hz. Filtersatz additive Farbmischung (13760-02): Drei aufeinander abgestimmte, hochwertige dichroische Farbfilter für Farbmischungsversuche zur additiven Farbmischung: blau, grün, rot. Kantenlänge 50 mm. Komplementär zu den Filtern für substraktive Farbmischung.

excellence in science 438

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung verschiedener Farbeindrücke durch additive Farbmischung. Je nach Anzahl, Farbe und Größe der Sektoren der Farbenscheibe kann die Fläche der rotierenden Scheibe in jeder beliebigen Färbung erscheinen. So kann der Farbeindruck Orange (eine der 8 Grundfarben der Scheibe) durch Mischung von 130° Gelb und 230° Rot erzeugt werden, der Farbeindruck Violett durch Mischung von 150° Hellblau und 210° Rot. Ausstattung und technische Daten Scheibendurchmesser: 170 mm 65987-00

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

TESS Physik Set Optik OE3

Für einzelne Versuche sind zusätzlich spezielle Bauteile erhältlich: 1 | Fresnel-Spiegel auf Platte (08561-00) Zur quantitativen Untersuchung zweier reflektierter, kohärenter Lichtbündel. Zwei Oberflächenspiegel fest auf Metallplatte montiert. 2 | Biprisma nach Fresnel (08556-00) Zum Nachweis der Interferenz zweier kohärenter Lichtbündel im ungebeugten Licht. 3 | Platte und Linse für Newtonsche Ringe (08551-00) Plankonvexlinse fest montiert auf optisch ebener Glasplatte. 4 | Kalkspat-Kristall (08640-00) Zum Nachweis der Doppelbrechung. Unbearbeitetes Spatstück in natürlicher Kristallisationsform. Etwa 30 mm x 30 mm x 25 mm, mit Aufbewahrungskästchen.

Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu Sets Optik OE1 und OE2. In Verbindung mit Sets OE1 und OE2 und der Zusatzausstattung TESS Optik Farbmischung können insgesamt 29 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

13280-88

5 | Glimmer (08664-00) In Kunststoffrahmung 50 mm x 50 mm, Durchmesser des Präparates 10 mm. Bei 550 nm λ/4- Plättchen. Fresnelspiegel auf Platte 08561-00 Biprisma nach Fresnel 08556-00 Platte und Linse für Newtonsche Ringe 08551-00 Kalkspat-Kristall 08640-00 Polarisationspräparat Glimmer 08664-00

TESS advanced Physik Handbuch Wellenoptik Beugung am Gitter

Beschreibung 29 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu dem Geräteset Optik 3. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 150 Seiten 01167-01

Spezielle Geräte zu TESS Optik OE3

Prinzip Unter Beugung versteht man die Ablenkung von Wellen an einem Hindernis. Zur Beugung kommt es durch die Entstehung neuer Wellen am Hindernis und deren Interferenz. Beim optischen Gitter sind in regelmässigen Abständen viele Spalte angeordnet, ergibt sich eine Reihe von Beugungsmaxima. Da die Lage der Maxima von der Wellenlänge des Lichtes abhängt, kann man optische Gitter zur Trennung verschiedener Wellenlängen nutzen. Aufgaben Untersuchen Sie bei Verwendung von Transmissionsgittern mit unterschiedlichen Gitterkonstanten g den Zusammenhang zwischen g und dem Abstand d der Interferenzstreifen.

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Wellenoptik 01167-01 Deutsch P1195900

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 439

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Funktion und Verwendung

Geräte zu Optik OE3

Grundgeräteset zur Durchführung von 17 Schülerversuchen zu den Themen:

Das Set Optik OE3 enthält folgende Komponenten: Plattenhalter für 3 Objekte 09830-00 Linse auf Reiter, f = +300 mm 09820-04 Fassung mit Skale auf Reiter 09823-00 Gitter, 4 Striche/mm 08532-00 Gitter, 8 Striche/mm 08534-00 Gitter, 10 Striche/mm 08540-00 Messlupe 09831-00 Spalt bis 1 mm verstellbar 11604-07 Blende mit Spalt, Steg und Kante 08521-00 Blende mit 4 Mehrfachspalten 08526-00 Blende mit 4 Doppelspalten 08523-00 Blende mit 3 Einfachspalten 08522-00 Lochblende, d = 0,4 mm 08206-04 Spannungsoptisches Modell 09829-00 Maßband, l = 2 m 09936-00 Objektträger, 50 Stück 64691-00 Becherglas DURAN®, niedrige Form, 250 ml 36013-00

Spektroskopische Untersuchungen (2 Versuche), Untersuchung an Gittern (1 Versuch), Beugung an Alltagsgegenständen (2 Versuche), Absorption und Fluoreszenz (3 Versuche), h-Bestimmung mit Leuchtdioden (1 Versuch), Bandlücke von Halbleitern (1 Versuch), Untersuchung von Solarzellen, Fotodioden und deren Kennlinien (2 Versuche), Elektrische und optische Eigenschaften von LED's (2 Versuche), Polarisation von Licht (3 Versuche). 13286-88

TESS advanced Physik Handbuch Optik / Atomphysik (Schülerversuche Sekundarstufe II)

Beschreibung 17 Versuchsbeschreibungen zur Optik/Atomphysik. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, farbig, 106 Seiten 13286-01

Wie hängen Energie und Farbe von Licht zusammen? h-Bestimmung mit Leuchtdioden

TESS Physik Set Optik/Atomphysik Sekundarstufe II Prinzip Die Energie elektromagnetischer Strahlung (Licht) tritt - den Erkenntnissen der Quantenphysik folgend - nur in bestimmten Portionen auf. Das Plancksche Wirkungsquantum h als eine der fundamentalen Naturkonstanten beschreibt die Schrittweite dieser Energie-Abstufung des Lichts. Aufgaben Bestimmen Sie das Plancksche Wirkungsquantum h durch Messungen und Beobachtungen an Leuchtdioden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS advanced Physik Handbuch Optik / Atomphysik (Schülerversuche Sekundarstufe II) 13286-01 Deutsch P1418001

excellence in science 440

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Newtonsche Ringe

Interferenz an einem Glimmerplättchen nach Pohl

Prinzip Mit Hilfe des zwischen einer schwach gewölbten Linse und einer Planglasplatte gebildeten Luftkeiles (Newtonsches Farbenglas) wird monochromatisches Licht zur Interferenz gebraucht. Aus den Radien der Interferenzringe wird die Wellenlänge bestimmt. Aufgaben Messung der Durchmesser der Newtonschen Ringe bei verschiedenen Wellenlängen: 1. 2.

zur Bestimmung der Wellenlängen für einen gegebenen Krümmungsradius der Linse, zur Bestimmung des Krümmungsradius zu einer gegebenen Wellenlänge.

Lernziele Kohärentes Licht, Phasenbeziehung, Wegunterschied, Interferenz in dünnen Schichten, Newtonsche-Ring-Apparatur Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Prinzip Interferenz ist ein Phänomen, das bei der Überlagerung von Wellen auftritt. Bei gleicher Wellenlänge und gleicher Phase verstärkt sich die Amplitude, bei verschobener Phase wird die Welle ausgelöscht. In diesem Versuch fällt monochromatisches Licht auf eine planparallele Glimmerplatte. Die an der Front- und Rückseite reflektierten Lichtstrahlen erzeugen ein Interferenzmuster konzentrischer Ringe. Aufgaben Das Experiment wird mit dem Licht einer Na-Lampe und mit dem Licht verschiedener Wellenlängen einer Hg-Dampf-Röhre durchgeführt. 1. 2.

Bestimmung der Dicke des Glimmerplättchens und der Wellenlängen der Na-Lampe aus den Radien der Interferenzringe. Bestimmung der verschiedenen Wellenlängen der Hg-Dampflampe aus den Radien der Interferenzringe und der Dicke des Plättchens bestimmt.

Lernziele P2220200

Newtonsches Farbenglas

Interferenz gleicher Neigung, Interferenz an dünnen Schichten, Planparallele Platte, Brechung, Reflexion, Optischer Gangunterschied Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2220300

Glimmerplatte

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung Newtonscher Interferenzringe.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Für Interferenzversuche an dünnen Schichten.

Plankonvexlinse auf optisch ebener Spiegelglasplatte mit eingraviertem mm-Maßstab, justierbar in Metallschirm auf Stiel, Linsendurchmesser: 40 mm, Linsenkrümmungsradius: 12 m, Abstand zwischen Linsenmitte und Stielende: 180 mm

Ausstattung und technische Daten

08550-00

Glimmerplatte zwischen gerahmten Schutzglasscheiben, Abmessungen (mm): 85 x 100 08558-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 441

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Interferenz von Licht

Biprisma nach Fresnel

Funktion und Verwendung Zum Nachweis der Interferenz zweier kohärenter Lichtbündel im ungebeugten Licht. Ausstattung und technische Daten Glasprisma für Interferenzversuche mit kohärenten Lichtbündeln, Länge x Höhe x Dicke (mm): 40 x 30 x 4, Prismenwinkel: 0,75° 08556-00 Prinzip Durch die Zerteilung der Wellenfront eines Lichtstrahls an einem Fresnel-Spiegel bzw. einem Fresnel-Doppelprisma treten Interferenzphänomene auf. Aus dem Interferenzmuster wird die Wellenlänge des benutzten Laserlichtes bestimmt.

Auswahl weiterer Geräte zur Wellenoptik

Aufgaben Bestimmung der Wellenlänge des Lichts durch Interferenz 1. 2.

an einem Fresnel-Spiegel, an einem Fresnel-Doppelprisma.

Lernziele Wellenlänge, Phase, Fresnel-Doppelprisma, Fresnel-Spiegel, Virtuelle Lichtquelle Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch Platte und Linse für Newtonsche Ringe

P2220100

Platte und Linse zur Erzeugung Newtonscher Interferenzringe. Plankonvexlinse festmontiert auf optisch ebener Glasplatte, Linsendurchmesser: 50 mm, Krümmungsradius: 12 m, Glasplatte (mm): 65 x 65 Zonenplatte nach Fresnel

Fresnel-Spiegel

Zur Untersuchung der Entstehung konvergenter und divergenter Lichtbündel mit Hilfe der Fresnelschen Zonentheorie. Blende mit 40 hellen und dunklen Ringen, Abmessungen der Blende (mm): 50 x 50, Durchmesser der Grenzkreise: dn = 1,2 n0,5 mm mit n = 1,2,3...40. Fresnelspiegel auf Platte Funktion und Verwendung Zur Demonstration und quantitativen Untersuchung zweier kohärenter Lichtbündel im ungebeugten Licht. Ausstattung und technische Daten Spiegel auf Achatlagern und in Schutzrahmen auf Stiel, Neigungswinkel durch rückseitigen Feintrieb einstellbar, festmontierte Schutzhaube, Spiegelflächen (mm): 56 x 42, Abstand zwischen Spiegelmitte und Stielende: 180 mm 08560-00

excellence in science 442

Zur quantitativen Untersuchung zweier reflektierter, kohärenter Lichtbündel. Zwei auf einer Platte festmontierte Oberflächenspiegel, Spiegelmaße (mm): 40 x 30, Trägerplattenmaße (mm): 100 x 65, Neigungswinkel: 0,2°. Platte und Linse für Newtonsche Ringe 08551-00 Zonenplatte nach Fresnel 08577-03 Fresnelspiegel auf Platte 08561-00

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Kohärenz und Breite von Spektrallinien mit dem Michelson-Interferometer

Zwei Oberflächenplanspiegel und ein halbdurchlässiger Spiegel auf Metallplatte , Spiegelverschiebung mit 0,001 mm-Auflösung mittels Mikrometerschraube u. 1:10-Hebeluntersetzung, Feintriebe zur Neigungsjustierung des ortsfesten Spiegels, Halterung für zusätzlich erforderliche Küvette zur Untersuchung an Gasen, Grundplatte (120 x 120) mm, Spiegelflächen (30 x 30) mm, inkl. Schutzhaube und 2 Haltestielen 08557-00

Prinzip Kohärenz ist die Eigenschaft einer Welle, über einen größeren räumlichen und/oder zeitlichen Bereich hinweg eine definierte Phasenbeziehung aufzuweisen. Die zeitliche Kohärenz ist direkt verbunden mit der Frequenzbandbreite der Schwingung. An einem festen Punkt im Raum ändert sich die Phase von annähernd monochromatischem Laser-Licht über viele Schwingungsperioden hinweg wie eine gleichmäßige Schwingung. Nach einiger Zeit, der Kohärenzzeit, ändert sich die Phase gegenüber dieser gedachten Schwingung jedoch. Der Weg, den das Licht während der Kohärenzzeit zurücklegt, wird Kohärenzlänge genannt. In diesem Versuch zeigt sich bei einer Hg-Hochdrucklampe im stationären Betriebszustand, dass durch Doppler-Effekt und erhöhter Stoßzahl aufgrund hoher Druck und Temperaturwerte die Kohärenzlänge einer Spektrallinie verringert wird. Aufgaben 1. 2. 3.

Bestimmung der Wellenlänge von grünen Hg-Spektrallinien und ihrer Kohärenzlänge. Die in Aufgabe 1 bestimmten Werte werden genutzt um die Kohärenzzeit und den Wert der Halbwertsbreite zu berechnen. Überprüfung der Kohärenz Bedingungen für nicht-punktuelle Lichtquellen.

Lernziele Fraunhofer-und Fresnel-Beugung, Interferenz, Räumliche und zeitliche Kohärenz, Kohärenz Bedingungen, Kohärenz-Länge für nicht punktförmige Lichtquellen, Kohärenz-Zeit, Spektrallinien, Erweiterung der Linien durch Doppler-Effekt und Druck Erweiterung, Michelson-Interferometer, Vergrößerung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Brechungsindex von Luft und CO2 mit dem Michelson-Interferometer

Prinzip Eine kleine Küvette im Strahlengang des Interferometers wird schrittweise evakuiert. Aus der Anzahl der als Funktion des Drucks aus dem Zentrum des Interferenzmusters quellenden Ringe kann der Brechungsindex von Luft bestimmt werden. Zur Bestimmung des Brechungsindex von CO2 wird die evakuierte Küvette langsam mit dem Gas geflutet. Lernziele Interferenz, Wellenlänge, Phase, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit, Virtuelle Lichtquelle Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2220700

Küvette für Faraday-Effekt

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2220600

Interferometer nach Michelson

Funktion und Verwendung Zur optischen Untersuchung von Flüssigkeiten in Magnetfeldern, z. B. zwischen den durchbohrten Polschuhen (06495-00) eines Elektromagneten. Auch zur Bestimmung des Brechungsindex von Gasen und von Luft mittels optischen Interferometern geeignet. Ausstattung und technische Daten Zylinderküvette aus Spezialglas mit Füll- und Entlüftungsstutzen, Höhe: 12 mm, Durchmesser: 21,5 mm, inklusive Aufbewahrungskästchen

Funktion und Verwendung Zur Messung von Lichtwellenlängen und Brechzahlen von Flüssigkeiten und Gasen.

Küvette für Faraday-Effekt 08625-00 Küvettenhalter mit Stiel 08706-00

Ausstattung und technische Daten

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 443

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Polarisation und Doppelbrechung

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Polarisationspräparate ▪ ▪

Funktion und Verwendung Zur Demonstration von Polarisationseffekten. Ausstattung und technische Daten In Kunststoffrahmung 50 mm x 50 mm, Durchmesser der Präparate 10 mm. Polarisationspräparat Glimmer 08664-00 Polarisationspräparat Quarz, rechtsdrehend 08668-00 Polarisationspräparat Quarz, linksdrehend 08669-00

Dichroitische Folie zwischen Schutzglasscheiben 08610-00 und 08611-00: in drehbarer Halterung auf Metallfassung mit Winkelskale und Stiel. Abstand zwischen Filtermitte und Stielende: 180 mm; Skalenteilung: 1°; Drehbereich: +/- 90°; Effektiver Filterdurchmesser: 32 mm 08730-00 und 08730-01: Polarisationsfilter für Grundplatte 08700-00 mit kurzem Stiel (35 mm) 08613-00 Polarisationsfilter 50 mm x 50 mm mit 0,5 mm Starker Kunststofffolie

Polarisationsfilter auf Stiel 08610-00 Polarisationsfilter mit Nonius 08611-00 Polarisationsfilter für Grundplatte 08730-00 Polarisationsfilter, Halbschatten, für Grundplatte 08730-01 Polarisationsfilter, 50 mm x 50 mm 08613-00

Polarimeterröhre

Kalkspat-Kristall Funktion und Verwendung Zum Nachweis der Drehung der Polarisationsebene durch optisch aktive Substanzen in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten Mit 2 Füllstutzen, Länge: 100 mm, Durchmesser: 14 mm 08650-00 Funktion und Verwendung Zum Nachweis der Doppelbrechung. Ausstattung und technische Daten

Halbschattenpolarimeter, 230 V AC

Unbearbeitetes Spatstück in natürlicher Form, Abmessungen (mm): 30 x 30 x 25 m , mit Aufbewahrungsbox 08640-00

Verschiedene Polarisationsfilter Funktion und Verwendung Halbschattenpolarimeter zur Konzentrationsbestimmung optisch aktiver Substanzen in Flüssigkeiten. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kompaktgerät mit Lichtquelle 2 Polarimeterröhren: 100 + 200 mm 1 auf die Na-D-Linie abgestimmter Filter 2 Skalen 0-180 Grad Skalenteilung: 1 Grad Ablesbarkeit: mit Nonius 0,05 Grad Natriumlampe: 589 nm Netzanschluss: 230 VAC

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung und Analyse von linear polarisiertem Licht.

excellence in science 444

35906-93

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Faraday-Effekt

Küvette Zur optischen Untersuchung von Flüssigkeiten in Magnetfeldern, z. B. zwischen den durchbohrten Polschuhen (06495-00) eines Elektromagneten. Auch zur Bestimmung des Brechungsindex von Gasen und von Luft mittels optischen Interferometern geeignet. Zylinderküvette aus Spezialglas mit Füll- und Entlüftungsstutzen, Höhe: 12 mm, Durchmesser: 21,5 mm, inklusive Aufbewahrungskästchen.

Prinzip Durch Anlegen eines Magnetfeldes an ein dielektrisches transparentes Medium wird die Polarisationsebene des polariserten Lichtes, welches durch das Medium läuft, gedreht. Es soll der lineare Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel und dem Produkt aus mittlerer magnetischer Flußdichte und Länge des durchlaufenen optischen Mediums an einem Flintglasstab gezeigt werden. Die Proportianalitätskonstante, Verdet-Konstante genannt, wird in Abhängigkeit von Wellenlänge und optischem Medium untersucht.

Polschuhe, durchbohrt 06495-00 Glasstab für Faraday-Effekt 06496-00 Küvette für Faraday-Effekt 08625-00

Kerr-Effekt

Aufgaben 1.

Bestimmung der magnetischen Flussdichte zwischen den Polschuhen mit der axialen Hallsonde für verschiedene Spulenströme. Bestimmung der mittleren magnetische Flußdichte über numerische Integration und Ermittlung des Verhältnis maximaler zu mittlerer Flußdichte. Messung der maximalen Flussdichte in Abhängigkeit des Spulenstrom und Ermittlung der Beziehung zwischen mittlerer Flußdichte und Spulenstrom. Das Verhältnis aus Aufgabe 1 wird dazu als konstant angenommen. Bestimmung des Drehwinkels in Abhängigkeit von der mittleren Flußdichte mit verschiedenen Farbfiltern und Berechnung der entsprechenden Verdet-Konstanten für die einzelnen Farben. Auswertung und Interpretation der Verdet-Konstanten in Abhängigkeit von der Wellenlänge.

Lernziel Elektromagnetische Wechselwirkung, Schwingungen von Elektronen, Elektromagnetismus, Polarisation, Verdet-Konstante, Hall-Effekt Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260100

Zubehör für Faraday-Effekt-Versuch

Prinzip Monochromatisches, vertikal polarisiertes Licht trifft auf ein PLZTElement (Blei-Lanthan-Zirkon-Titan-Legierung). Dieses ist in einer Halterung in einem Winkel von 45° zur Senkrechten angebracht. Es wird ein elektrisches Feld an das PLZT-Element angelegt. Das elektrische Feld bewirkt, dass das PLZT-Element doppelbrechend wird. Die Phasenverschiebung zwischen ordentlichem und außerordentlichem Lichtstrahl hinter dem PLZT-Element wird als Funktion der angelegten Spannung aufgenommen. Es wird deutlich, dass die Phasenverschiebung proportional zum Quadrat des elektrischen Feldes bzw. der angelegten Spannung ist. Aus der Proportionalitätskonstante wird die Kerr-Konstante berechnet. In herkömmlichen Lehrgeräten zum Kerr-Effekt kommt Nitrobenzol zum Einsatz. Das PLZT-Element ist im Gegensatz dazu ungiftig und benötigt lediglich eine Spannung von einigen hundert Volt. Es stellt also eine sehr gute Alternative zum Nitrobenzol dar. Aufgaben 1.

Die Phasenverschiebung des ordentlichen und außerordentlichen Lichtstrahls werden bei unterschiedlichen am PLZT-Element angelegten Spannungen bzw. elektrischen Feldern gemessen. Die Halbwellenspannung U wird bestimmt. Das Quadrat der angelegten Spannung wird gegen die Phasenverschiebung zwischen ordentlichem und außerordentlichem Lichtstrahl aufgetragen. Es soll ein näherungsweise linearer Zusammenhang zwischen den beiden Größen gezeigt werden. Aus der Geradensteigung wird die Kerr-Konstante berechnet.

Lernziele Polschuhe Paarweise zu verwenden mit Glasstab für Faraday-Effekt. Aufsetzbar auf U-Eisenkerne mittels 4-mm-Fixierstifte. Bohrungsdurchmesser: 11 mm Glasstab Bleiglasstab mit polierten Stirnflächen, einzusetzen in Polschuhe (06495-00). Länge: 30 mm, Durchmesser: 11 mm, einzusetzen in Polschuhe (06495.00)

Lichtpolarisation, Doppelbrechung, Optische Anisotropie, Lichtmodulation, Elektrooptischer Modulator, PLZT-Element Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260200

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 445

2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik

Kerr-Zelle, PLZT-Element

Kerr-Zelle, PLZT-Element für Grundplatte

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung der Kerr-Konstante und für Versuche zur elektro-optischen Modulation. Ausstattung und technische Daten Elektro-optischer Lanthankristall mit Blei / Zirkonat / Titanat-Dotierung in Schutzfassung auf Halter mit Stiel und BNC-Buchse, Abmessungen PLZT-Element (mm): ca. 10 x 1,5 x 1,5 mm, Halbwellenspannung: 400 V...800 V, Transparenz: ca. 80 %, Fassungsdurchmesser: 58 mm, Abstand zwischen Probenmitte und Stielende: 180 mm

Elektro-optischer Lanthankristall mit Blei / Zirkonat / Titanat-Dotierung in Schutzfassung auf Halter mit BNC-Buchse. Ausstattung und technische Daten PLZT-Element (mm): ca. 10 x 1,5 x 1,5, Halbwellenspannung (V): 400...800, Transparenz: ca. 80%, Fassungsdurchmesser: 58 mm, auf Rundstiel: Ø=10 mm, l = 68 mm 08731-00

08641-00

excellence in science 446

Funktion und Verwendung

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Praktikumssystem Advanced Optics Kompakter, übersichtlicher Aufbau von 1- und 2-dimensionalen Anordnungen Sicher in der Anwendung durch magnetisch haftende Stellzeuge Exzellente Ergebnisse durch vibrationsgedämpfte Grundplatte mit hoher Eigensteifigkeit Mehr als 45 dokumentierte Versuche aus den Bereichen Wellenoptik, Holografie, Interferometrie, Fourier Optik und Angewandte Optik Einfach erweiterbar

Advanced Optics, Versuchspaket Holographie inkl. Handbuch (englisch) Funktion und Verwendung Ein Komplettset für die Durchführung der Versuche ▪ ▪ ▪

Weisslichthologramm Transmissionshologramm Kopie eines Hologramms

unter Verwendung des Systems "Advanced Optics", inklusive Handbuch "Holography".

In den Handbüchern finden sich, thematisch geordnet, die ausführlichen Beschreibungen zu 45 Versuchen zu dem Praktikumssystem „Advanced Optics“. Die Themenliste der Handbücher siehe Kapitel "Literatur". Demo expert Physik Handbuch Laser 1, Versuche mitkohärentem Licht (LPT) 01179-01 Demo expert Physics Manual Laser 2, Holography (LHT) 01400-02 Demo expert Physics Manual Laser 3, Interferometry (LIT) 01401-02

08700-55

Advanced Optics, Versuchspaket Interferometrie inkl. Handbuch (englisch)

Fabry-Perot-Interferometer - Bestimmung der Wellenlänge des Laserlichts

Funktion und Verwendung Ein Komplettset für die Durchführung der Versuche ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Michelson Interferometer (Kompakte und hochauflösende Version) Bestimmung des Brechungsindex von CO2- mit dem Michelson Interferomer Bestimmung des Brechungsindex von Luft mit dem Mach-Zehnder Interferometer Bestimmung der Wellenlänge von Licht mit dem Fabry-Perot Interferometer Visualisierung von Resonatormoden mit dem Fabry-Perot Interferometer

unter Verwendung des Systems "Advanced Optics", inklusive Handbuch "Interferometry". 08700-66

Experimentierliteratur "Advanced Optics"

Prinzip Zwei Spiegel sind so zusammengestellt, dass sie ein Fabry-Perot Interferometer bilden. Mit ihnen kann die Mehrstrahl-Interferenz eines Laserstrahls untersucht werden. Durch Bewegen eines Spiegels kann die Veränderung der Interferenzmuster untersucht werden und die Wellenlänge des Laserstrahls kann bestimmt werden. Aufgaben 1. 2.

Konstruktion eines Fabry-Perot Interferometers mit Hilfe verschiedener optischer Komponenten. Das Interferometer wird zur Bestimmung der Wellenlängen des Laserstrahls benutzt.

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Interferenz Wellenlänge Brechungsindex Lichtgeschwindigkeit Phase

P2221205

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 447

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Grundplatte mit Transportkoffer

Optische Bauteile für die Grundplatte

Funktion und Verwendung Zur Aufnahme von magnetisch haftenden optischen Komponenten mit denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie, Interferometrie und Fourier-Optik aufgebaut werden können. Mit Transportkoffer: Schützt die Experimentaufbauten gegen Staub. Dank der rutschsicheren magnetischen Haftung können auch komplette Versuchsaufbauten transportiert werden. Zur Experimentdurchführung verbleibt die Platte mit schwingungsgedämpfter Lagerung im Kofferboden. Ausstattung und technische Daten Grundplatte: ▪ Biegesteife, vibrationsgedämpfte und korrosionsgeschützte Metallplatte mit (5 cm x 5 cm)-Rasterdruck und rutschsicheren Gummifüßen. Drei fest montierte Spannstellen für Laser- und Lasershutter-Montage ▪ Abmessungen (mm): 590 x 430 x 24 ▪ Masse: 7 kg Mit Koffer: ▪ ▪ ▪

Zusätzliche schwingungsgedämpfte Lagerung im Kofferboden Aufsetzbare, verschließbare Kofferhaube Abmessungen des Koffers (cm): 62 x 46 x 28 Gesamtmasse (Platte + Koffer): 13 kg

Grundplatte mit Transportkoffer 08700-01 Optische Grundplatte mit Gummifüssen 08700-00

Polarisation durch Lambda/4-Plättchen

1| Oberflächenspiegel, 30 x 30 mm Einsetzbar in Justierhalterung (08711.00) für Versuche mit der optischen Grundplatte. Hochwertiger Planspiegel mit Schutzschicht aus Siliziumdioxid , auf Aluminiumträger , Spiegelfläche (mm): 30 x 30, Planität: 1/8-Lamda 08711-01

2| Oberflächenspiegel d = 80, mit Justierhalterung Hochwertiger Planspiegel mit Schutzschicht aus Siliziumdioxid für Versuche mit der optischen Grundplatte. Auf Träger mit Rundstiel und Stellschrauben zur Neigungsjustierung in X/Y-Richtung, Stiellänge: 76 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Spiegeldurchmesser: 80 mm, Planität: 1/10-Lambda 08712-00

3| Hohlspiegel, f = 5 mm, mit Halter Oberflächenspiegel (d =10mm) auf magnetisch haftendem Kugelgelenk für Versuche mit der optischen Grundplatte. Montiert auf Rundstiel (d =10 mm, l =110 mm) 08720-00

4| Fresnel-Spiegel für Grundplatte Monochromatisches Licht trifft auf ein Glimmerplättchen, senkrecht zu dessen optischer Achse. Bei entsprechender Plättchendicke (λ/4-Plättchen) haben ordentlicher und außerordentlicher Strahl beim Austritt aus dem Medium eine Phasenverschiebung von 90°. Für verschiedene Winkelstellungen zwischen der optischen Achse des λ/4-Plättchens und der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes wird die Polarisation des austretenden Lichtes untersucht. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Laser 1, Versuche mit kohärentem Licht (LPT) 01179-01 Deutsch P1217400

Hochwertige Oberflächenplanspiegel für Interferenzversuche. Spiegel auf Achatlagern und in Schutzrahmen, Neigungswinkel durch rückseitigen Feintrieb einstellbar, festmontierte Schutzhaube, Spiegelflächen (56 x 42)mm, auf Rundstiel Ø=10mm, l = 50mm. 08728-00

5| Newtonsches Farbenglas für Grundplatte Zur Erzeugung Newtonscher Ringe. Plankonvexlinse auf optisch ebener Spiegelglasplatte mit eingraviertem mm-Maßstab; justierbar in Metallschirm. Linsendurchmesser 40 mm. Linsenkrümmungsradius 12 m. Auf Rundstiel Ø=10 mm, l=35 mm. 08730-02

excellence in science 448

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

6| Polarisationsfilter für Grundplatte

Metallstäbe für Magnetostriktion, 3 Stück

Polarisationsfilter in drehbarer Halterung mit Winkelskale, Polarisationsgrad: 99%, Drehbereich: ± 90°, Skalenteilung: 1°, eff. Filterdurchmesser: 32 mm, auf Rundstiel Ø = 10 mm, l = 35 mm.

Nickel- Eisen- und Kupferstab (jeweils Ø = 8 mm, l = 150 mm) mit einseitigem M6-Gewinde zur Fixierung in Spule für Faraday-Effekt und Magnetostriktion.

08730-00

7| Polarisationsfilter, Halbschatten, für Grundplatte

08733-01

Achromatisches Objektiv 20x/N.A. 0,4

Zum Aufbau eines Halbschattenpolarimeters. Halbkreisförmiger Filter in drehbarer Metallfassung mit Winkelskale, Polarisationsgrad: 99%; Drehbereich: ± 90°, Teilung: 1°, Filterdurchmesser: 32 mm, auf Rundstiel Ø = 10 mm, l = 35mm. 08730-01

8| Kerr-Zelle, PLZT-Element für Grundplatte Elektro-optischer Lanthankristall mit Blei / Zirkonat / Titanat-Dotierung in Schutzfassung auf Halter mit BNC-Buchse. PLZT-Element (mm): ca. 10 x 1,5 x 1,5, Halbwellenspannung: 400...800 V, Transparenz: ca. 80%; Fassung d: 58 mm; Rundstiel Ø = 10 mm, l = 68mm. 08731-00

9| Fotoelement-Silicium für Grundplatte

Funktion und Verwendung Für die Aufweitung des Laserstrahls z. B. bei Versuchen zur Holografie oder als ein Teil eines Raumfilters. Ausstattung und technische Daten Zur Aufnahme in die Verstelleinrichtung x,y (08714-00) wird der Adapterring (08714-01) benötigt. 62174-20

Spiegel für optischen Resonator

Zur Bestimmung von Lichtintensitäten. Spektralbereich: 400 nm...1100 nm, mit wechselbaren Rundstielen Ø = 10 mm und l = 110 mm bzw. l = 250 mm, inklusive Spaltblende d = 0,3 mm. 08734-00

10| Strahlteilerplatte 50 % : 50 % Halbdurchlässiger, nichtpolarisierender Glasspiegel zur gleichteiligen Aufteilung von Lichtstrahlintensitäten, abgestimmt auf Wellenlänge 633 nm. Plattenmaße (mm): 50 x 50 x 3,2 08741-00

11| Strahlteilerplatte 70 % : 30 %, auf Träger Teildurchlässige Glasplatte zur Aufteilung von Lichtstrahlintensitäten in 30%-Transmission und 70%-Reflexion, u. a. zum Aufbau eines Fabry-Perot-Interferometers. Montiert auf Metallrahmen, Plattenmaße (mm): 30 x 30 x 1,7, Rahmenmaße (mm): 50 x 30 x 4

Funktion und Verwendung Zum Aufbau eines Fabry-Perot Interferometers auf der optischen Grundplatte. Verschiedene Moden im HeNe-Laserlicht können sichtbar gemacht werden. Zur Halterung und Justage wird die Justierhalterung (08711-00) empfohlen. Planspiegel HR > 99%, in Fassung 08711-02 Konkavspiegel OC, r = 1,4 m, T = 1,7 % 08711-03

08741-01

12| Faraday-Modulator Kupferspule auf temperaturstabilem Wickelkörper mit Einsatz zur Aufnahme von Glasstäben für Faraday-Effekt oder von Metallstäben zur Magnetostriktion, auf Rundstiel und mit fester 1 m-Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern, Windungszahl: 1200, Induktivität: 6,3 mH, Ohmscher Widerstand: 4 Ohm, Strom: max. 5 A, Innendurchmesser: 14 mm 08733-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 449

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Halter und Stellzeuge Mit Spannzapfen zur Aufnahme in Verschiebeinrichtung horizontal, mit Justierlochblende, X,Y-Verstellweg: max. ± 2mm 08714-00

6| Adapterring Zur Aufnahme von Mikroskopobjektiven (z. B. Objektiv 20 x, (62174.20)) in Verstelleinrichtung x,y (08714.00). Mit Innengewinde zur Aufnahme von Mikroskopobjektiven. 08714-01

1| Magnetfuß für Grundplatte Durch innere Dreipunktführung sehr genaue Einspannvorrichtung zur Halterung von optischen Komponenten mit Rundstielen (Durchmesser: 10 mm...13 mm) auf der optischen Grundplatte.

7| Lochblende (Pinhole) 30 µm In Verbindung mit Mikroskopobjektiven zur Unterdrückung von Störungen im Laserlicht (Raumfilter), in Fassung (Durchmesser: 25 mm).

Fuß (h = 55 mm) mit abriebsfester Kunststoffgleitfolie. 08743-00 08710-00

2| Justierhalterung, 35 x 35 mm

8| Stellring D 18 x D 10 x 8 Zur Höhenfixierung von optischen Komponenten mit Rundstielen.

Zur Aufnahme und x/y-Positionierung optischer Bauteile wie beispielsweise Oberflächenspiegel. Mit feinfühligen Stellschrauben zur Einstellung der Kipplage der optischen Komponenten, mit Rundstiel, Stiellänge: 75 mm, Stieldurchmesser: 10 mm

9| Drehschiene mit Winkelteilung Zur reproduzierbaren Winkelverstellung von optischen Komponenten um einen frei positionierbaren Drehpunkt.

08711-00

3| Halter für Platten Zum Einspannen und Haltern von Glasplatten, Strahlteilern etc. Mit gummibelegten Klemmbacken mit Rändelschraube, mit zwei Wechselstielen l = 75mm und l = 10mm 08719-00

Auf Magnetfüßen, Aufnahme im Drehpunkt für Komponenten mit Rundstielen, zusätzlich schwenkbare Metallschiene zur Aufnahme weiterer magnetisch haftender Komponenten, Drehbereich: 360°, Teilung: 5° 08717-00

10| Halter für koaxiale Laser

4| Verschiebeinrichtung, horizontal Verschiebeinrichtung zur Aufnahme und linear Verschiebung optischer Komponenten. Spindeltrieb mit skaliertem und arretierbarem Stellknopf, auf Stiel l = 50 mm; Ø = 10 mm, Verschiebebereich: 40 mm, Stellgenauigkeit: 0,1 mm

Halterung auf Stiel mit 3-Punktlagerung zur Aufnahme von Laserrohren, Durchmesser der Laserrohre: 30...35 mm, Stiellänge: 65 mm. 08705-00

11| Feinsteinstelltrieb auf Platte In Verbindung mit Grundplatte für Optik zum Aufbau von Interferometern.

08713-00

5| Verstelleinrichtung x/y Zur Aufnahme und Feinpositionierung von optischen Komponenten zur Strahlaufweitung und Raumfilterung. Dreipunktlagerung und Verstellung in zwei zueinander senkrechten Achsen, sowie senkrecht zur optischen Achse.

excellence in science 450

08710-01

Biegesteife Stahlbasisplatte mit Verstelleinrichtung zur reproduzierbaren Linearverschiebung von optischen Komponenten , Weglängenänderung durch Hebeluntersetzung mit Mikrometerschraube, Verschiebeweg: max. 0,25 mm, Auflösung: 0,5 µm, Plattenmaß (mm): 320 x 200 x 14, Masse: 5 kg 08715-00

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Lichtleiter mit zwei Haltern

4| Spalt verstellbar für Grundplatte Symmetrisch verstellbarer und drehbarer Spalt, Spaltbreite: 0...6 mm, Spaltlänge: 30 mm, Drehwinkel: ± 135°, mit Rundstiel (d =10 mm, l =35 mm). 08727-00

5| Prismentisch mit Halter für Grundplatte Funktion und Verwendung Flexibler Kunststofflichtleiter (POF) geeignet für einfache Experimente zur Leitung von Licht und zur optischen Informationsübertragung. Durch Halter mit zwei Stiellängen sowohl auf optischer Grundplatte als auch im Versuchsaufbau zum didaktischen He-Ne Laser einsetzbar. Die Konstruktion der Halter erlaubt eine Adaption an das Fotoelement Silicium (08734-00) aber auchan an den Si-Fotodetektor mit Verstärker (08735-00). 08736-00

Prismenhalterung mit einem höhenverstellbaren Klemmbügel. Tischdurchmesser: 64 mm, Klemmweite: max. 80 mm, auf Rundstiel (d =10 mm, l = 50 mm) 08725-00

LDA - Laser-Doppler-Anemometrie mit Cobra3

Weitere Bauteile für die Grundplatte

Prinzip Kleine Partikel durchstömen das LDA Messvolumen und streuen das Licht, dessen Frequenz aufgrund des Doppler-Effekts durch die Partikel-Bewegung verschoben ist. Die Frequenzänderung des gestreuten Licht wird erfasst und in eine Teilchen- bzw. Strömungsgeschwindigkeit umgewandelt.

1| Linsenhalter für Grundplatte Zur Aufnahme von Linsen mit Metallfassung, mit Rundstiel (d =10 mm, l =35 mm). 08723-00

2| Blendenhalter für Grundplatte Drehbarer Halter mit Winkelskale zur Aufnahme von Blenden, Filtern, Polfolien usw., Winkelskale: ± 90°, Ablesung: 1°, mit gummibeschichteter Objektauflage und 2 Klemmbügeln, auf Rundstiel (d = 10 mm, l = 35 mm).

Aufgaben 1.

Messung der Lichtfrequenzänderung einzelner Lichtstrahlen, die von bewegten Teilchen reflektiert werden.

Lernziel Interferenz, Doppler-Effekt, Streuung des Lichts durch kleine Partikel (Mie-Streuung), Hoch- und Tiefpassfilter, Abtasttheorem, Spektrale Leistungsdichte, Turbulenz Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260511

08724-00

LDA-Zubehörsatz 3| Halter für Geradsichtprisma für Grundplatte Zur Aufnahme von Geradsichtprismen.

Funktion und Verwendung Spezielle Komponenten die für den Versuch „LDA - Laser Doppler Anemometrie mit Cobra3“.

Mit 3 verstellbaren Klemmvorrichtungen zur Aufname von Geradsichtprismen bis (45 mm x 30 mm)-Querschnitt, auf Rundstiel (d = 10 mm, l = 50 mm).

Ausstattung und Technische Daten Der Satz besteht aus einer Glasküvette, Silikonschlauch 1m sowie Streupartikeln in Spritzflasche.

08726-00

08740-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 451

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Spezielle Komponenten für die Holografie

Dunkelkammerausrüstung für Holografie

Bestehend aus: 4 Kunststoffschalen, Dunkelkammerleuchte mit Grünfilter, Schalenthermometer, Rollenquetscher, 2 Klammern, 2 Fotopinzetten, Tricher, 4 Enghalsflaschen, 100-Laborhandschuhen sowie Reinigungsset für optische Komponenten. 08747-88

Holografie-Fotoplatten, 25 Stück

1| Küvette mit Magnetfüßen Haltevorrichtung zur Belichtung, Entwicklung und Spülung von Holografieplatten und -filmen für Versuche zur Echtzeit-Holografie. Küvette aus schlierenfreien, planparallelen Glasplatten und mit 2 Schlauchanschlüssen, mit zwei Klemmelementen zur exakten Positionierung von Holographiefilmen oder -platten, Maße (mm): 225 x 56 x 202. Masse: 1015 g 08748-00

Fotoplatten, empfindlich für He-Ne-Laserlicht (633 nm), Format (mm): 127 x 102, mit extrem hoher Auflösung von ca. 6000 Linien / mm. 08746-00

Holografie-Planfilm, 50 Stück Planfilm, empfindlich für He-Ne-Laserlicht (633 nm). Auflösungsvermögen: >3000 Linien / mm, Empfindlichkeit bei 633 nm: 0,1 J / cm2. Beugungseffizienz (633 nm): > 40 %, Lieferumfang: 50 Stück, Maße (mm): 102 x 127

2| Einsatz für Holografieplatten

08746-01

Korrosionsfeste Edelstahlhalterung für die Küvette mit Magnetfüßen (08748-00) zur Aufnahme von 102 x 127-mm-Standardplatten oder Halbformate.

Aufnahme und Rekonstruktion eines Hologramms

08748-01

3| Einsatz für Holografieplanfilme Plexiglashalterung für die Küvette mit Magnetfüßen (08748-00) zur Planfilmfixierung durch Unterdruckerzeugung mit Hilfe einer zusätzlich erforderlichen Handvakuumpumpe mit Manometer (08745-00). Einsatzmaße (mm): 170 x 130 x 40, geeignet für Holografiefilme mit folgenden Abmessungen (mm): 80 x 60, 80 x 100 und 127 x 102. 08748-02

4| Holografie-Objekt Dreidimensionaler Modellkörper (Göttinger Gänseliesel) auf Magnetfuß, Höhe: 17 cm. 08749-00

Ein Hologramm enthält auch räumliche Informationen, die in der Phase des reflektierten Laserlichtes enthalten sind. Um dies zu erzeugen wird ein kohärenter Lichtstrahl durch einen Strahlteiler in einen Objekt- und Referenzstrahl aufgespalten. Diese beiden Strahlen interferieren in der Ebene des fotografischen Filmes. Das Hologramm wird mit dem Referenzstrahl rekonstruiert, der auch bei der Aufnahme des Hologramms verwendet wurde. Aufgaben 1. 2. 3.

Erfassung des holografischen Bildes eines Objektes. Entwicklung und Entfärbung des Phasenholograms. Rekonstruktion des Transmissionshologramms.

Lernziele

Chemikaliensatz für Holografie Entwickler, Stoppbad, Netzmittel, Laminat und weißer, wasserlöslicher Sprühfarbe zur Kontrast- und Reflexionssteigerung von Holografieobjekten.

Objekt-/ Referenzstrahl, reales / virtuelles Bild, Phasen- /Amplitudenhologramm, Interferenz, Beugung, Kohärenz. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260300

08746-88

excellence in science 452

Prinzip

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Si-Fotodetektor mit Verstärker

Lehrsystem Helium-Neon-Laser

Helium-Neon-Laser, Basic Set

Funktion und Verwendung Si-Diode mit hohem Signal/Rausch-Verhältnis für fotometrische Messungen bei hohem Störpegel. Ausstattung und technische Daten Auf Rundstiel verschiebbarer Halter für Diode mit Vorsatzlinse, mit abnehmbarer Schlitzblende und 1,5 m Kabel mit Diodenstecker zum Anschluss an erforderliche Control-Unit. Spektralbereich: 390 nm...1150 nm, Empfindlichkeitsmaximum: 900 nm, Dunkelspannung: 0,75 mV, Empfindlichkeit (900nm): 860mV/µW/cm², Bandbreite: 65 kHz, Blendenschlitz: d = 0,3 mm, Stiel l = 110 mm; Ø = 10 mm 08735-00

Control Unit für Si-Fotodetektor

Prinzip

Funktion und Verwendung

Der Unterschied zwischen spontaner und stimulierter Lichtemission wird untersucht. Die Strahlausbreitung innerhalb des Resonatorhohlraums eines He-Ne-Laser und seine Divergenz werden bestimmt, ihre Stabilitätsbedingungen überprüft und die relative Leistung des Lasers wird in Abhängigkeit von der Lage des Rohres im Resonator und des Röhrenstroms gemessen. Die folgenden Aufgaben können mit dem Basic Set (08656-02) durchgeführt werden. Aufbauend darauf können, wenn ein Monochromator zur Verfügung steht, mit Hilfe eines doppelbrechenden Empfängers und eines Littrow-Prismas verschiedene Wellenlängen ausgewählt und quantitativ bestimmt werden (Advanced Set).

Verstärker für Si-Fotodetektor

Aufgaben

Ausstattung und technische Daten Mit 3-BNC-Ausgängen: Ausgang 1 (Monitorausgang), Verstärkungsfakor: 1; Bandbreite DC...60 kHz Ausgang 2 Verstärkungsfaktor 1...100 Bandbreite AC; 10 Hz..60 kHz Ausgang 3 (Filterausgang) Verstärkungsfaktor: 1...100 Bandbreite AC; 200 Hz...10 kHz, Eingang: 5-polige Diodenbuchse für Si-Fotodetektor, Anschluss: +9 V...+12 V, Leistungsaufnahme: 1 W, schlagfestes Kunststoffgehäuse (mm9: 194 x 140 x 130; mit Traggriff, inklusive 110 V/240 V-Netzteil. 08735-99

Transparentschirm mit Stiel, 150 x 150 mm mm²

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Justieren Sie den He-Ne-Laser und richten Sie die Resonatorspiegel mithilfe des Pilotlasers aus. Prüfen Sie die Stabilitätsbedingung eines halbkugelförmigen Resonators. Messen Sie die integrale relative Leistung in Abhängigkeit der Position der Laserröhre innerhalb des halbkugelförmigen Resonators. Messen Sie den Strahldurchmesser innerhalb des halbkugelförmigen Resonators rechts und links neben der Laserröhre. Bestimmen Sie die Divergenz des Laserstrahls. Messen Sie die integrale relative Leistung in Abhängigkeit vom Röhrenstrom.

Der He-Ne-Laser kann mit einem BFT oder LTP verstärkt werden. Längs-Modi können durch die Verwendung eines Fabry-Perot-Etalon schwacher Finesse beobachtet werden (Advanced Set). Anmerkung: Diese Punkte können nur quantitativ erfasst werden, wenn ein Monochromator und ein Fabry-Perot-Analyse-System zur Verfügung stehen. Lernziel

Funktion und Verwendung Transparentschirm aus matter Kunststoffscheibe mit eloxiertem Aluminiumstiel. Ideal geeignet für den Einsatz in Schülerexperimenten auf der optischen Bank für die Darstellung der Linsengesetze und Projektion. Ausstattung und technische Daten Fläche (mm): 150 × 150, Dicke: 3 mm, Stiel Ø: 12 mm, Stiellänge: 32 mm, Masse: 125 g

Spontane und stimulierte Lichtemission, Inversion, Kollision zweiter Art, Gasentladungsröhre, Resonator, Quer- und LängsResonator-Mode, Doppelbrechung, Brewster-Winkel, Littrow-Prisma, Fabry-Perot-Etalon Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260701

08732-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 453

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Experimentierset He-Ne-Laser, Basic Set

Funktion und Verwendung Enthält die wesentlichen Komponenten für die Durchführung des Versuchs P2260701. Ausstattung und technische Daten 6 mW He-Ne-Kapillarröhre mit zwei 55,5°-Brewster-Fenstern, Ballastwiderstand und HV-Steckern, 2 Röhrenhalter mit xy-Stellern, auf Reitern, Netzgerät 2...8 mA mit Anzeige des Röhrenstroms, 2 Halter mit xy-Feinstellern für opt. Komponenten; auf Stiel , 2 Halter für 25 mmOptiken, 4 Laserspiegel mit hochreflektierender, dielektrischer Oberflächenvergütung: 1 x plan, 1 x konkav r = 1000 mm, 1 x konkav r = 1400 mm, 1 x Auskoppelspiegel konkav r = 1400 mm; Durchmesser: 12,7 mm / 25 mm, Grüner 1 mW Diodengepumpter frequenzverdoppelter Yttrium-Vanadat (Nd:YVO4) Justierlaser, Halter für Justierlaser mit xy-Stellern, auf Reitern f. optische Profilbank, Optische Bank auf Trägerschiene, l = 1,5 m, 3 Reiter für optische Profilbank zur Aufnahme von 10...13 mm Durchmesser Rundstielen 08656-93

Experimentierset He-Ne-Laser, Advanced set

Funktion und Verwendung Für fortgeschrittene Experimente mit dem Lehrsystem He-Ne-Laser, bestehend aus: Lyot-Platte mit Halter und Reiter, Littrow Prisma mit x/y-Halter, Fabry-Perot Etalon in x/y-Halter. 08656-02

1| Lyot-Platte mit Halter und Reiter Doppelbrechende Quarzplatte zur Linienselektion bei fortgeschrittenen Experimenten mit dem Lehrsystem He-Ne-Laser. 08656-10

2| Littrow Prisma mit x/y-Halter Bei fortgeschrittenen Experimenten mit dem He-Ne-Laser für die Wellenlängenselektion. 08656-20

3| Fabry-Perot Etalon in x/y-Halter Zur Analyse von Longitudinalmoden des He-Ne-Lasers in fortgeschrittenen Experimenten. 08656-30

excellence in science 454

Netzgerät für He-Ne-Laser

Funktion und Vewendung Zum Betreiben von He-Ne-Laserröhren mit einer Ausgangsleistung zwischen 0,5 und 10 mW. Der Strom am Ausgang dieses Gerätes kann kontinuierlich zwischen 3 und 10 mA variiert werden. Ausstattung und technische Daten Digitalanzeige für den Ausgangsstrom, Hochspannungsstecker für Verbindung zu den Laserröhren, Stromversorgung: 100 V...240 V, AC, 50/ 60 Hz, Zündspannung: max. 12 kV, Arbeitsspannung: max. 4 kV, Stromabgabe: 3...10 mA 08701-99

Lehrsystem Nd:YAG-Laser Das Lehrsystem Festkörper-Laser, bestehend aus den Grundgerätesätzen Halbleiter-Laser und optisches Pumpen, ist ein modulares System zur schrittweisen Erarbeitung folgender Hauptthemen: • Der Halbleiter-Dioden Laser • Optisches Pumpen • Der Nd:YAG-Laser • Frequenzverdopplung Im Einzelnen können folgende Lernziele experimentell erarbeitet werden: • Charakteristische Eigenschaften eines Halbleiter-Dioden Lasers • Optisches Pumpen an einem Nd:YAG-Laser mit einem Halbleiter-Dioden-Laser als Pumpquelle • Bestimmung der Halbwertzeit angeregter Zustände eines lasernden Materials • Stufenweiser Aufbau eines Nd:YAG-Lasers einschließlich Spiegeljustage zur Abstimmung des optischen Resonators. • Demonstration des „Spiking“ • Bestimmung des Wirkungsgrades und der Schwellenenergie • Beobachtung transversaler Laser-Moden • Frequenzverdopplung durch Einsatz eines KTP-(Kaliumtitanylphosphat) Kristalls Die hochwertigen optischen Komponenten sind sämtlich in robusten mechanischen Halterungen montiert, die je nach Aufgabe reproduzierbar auf einer optischen Metallgrundplatte montiert werden.

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Optisches Pumpen

Ausstattung und technische Daten Diodenlaser mit Steuereinheit: Max. Leistung: 450 mW-, Wellenlänge: 810 nm, Laserklasse: 4, Temperaturregelung: 10 bis 40 °C, Genauigkeit +/- 0,1 °C, Stromregelung: 0...1000 mA, Interne Modulation: 0,5 -60 kHz; Rechteck Nd:YAG-Kristall: Länge: 5mm, Durchmesser: 5mm Beschichtung Seite 1: transmittierend für 810 nm, hoch reflektiv für 1064 nm

Prinzip Ein Festkörperlaser ist ein Laser, dessen verstärkendes Medium ein kristalliner Festkörper ist. Beispiele für gebräuchliche Festkörperlasermedien sind: Rubinlaser, rot, Wellenlänge 694 nm und Nd:YAG-Laser, infrarot, Wellenlänge 1064 nm. Um in diesem Medium eine Besetzungsinversion zu erreichen, müssen mehr Elektronen ins obere Laserniveau gehoben werden als im unteren Laserniveau vorhanden sind, Dieser Vorgang heißt Pumpen. Ein Festkörperlaser wird normalerweise durch das Beleuchten mit sehr hellen Lichtquellen wie z. B. Blitzlampen oder geeigneten Halbleiterlasern optisch gepumpt. Das sichtbare Licht eines Halbleiter-Dioden-Lasers wird verwendet, um die Neodym-Atome in einem Nd:YAG Stab anzuregen (Neodymium Yttrium Aluminium Granat). Die Leistung des HalbleiterDioden-Lasers wird zunächst in Abhängigkeit vom Injektionsstrom aufgezeichnet. Das Fluoreszenz-Spektrum des Nd:YAG-Stabes wird dann bestimmt und die Absorptionslinien der Nd-Atome werden vermessen. Die mittlere Lebensdauer des 4F3/2-Niveaus der NdAtome wird näherungsweise bestimmt. Aufgaben 1.

Bestimmung der Leistung des Halbleiter-Diodenlasers in Abhängigkeit vom Injektionsstrom. 2. Finden des Fluoreszenzspektrums des vom Diodenlaser gepumpten Nd:YAG-Stabs und verifizieren der wichtigsten Absorptionslinien des Neodyms. 3. Messung der mittleren Lebensdauer des 4F3/2-Niveaus der Nd-Atome. 4. Für weitere Anwendungen siehe Versuch P2260900 "Nd-YAGLaser". Lernziele Spontane Emission, Induzierte Emission, Mittlere Lebensdauer eines metastabilen Zustandes, Relaxation, Inversion, Diodenlaser Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260800

Grundgerätesatz Optisches Pumpen Funktion und Verwendung Das sichtbare Licht einer Halbleiter Laserdiode wird benutzt um Neodym Atome in einem Nd:YAG (Yttrium Aluminium Granat)-Kristall anzuregen. Vorteile Die Leistung der Laserdiode kann als Funktion des Betriebsstromes gemessen werden. Das Fluoreszenzspektrum des Nd:YAG Kristalls wird bestimmt und die wichtigsten Absorptionslinien der Nd Atome werden verifiziert Abschließend wird die Lebensdauer des 4F3/2-Niveaus der Nd-Atome abgeschätzt. Durch wenige zusätzliche Komponenten kann mit diesem System ein Nd:YAG-Laser gebaut werden.

Beschichtung Seite 2: antireflexbeschichtet für 1064 nm, hoch reflektierend für 532 nm 08590-93

Nd:YAG-Laser

Prinzip Ein Nd:YAG-Laser (kurz für Neodym-Yttrium-Aluminium-GranatLaser) ist ein Festkörperlaser der Licht mit der Wellenlänge 1064 nm emmitiert. Dieser Laser ist in der Technik sehr gebräuchlich, denn er kann gut frequenzverdoppelt werden (resultierende Wellenlänge 532 nm). Es ist mit diesem Laser leicht möglich hohe Leistungen zu erreichen. Es ist sowohl ein CW (Continous Wave, d. h. kontinuierlicher), wie auch ein gepulster Betrieb möglich. Das Ratengleichungsmodell für ein optisch gepumptes VierNiveau-Laser-System wird aufgestellt. Als Lasermedium wurde ein Nd:YAG-Laserstab ausgewählt, der mit Hilfe eines Halbleiter-Diodenlaser gepumpt wird. Die IR-Leistung des Nd:YAG-Lasers wird in Abhängigkeit von der optischen Eingangsleistung gemessen. Der differentielle Wirkungsgrad und die Schwell-Leistung wird bestimmt. Schließlich wird ein KTP-Kristall in den Laser eingebracht und die Frequenzverdopplung wird demonstriert. Die quadratische Beziehung zwischen der Leistung der Fundamentalen und der zweiten Harmonischen wird überprüft. Aufgaben 1. 2. 3.

Justieren des Nd:YAG-Lasers und Optimierung der Leistung Messung der IR-Leistung des Nd:YAG-Lasers n Abhängigkeit von der Pumpleistung. Bestimmung des differentiellen Wirkungsgrad und der Schwell-Leistung. Überprüfen der quadratischen Beziehung zwischen der Leistung der Fundamentalen mit λ = 1064 nm, und der zweiten Harmonischen mit λ = 532 nm.

Lernziele Optisches Pumpen, Spontane Emission, Induzierte Emission, Inversion, Relaxation, Optischer Resonator, Resonator-Moden, Polarisation, Frequenzverdopplung, differentieller Wirkungsgrad Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2260900

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 455

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Grundgerätesatz Nd: YAG-Laser

Totalreflexion, Diodenlaser, Gaußscher Strahl Gaußsche Optik, Monomode-und Multimode-Fasern, Numerische Apertur, Quer-und Längs-Modus, Laufzeit, Schwell-Leistung / -energie, Differentieller Wirkungsgrad, Lichtgeschwindigkeit

Die wichtigsten für die Versuche "Optisches Pumpen" und "Nd:YAG-Laser" nötigen Komponenten.

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Schutzbrille für HeNe-Laser 08581-10 Reinigungsset für Laser 08582-00 Grundgerätesatz Optisches Pumpen 08590-93 Laser Cavity Spiegel mit Halter 08591-01 Laser Cavity Spiegel Frequenzverdopplung 08591-02 KTP-Kristall mit Halter 08593-00 Filterplatte, kurzwellig 08594-00 Messsonde für Laserleistungsmessung 08595-00

Lehrsystem Glasfaseroptik

P2261000

Experimentier Set, Glasfaser (Fiber) -Optik

Funktion und Verwendung Für die Durchführung des Versuches Glasfaseroptik (P2261000). Ausstattung und technische Daten Der im Set enthaltene Laser gehört zur Laserklasse 3 B. Zubehör Für den Versuch ist ein Oszilloskop erforderlich. Empfohlen wird das Oszilloskop 100 MHz, 2-Kanal (11450-95). 08662-93

Laser und Zubehör Glasfaseroptik

Laser sind ideale, hochmonochromatische Lichtquellen mit sehr guter Kohärenz und sehr geringer Bündeldivergenz. Laser eignen sich besonders als Lichtquelle für Versuche zur Interferenz, Beugung und Holographie.

Laser, He-Ne, 0.2 / 1.0 mW

Prinzip Das Licht einer Laserdiode wird in eine Monomode-Glasfaser eingekoppelt. Die Aspekte des Einkoppeln in die Glasfaser werden untersucht. Daraufhin wird ein Niederfrequenzsignal über die Glasfaser übertragen und die numerische Apertur der Faser bestimmt. Die Zeit des Durchgangs von Licht durch die Glasfaser wird gemessen und daraus die Lichtgeschwindigkeit in der Glasfaser ermittelt. Schließlich wird die Ausgangsleistung der Laserdiode in Abhängigkeit vom Betriebsstrom gemessen. Daraus können charakteristische Werte wie z. B. Schwell-Leistung und differentieller Wirkungsgrad bestimmt werden. Aufgaben 1. 2. 3. 4. 5.

Koppelung des Laserstrahls in Faser und Optimierung auf maximale Leistung am Ausgang der Faser. Übertragung eines LF-Signals durch die Faser. Messung der numerischen Apertur der Faser. Messung der Laufzeit des Lichts durch die Faser und Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in der Faser. Bestimmung der relativen Leistung des Diodenlaser in Abhängigkeit vom Betriebsstrom.

Lernziele

excellence in science 456

Funktion und Verwendung Helium-Neon-Laser umschaltbarer Leistung mit integriertem Netzteil. Vorteile Schutzklasse 2 nach DIN 58126/6, eloxiertes Aluminiumgehäuse sehr kurzer Bauweise, mit Schlüsselschalter, Graufilter und integriertem Netzteil, Röhre mit sehr hoher Lebensdauer durch Glaslottechnik. Ausstattung und technische Daten Wellenlänge 632,8 nm, bei 08180-93 Lichtleistung umschaltbar 0,2 / 1 mW, Mindestpolarisation 500:1, Leistungsaufnahme 35 VA, Strahldurchmesser 0,5 mm, Strahldivergenz < 2 mrad, Lebensdauer (Röhre) > 18000 h, Anschlussspannung 230 V, Maße (mm) 210 x 80 x 40, inkl. Haltestiel (Durchmesser: 10 mm) Laser, He-Ne, 0.2/1.0 mW, 230 V AC 08180-93 Laser, He-Ne, 1.0 mW, 230 V AC 08181-93

2.5 Optik 2.5.5 Weiterführende Optik und Lasersysteme

Helium-Neon-Laser 5 mW und Zubehör

Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm

Funktion und Verwendung Für Schulen zugelassene, kompakte monochromatische Lichtquelle, besonders geeignet für Versuche zur Interferenz und Beugung. Ausstattung und technische Daten Laser Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker zum Anschluss an Lasernetzgerät. Wellenlänge 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad: 1:500, Strahldurchmesser: 0,81 mm, Strahldivergenz: 1 mrad, Leistungsdrift: max. 2,5%/8 h, Lebensdauer: ca. 15000 h, Zylindergehäuse: Ø = 44,2mm; l = 400 mm, inkl. 2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen. Stromversorgung und Shutter HV-Versorgung für 5-mW-Laser (08701-00). Mit Codierschalter zur zeitlichen Steuerung des zugehörigen Shutters u. a. für wählbare Hologrammbelichtungszeiten von 0,1..99 s. Dreistelliges LED-Display für vorgewählte und abgelaufene Shutterzeit, Drucktaster für Start / Stop und Reset, HV-Buchsenpaar für Laseranschluss, Ausgangsspannung: 1000...2450 VDC, Ausgangsstrom: 2,8...6,5 mA, Max. Ausgangsleistung: 17 W, Zündspannung: > 10 kV DC, Anschlussspannung: 230 V / 50 Hz, Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Gehäusemaße (mm): 184 x 140 x 130, inklusive Shutter auf Rundstiel.

Der Diodenlaser erfüllt die DIN-Sicherheitsanforderungen. Mit Schlüsselschalter, Betriebszustandsanzeige und elektronischem Shutter zur Reduzierung der Lichtausgangsleistung. Wellenlänge: 635 nm, Polarisationsgrad: 1:100, Ausgangsleistung: 1 mW / 0,2 mW, Länge: 15 cm, Durchmesser: 3,5 cm, Versorgungsspannung: max. 3 V DC, Gesamtmasse (inklusive Netzteil): 425 g, inklusive Steckernetzteil 110...230 V AC, mit Haltestiel (l = 15 cm; d = 1 cm) Der Halter (08384-00) dient der einfachen, schnellen und exakten Befestigung des Diodenlasers auf der optischen Grundplatte. Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm 08760-99 Halter für Diodenlaser 08384-00

Warnschild, Laser

Helium-Neon-Laser 5 mW 08701-00 Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW 08702-93

Grüner Laser 0,2 / 1,0 mW, 532 nm

Vorgeschriebener Warnhinweis. Glasfaserverstärkte Polyesterplatte mit Warnzeichen und Warntext nach DIN auf Stiel, Plattenmaße (mm): 315 x 220, Stiellänge: 30 mm, Stieldurchmesser: 10 mm. 06542-00

Laserbrillen Funktion und Verwendung Diodengepumpter frequenzverdoppelter Yttrium-Vanadat (Nd:YVO4) Festkörperlaser. Vorteile Für Schulen zugelassene, kompakte monochromatische Lichtquelle, besonders geeinet für Versuche zur Interferenz und Beugung. Da das menschliche Auge besonders empfindlich für grünes Licht ist, ist die Verwendung dieses Lasers einem roten Laser gleicher Leistung vorzuziehen. Der Laser erfüllt die DIN Sicherheitsanforderungen. Mit Schlüsselschalter, Betriebszustandsanzeige und elektronischem Shutter zur Reduzierung der Lichtausgangsleistung. Ausstattung und technische Daten Wellenlänge 532 nm linear polarisiert, Ausgangsleistung 1 mW / 0,2 mW, Länge/Durchmesser 15 cm/3,5 cm, Versorgungsspannung max. 3 V DC, Gesamtmasse (inkl. Netzteil) 425 g, inkl. Steckernetzteil (110-230) V AC, Haltestiel (l = 16,6 cm; Durchm. 1 cm), Haltestiel (l = 8,7 cm; Durchm. 1 cm) 08762-99

Diese Laserbrillen schützen die Augen des Trägers vor gestreutem Licht und diffusen Reflexen von Laserstrahlen. Alle Personen, welche sich im Gefahrenbereich von Laserstrahlung aufhalten, müssen einen angemessenen Augenschutz tragen. Vor dem Tragen der Brillen sollte man stets sicherstellen, dass sie für die entsprechende Laserstrahlung geeignet sind. Laserschutzbrille, 10,6 µm 08581-00 Schutzbrille für He-Ne-Laser 08581-10 Justierbrille für He-Ne-Laser 08581-11 Schutzbrille für Nd:YAG-Laser 08581-20

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 457

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Lichtquellen und Zubehör

Experimentierleuchte 2

Leuchtbox und Zubehör

Funktion und Verwendung Schülertischleuchte auf dem Tisch einsetzbar zur Erzeugung paralleler und divergenter Lichtstrahlen. Vorteile Nachrüstbar mit Zubehör für Farbmischungsexperimente. Mit "Boden mit Stiel für Leuchtbox" auf der optischen Bank einsetzbar. Mit "Magnetboden für Leuchtbox" auf der Demotafel einsetzbar. Die Einsatzböden werden mit einer beliebig oft lösbaren Clip Befestigung eingebaut. Mit Blendensatz zur Erzeugung von 1, 2, 3 oder 5 Lichtstrahlen. 12 V / 20 W Halogenglühlampe, sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom zu betreiben. Ausstattung und technische Daten Feste 110 cm-Anschlussleitung mit zwei 4-mm-Steckern, inkl. Blendensatz, Maße H x B x T (mm): 60 x 65 x 170, Masse: 160 g 1| Leuchtbox, Halogen 12 V/20 W 09801-00 2| Boden mit Stiel für Leuchtbox 09802-10 3| Magnetboden für Leuchtbox 09804-10

Universelle Standardleuchte, die wahlweise mit zwei verschiedenen Lampenfassungen bestückt werden kann. Dadurch ist sie verwendbar als Punktlichtleuchte 30 W und Halogenleuchte 50 W oder 100 W. Die Leuchte kann als Halogen- oder Punktlichtquelle komplett bestückt oder als Lampengehäuse mit verschiedenen Lampeneinsätzen einzeln bezogen werden.

Experimentierleuchte 2, 30 W Komplettleuchte mit Gehäuse auf Gelenkstiel, Einsatz E14 mit Glühlampe 6V/5A und Einfachkondensor f = 100 mm. 08128-88

Experimentierleuchte 2, 50 W-Halogen Komplettleuchte mit Gehäuse auf Gelenkstiel, Einsatz G 6,35 mit 12V/ 50W-Halogenglühlampe und Einfachkondensor f = 100 mm. 08129-88

Gehäuse für Experimentierleuchte 2 Ersatzblenden für Leuchtbox Blende, schwarz für Leuchtbox 09801-22 Spaltblende 3/5, für Leuchtbox 09801-23 Spaltblende 1/2, für Leuchtbox 09801-24

Leuchtbox Varianten Leuchtbox, Halogen 12 V/20 W mit 2,1 mm Kleinspannungsbuchse für Netzteil 12151-99 09801-01 Leuchtbox, Halogen 12 V/20 W mit Steckernetzteil 12151-99 (12V, 2A) 09801-99

excellence in science 458

Funktion und Verwendung Bestandteil der Experimentierleuchte 2, 30 W (08128-88) und der Experimentierleuchte 2, 50 W (08129-88). Ausstattung und technische Daten Kunststoffgehäuse mit metallischer Innenverkleidung, Stielgelenk zum Neigen um ± 90°. Von außen in Richtung der optischen Achse um ca. 13 cm verschiebbarer Schlitten, der zur Aufnahme unterschiedlicher Lampenfassungen dient. Stellknöpfe zur Höhen- und Seitenjustierung der Lampenfassungen. Rückseitige Einstellscheibe mit Sichtfenster zur Kennzeichnung des eingesetzten Lampentyps. Lichtaustrittstubus zur Aufnahme von Standardbauteilen (Kondensor, Blendenhalter etc.). Festes Anschlusskabel l = 1,4 m mit 2 4-mm-Steckern. Abstand optische Achse-Stielende: 180 mm, Stiel: 10 mm, Gehäuse (mm): ca. 220 x 100 x 160 08129-01

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Zubehör für Experimentierleuchte 2

Experimentierleuchte 5, mit Stiel

Funktion und Verwendung Schüler-Halogenleuchte, Kunststoffgehäuse mit abnehmbarer Metallabdeckung. Ausstattung und technische Daten

1| Einsatz E 14 für Glühlampen Für Experimentierleuchte 2, 30 W (08129.88). Fassung um 90° drehbar für zwei verschiedene Wendellagen. Zusätzlich benötigt: Glühlampe 6V/5A, E14 (06158-00) 08129-02

Bodenseitig Haftmagnete sowie 6-mm-Gewindebohrung zur Aufnahme eines Haltestiels, Lampenfassung von außen seiten- und höhenjustierbar, Lichtaustrittstubus d =18 mm zum Aufstecken von gefassten Linsen, Filtern etc., 4-mm-Buchsen für 12 V Anschlussspannung, Maße (mm): 140 x 93 x 110, inklusive 12 V / 10 W-Halogenlampe Zubehör Für den Betrieb zusätzlich erforderlich: 12 V Spannungsversorgung, z. B. Netzgerät (13505-93) 11601-10

2| Einsatz G 6,35 für 50 W/100 W Halogenglühlampen Zur Halterung von Leuchten mit G 6,35 Fassung. Fassung um 90° drehbar, für horizontale oder vertikale Wendellage.

Experimentierleuchte 6

Zusätzlich benötigt: Halogenglühlampe 12V/50W (08129-06) oder 12V/ 100W (08129-08) oder 24V/100W (08129-07). 08129-04

3| Kondensoren In schwarzer Metallfassung, Durchmesser 45 mm. Doppelkondensor, f = 60 mm 08137-00 Einfachkondensor, f = 100 mm 08137-01 Einfachkondensor, f = 200 mm 08137-02

4| Blendenhalter Lichtaustrittstubus mit zwei Aufnahmen für Blenden, Filter etc. im Format 50 mm x 50 mm. 08131-00

Funktion und Verwendung Für Spektrallampen mit Pico-9-Sockel. Ausstattung und technische Daten Kunststoffgehäuse mit abnehmbarer Metallabdeckung, Bodenseitige Haltemagneten zur Halterung auf der optischen Grundplatte, zusätzlich 6-mm-Gewindebohrung für Haltestiel, Lichtaustrittstubus d = 18 mm zum Aufstecken von gefassten Linsen, Filtern etc., festmontierte Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern, Gehäuse (mm): 148 x 100 x 93 Zubehör Für den Betrieb zusätzlich erforderlich: Spektrallampe, z. B. 01820-01, Drossel für Spektrallampe (13662-97) 11615-05

5| Verlängerungsrohr Dient z. B. dazu, den Kondensor (08137-02) in genügend großer Entfernung von der Lichtquelle zu haltern. Länge/Durchmesser (mm): 100/50. 08131-02

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 459

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Fassung Pico 9, auf Stiel für Spektrallampen

Hg-Hochdrucklampe, 80 W

Funktion und Verwendung Fassung für Spektrallampen. Gehäusebasis aus Kunststoff mit Pico 9 Fassung und Haltestiel, aufsteckbare Metallabdeckung.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Feste Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern (l = 110 cm), Lichtaustrittsöffnung der Metallabdeckung d = 21,5 mm, Gehäuse (mm): 155 x 68 x 62, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm, Stieldurchmesser: 10 mm

Geschwärzter, lichtundurchlässiger Hartglaskolben mit 30 mm, Lichtaustrittsöffnung und E27-Sockel, Brennstellung beliebig, Lichtstrom: 4000 lm, Leuchtdichte: 600 cd/cm2, Betriebsdaten: ca. 0,75 A / 115 V

Zubehör Für den Betrieb zusätzlich erforderlich:

Zubehör

Spektrallampe, z. B. 01820-01, Drossel für Spektrallampe (13662-97) 08119-00

Lichtquelle zur Untersuchung des Quecksilberspektrums.

Zusätzlich erforderlich: Drossel für Spektrallampen (13662-97) und Lampenfassung E 27 auf Stiel (06176-00) Hg-Hochdrucklampe, 80 W 08147-00 Lampenfassung E 27, auf Stiel 06176-00

Spektrallampen

Drossel für Spektrallampen 230 V/50Hz

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung von Linienspektren bzw. in Verbindung mit geeigneten Filtern zur Herstellung von monochromatischem Licht. Hohe Leuchtdichte und spektrale Reinheit. Nennstromstärke 1 A, Sockel Pico 9 (Brennlage senkrecht stehend). Zur Verwendung mit Experimentierleuchte 6 (11615-05) oder Fassung für Spektrallampen (08119-00). Für den Betrieb zusätzlich erforderlich: Drossel (13662-97). Spektrallampe Cd, Pico 9 08120-01 Spektrallampe He, Pico 9 08120-03 Spektrallampe Na, Pico 9 08120-07 Spektrallampe Ne, Pico 9 08120-08 Spektrallampe Zn, Pico 9 08120-11 Spektrallampe Hg, Pico 9 08120-14

Funktion und Verwendung Vorschaltgerät für Spektrallampen mit Pico 9-Sockel. Ausstattung und technische Daten Leerlaufspannung 230 V, Brennspannung 15...60 VAC, Anschlussspannung 230 V/50 Hz, Ausgang mit 2 Sicherheitsschaltbuchsen, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Netzkontrollleuchte,Traggriff und Aufstellfuß, Gehäuse (mm): 230 x 236 x 168 13662-97

excellence in science 460

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Hg-Höchstdruckleuchte, 50 W

Halogenleuchte 1000 W

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Für Optikversuche und Projektionen universell verwendbare Leuchte. In Verbindung mit Interferenzfiltern steht eine intensive monochromatische Lichtquelle zur Verfügung, z. B. zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums oder von Kohärenzlängen. Vorteile Mit 50 W-Quecksilberdampfhöchstdrucklampe mit extrem hoher Intensität und Leuchtdichte und hohem UV-Anteil. Ausstattung und technische Daten 2 Justierknöpfen zur Höhen- und Seitenausrichtung der Lampe, Lichtaustrittstubus mit Quarzglasschutzfenster zur Aufnahme von Kondensoren, 2 Sicherheitsschalter zur Spannungsunterbrechung bei Gehäuseöffnung, fester Haltestiel (d = 10 mm) und fest montierte Anschlussleitung mit 4-pol. Spezialstecker zum Anschluss an erforderliche Vorschaltgeräte, inkl. Hg-Dampfhöchstdrucklampe.

Sicherheitsfotoleuchte mit Handgriff, einsetzbar als Hand- oder Stativleuchte. Geeignet als künstliche Sonne bei Experimenten mit Sonnenkollektoren oder Stirlingmotoren. Ausstattung und technische Daten Gebläse für Dauerbetrieb, Kameraschiene, Zoomhebel und 4 m Netzanschlussleitung, Farbtemperatur: 3400 K, Lichtaustrittswinkel: 35 / 80 Grad, Lichtstärke: 34000 / 14000 cd 08125-93

Balmer-Serie / Bestimmung der RydbergKonstanten

Durchmesser Austrittstubus 5 cm, Abstand optische Achse-Stielende 18 cm, Gehäuse (13,4 x 11,8 x 15,1) cm, Hg-Dampfhöchstdruckleuchte mit Quarzglaskolben, Zünd-/Brennspannung ca. 200V/42V, Nennleistung 50 W, Leuchtdichte 30000 cd/cm2, Lichtbogenlänge 1 mm Hg-Höchstdruckleuchte, 50 W 08144-00 Hg-Höchstdrucklampe, 50 W, Ersatzlampe 08144-10

Vorschaltgerät für Hg-Lampe

Prinzip Die Spektrallininien von Wasserstoff und Quecksilber werden durch ein Gitter betrachtet. Die Gitterkonstante wird aus den bekannten Hg-Spektrallinien bestimmt. Dann werden die Wellenlängen der sichtbaren Balmer-Spektrallinien des Wasserstoffs und die Rydberg-Konstante bestimmt. Aufgaben 1. 2.

Bestimmung der Gitterkonstanten mit Hilfe des Quecksilberspektrums. Bestimmung der sichtbaren Linien der Balmer-Serie im HSpektrum, der Rydberg-Konstante und der Energieniveaus.

Funktion und Verwendung

Lernziele

Zum Betrieb der Experimentierleuchte mit Quecksilberhöchstdrucklampe 50 W.

Beugungsbild eines Beugungsgitters, Sichtbarer Spektralbereich, Einzel-Elektronen-Atom, Bohrsches Atommodell, Lyman-, Paschen, Brackett und Pfund-Serie, Energieniveau, Plancksche Konstante, Bindungsenergie

Ausstattung und technische Daten Mit Starter mit thermischem Überlastschutz, Netzkontrollleuchte und Spezialsicherheitssteckdose für Lampenanschluss, Anschlussspannung: 230 V / 50 Hz, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13661-97

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2510700

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 461

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Spektralröhren und Zubehör

1 | Spektralröhren Zur Untersuchung von Linien- und Bandenspektren verschiedener einund zweiatomiger Gase und von Quecksilberdampf. Gasentladungsröhre mit linearer Lichtquelle, wirkt wie ein selbstleuchtender Spalt; Röhrenlänge ca. 230 mm; Stiftelektroden an Metallkappen mit Anschlussstiften. 2 | Halter für Spektralröhren, 1 Paar Die Spektralröhren werden mit den Haltern an zwei Isolierstützen befestigt, die an ein Stativ montiert werden. 3 | Isolierstütze (Stielklemme Ø 10 mm) verwendbar zur isolierten Halterung von elektrischen Leitern. Keramik-Rillen-Isolator auf Stiel; Anschlusskopf mit drei Kreuzbohrungen (Durchmesser 4 mm) und einer Bohrung (Durchmesser 6 mm) mit Klemmschraube; Befestigung von Drähten und Flachmaterial durch Klemmschraube mit Unterlegscheibe. 4 | Abdeckrohr für Spektralröhren Metallrohr schwarz lackiert; Höhe 200 mm, Durchmesser 20 mm; mit schlitzförmiger Lichtaustrittsöffnung. Spektralröhre, Hg 06664-00 Spektralröhre, H2 06665-00 Spektralröhre, Ar 06666-00 Spektralröhre, Ne 06667-00 Spektralröhre, He 06668-00 Spektralröhre, N2 06669-00 Halter für Spektralröhren, 1 Paar 06674-00 Isolierstütze 06020-00 Abdeckrohr für Spektralröhren 06675-00

Helium-Neon-Laser 5 mW und Zubehör

Laser Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker zum Anschluss an Lasernetzgerät. Wellenlänge: 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad: 1:500, Strahldurchmesser: 0,81 mm, Strahldivergenz: 1 mrad, Leistungsdrift: max. 2,5%/8 h, Lebensdauer: ca. 15000 h, Zylindergehäuse: Ø = 44,2 mm; l = 400 mm, inkl. 2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen. Stromversorgung und Shutter HV-Versorgung für 5-mW-Laser (08701-00). Mit Codierschalter zur zeitlichen Steuerung des zugehörigen Shutters u. a. für wählbare Hologrammbelichtungszeiten von 0,1..99 s. Dreistelliges LED-Display für vorgewählte und abgelaufene Shutterzeit, Drucktaster für Start / Stop und Reset, HV-Buchsenpaar für Laseranschluss, Ausgangsspannung: 1000...2450 V DC, Ausgangsstrom: 2,8...6,5 mA, Max. Ausgangsleistung: 17 W, Zündspannung: > 10 kV DC, Anschlussspannung: 230 V / 50 Hz, Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Gehäusemaße (mm): 184 x 140 x 130, inklusive Shutter auf Rundstiel. Helium-Neon-Laser 5 mW 08701-00 Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW 08702-93

Laser, He-Ne, 0,2 / 1,0 mW

Funktion und Verwendung

Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV

Helium-Neon-Laser umschaltbarer Leistung mit integriertem Netzteil. Vorteile Schutzklasse 2 nach DIN 58126/6, eloxiertes Aluminiumgehäuse sehr kurzer Bauweise, mit Schlüsselschalter, Graufilter und integriertem Netzteil, Röhre mit sehr hoher Lebensdauer durch Glaslottechnik. Ausstattung und technische Daten

excellence in science 462

Wellenlänge 632,8 nm, bei 08180-93 Lichtleistung umschaltbar: 0,2 / 1 mW, Mindestpolarisation: 500:1, Leistungsaufnahme: 35 VA, Strahldurchmesser: 0,5 mm, Strahldivergenz: < 2 mrad, Lebensdauer (Röhre): > 18000 h, Anschlussspannung: 230 V, Maße (mm): 210 x 80 x 40, inkl. Haltestiel (Durchmesser 10 mm) Laser, He-Ne, 0,2/1,0 mW, 230 V AC 08180-93 Laser, He-Ne, 1,0 mW, 230 V AC 08181-93

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Grüner Laser 0,2 / 1,0 mW, 532 nm

Optisches Profilbanksystem und Zubehör

Profilbänke Funktion und Verwendung Diodengepumpter frequenzverdoppelter Yttrium-Vanadat ( Nd:YVO4) Festkörperlaser. Vorteile Für Schulen zugelassene, kompakte monochromatische Lichtquelle, besonders geeignet für Versuche zur Interferenz und Beugung. Da das menschliche Auge besondersempfindlich für grünes Licht ist, ist die Verwendung dieses Lasers einem roten Laser gleicher Leistung vorzuziehen. Der Laser erfüllt die DIN Sicherheitsanforderungen. Mit Schlüsselschalter, Betriebszustandsanzeige und elektronischem Shutter zur Reduzierung der Lichtausgangsleistung. Ausstattung und technische Daten Wellenlänge: 532 nm linear polarisiert, Ausgangsleistung: 1 mW / 0,2 mW, Länge/Durchmesser: 15 cm/3,5 cm, Versorgungsspannung: max. 3 V DC, Gesamtmasse (inkl. Netzteil): 425 g, inkl. Steckernetzteil (110-230) V AC, Haltestiel (l = 16,6 cm; Durchm. 1 cm), Haltestiel (l = 8,7 cm; Durchm. 1 cm) 08762-99

Funktion und Verwendung Profilbänke mit unterseitigen Bohrungen zur Befestigung von justierbaren Füßen. Ausstattung und technische Daten Durchbiegungs- und verwindungssteifes Spezialprofil aus Al-Mg-SiLeichtmetalllegierung, leicht, kippsicher, korrosionsgeschützt, mmSkalierung über die gesamte Länge, Breite: 81 mm, Höhe: 32 mm Optische Profilbank, l = 1500 mm 08281-00 Optische Profilbank, l = 1000 mm 08282-00 Optische Profilbank Verlängerung, l = 600 mm 08283-00

Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm Fuß für optische Profilbank, justierbar

Funktion und Verwendung Für Schulen zugelassene, kompakte monochromatische Lichtquelle, besonders geeignet für Versuche zur Interferenz und Beugung. Ausstattung und technische Daten Der Diodenlaser erfüllt die DIN-Sicherheitsanforderungen. Mit Schlüsselschalter, Betriebszustandsanzeige und elektronischem Shutter zur Reduzierung der Lichtausgangsleistung. Wellenlänge: 635 nm, Polarisationsgrad: 1:100, Ausgangsleistung: 1 mW / 0,2 mW, Länge: 15 cm, Durchmesser: 3,5 cm, Versorgungsspannung: max. 3 V DC, Gesamtmasse (inklusive Netzteil): 425 g, inklusive Steckernetzteil 110...230 V AC, mit Haltestiel (l = 15 cm; d = 1cm)

Ausstattung und technische Daten Aus Leichtmetall, schwarz eloxiert, mit zwei Justierschrauben versehen, inkl. Inbusschlüssel (zur Befestigung an Bohrungen in der Unterseite der Profilschiene) 08284-00

Drehgelenk für optische Profilbank

Der Halter (08384-00) dient der einfachen, schnellen und exakten Befestigung des Diodenlasers auf der optischen Grundplatte. Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm 08760-99 Halter für Diodenlaser 08384-00

Funktion und Verwendung Zur drehbaren Verbindung von zwei optischen Profilbänken. Ausstattung und technische Daten Mittige 200-mm-Edelstahlsäule mit 10-mm-Aufnahmebohrung für optische Elemente (z. B. Prismentisch 08254-00), 180° Winkelskale in 5° Teilung 08285-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 463

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Reiter für optische Profilbank

Tischchen auf Stiel

Zur Halterung von Küvetten, etc.

Funktion und Verwendung Reiter für optische Profilbank, zur Halterung von optischen Bauteilen

Tischplatte aus Kunststoff, Tischfläche (mm): 185 x 120, Stiellänge: 110 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 08060-00

Ausstattung und technische Daten Schwarz eloxierter Metallfuß mit Edelstahlsäule, verschiedene Säulenlängen, 10 mm Durchmesser, mittige Markierung zur genauen Positionsbestimmung, kippsicher auch bei Nichtarretierung Reiter für optische Profilbank 08286-00 Reiter für optische Profilbank, h = 30 mm 08286-01 Reiter für optische Profilbank, h = 80 mm 08286-02

Plattenhalter mit Spannfeder

Für Platten, Blenden etc. bis 5 mm Dicke. Stiellänge: 100 mm, Stieldurchmesser: 10 mm

Verschiebereiter für optische Profilbank

08288-00

Optische Scheibe mit Gelenk

Funktion und Verwendung Zur Verschiebung und Drehung von optischen Komponenten mit Stieldurchmesser 10 mm. Ausstattung und technische Daten Mit Linear- und Winkelskale und Positionsmarke, Verschiebebereich: +/- 50 mm, Drehbereich: +/- 90°, Nonius: 1°

Für Versuche zur geometrischen Schüleroptik. Weiß lackierte Metallscheibe mit 360-Grad-Winkelskale und Gelenkstiel, Durchmesser: 210 mm

08286-05

11604-03

Halter für optische Bauelemente Optische Scheibe mit Haltestiel

Prismentisch mit Halter

Zur Aufnahme von Probekörpern zur geometrischen Optik. Prismenhalterung mit höhenverstellbaren Klemmbügel. Tischdurchmesser: 64 mm, Spannweite: bis 80 mm, Abstand zwischen Tischfläche und Stielende: 140 mm 08254-00

08300-00

excellence in science 464

Weiß lackierte Metallscheibe mit 360°-Winkelskale mit 1°-Teilung, mit Stiel mit Arretierschraube zur drehbaren Halterung in horizontaler (als Drehtisch) oder senkrechter Gebrauchslage, Scheibendurchmesser: 300 mm, inklusive Klemmfeder für Modellkörper.

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Klemmfeder

Zur Halterung (08300-00).

Halter für Geradsichtprismen

von

Modellkörpern

auf

der

optischen

Scheibe

08300-01

Schwenkarm

Haltevorrichtung für Geradsichtprismen. Für Prismen bis 45 mm x 30 mm Querschnitt, Metallschirm auf Stiel, 3 verstellbare Klemmvorrichtungen zur Prismenarretierung, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm. 08255-00

Blendenhalter

Zur Halterung optischer Bauelemente außerhalb der optischen Achse. Mit Stiel und 10-mm-Aufnahmebohrungen mit Rändelschraube, Stiellänge: 45 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Abstand zwischen Bohrungen und Stiel: 70 mm / 125 mm. 08256-00

Haltestiel

Zur Halterung von Blenden, Filtern, Polarisationsfolien etc. Drehbarer Klemmhalter auf Stiel, +/- 90- Grad-Winkelskale, Teilung: 1 Grad, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm, Schirmdurchmesser: 120 mm, Öffnungsdurchmesser: 40 mm. 08040-00

Linsenhalter

Für Scheiben, Blenden, Dias etc. bis ca. 4 mm Dicke. Speziell zur Halterung von Linsenträger 09911-00. Auf Stiel (l = 126 mm, d = 6 mm) 09909-00

Linsenträger

Zur Aufnahme von Filtern, Blenden, Linsen etc. in Steckfassungen mit d = 44 mm. Metallschirm auf Stiel, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm, Öffnungsdurchmesser: 40 mm. 08012-00

Linsenhalter, universal

Linsenhalterung mittels zweier Klemmfedern auf Stahlblechträger. Für ungefasste Linsen mit Durchmesser 42 mm, Metallschirm (100 x 108) mm, Öffnungsdurchmesser 32 mm. Mittels Haltestiel (09909-00) ist eine Halterung auf der optischen Profilbank möglich. 09911-00

Zur Halterung von Linsen u. ä. mit 18...100 mm Durchmesser. Mit höhenverstellbarer Fassung und gefedertem Gegenlager, auf Stiel, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm. 08010-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 465

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Kondensorhalter

Linse, d = 42 mm, f = + 50 mm 08020-00 Linse, d = 42 mm, f = +100 mm 08021-00 Linse, d = 42 mm, f = +150 mm 08022-00 Linse, d = 42 mm, f = +300 mm 08023-00 Linse, d = 42 mm, f = -100 mm 08027-00

Zur Halterung von Kondensoren in Steckfassung mit d = 45 mm. Metallschirm auf Stiel, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm

Glaslinsen in Metallfassung

08015-00

Scheibenhalter, 50 mm x 50 mm

Brennweitenangabe auf der Linsenfassung; steckbar auf Linsenhalter (08012-00).

Zur Halterung von Blenden, Dias, Filtern, Scheiben und Gittern im Format (50 x 50) mm. Halterung um +/- 115 Grad drehbar, auf Stiel, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm, Schirmdurchmesser: 120 mm, Quadratische Ă&#x2013;ffnung: (43 x 43) mm 08041-00

Scheibenhalter, 85 mm x 100 mm

Zur Halterung von Blenden, Dias, Scheiben etc. bis 4 mm Dicke. Metallrahmen mit Klemmfedern, auf Stiel, Rahmen (innen): 85 mm x 100 mm

Linse in Fassung, f = + 20 mm 08018-01 Linse auf Reiter, f = +50 mm 09820-01 Linse in Fassung, f = +100 mm 08021-01 Linse in Fassung, f = +150 mm 08022-01 Linse in Fassung, f = +300 mm 08023-01 Linse in Fassung, f = +200 mm 08024-01 Linse in Fassung, f = +300 mm, Achromatisch 08025-01 Linse in Fassung, f = - 50 mm 08026-01 Linse in Fassung, f = -100 mm 08027-01 Linse in Fassung, f = -200 mm 08028-01

Kunststofflinse in Fassung

08042-00

Linsen und Prismen

Glaslinsen ohne Fassung Funktion und Verwendung Steckbar auf Linsenhalter (08012.00). Ausstattung und technische Daten Gefasste Kunststofflinse mit einer Brennweite von +5 mm. Glaslinsen ohne Fassung mit eingravierter Brennweitenangabe.

excellence in science 466

08017-01

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Linsengesetze und optische Instrumente

Prismen aus Kron- und Flintglas

Prinzip Die optischen Eigenschaften einer Linse kann man durch ihre Brennweite f beschreiben. In diesem Versuch werden durch Bestimmung von Bild- und Gegenstandsweiten sowie nach dem Bessel-Verfahren Brennweiten von Sammel- und Zerstreuungslinsen bestimmt. Mit Hilfe der geprüften Linsen werden einfache optische Instrumente aufgebaut. Aufgaben Bestimmung der Brennweite der beiden unbekannten konvexen Linsen durch Messung der Entfernung von Bild und Objekt, Bestimmung der Brennweite einer konvexen Linse und einer Kombination aus einer konvexen und konkaven Linse mit der Bessel-Methode. Aufbau der folgenden optischen Instrumente: a.) Dia-Projektor, b.) Mikroskop: Bestimmung der Vergrößerung, c.) Kepler-Fernrohr, d.) Galilei-Fernrohr Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Kennzeichnung der Glassorten jeweils durch Gravur. Brechungsindex Kronglas: 1,516, Flintglas: 1,620 1| Prisma, 60°, l = 30 mm, h = 30 mm, Flintglas 08230-00 2| Prisma, 60°, l = 45 mm, h = 45 mm, Flintglas 08239-00 3| Prisma, 60°, l = 30 mm, h = 30 mm, Kronglas 08231-00 4| Prisma, 60°, l = 42 mm, h = 36,4 mm, Flintglas 08237-00 5| Prisma, 60°, l = 45 mm, h = 45 mm, Kronglas 08235-00 6| Prisma, 90°/45°, l = 30 mm, h = 30 mm, Kronglas 08236-00

P2210200

Hohlprisma 60°, l = 60 mm, h = 60 mm Linsen auf Stiel

Plankonvexe Glaslinsen in Kunststofffassung auf Stiel. mit Brennweitenangabe, Abstand zwischen Linsenmitte und Stielende: 180 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, effektiver Linsendurchmesser: 97 mm Linse, f = + 150 mm, auf Stiel 08031-00 Linse, f = + 300 mm, auf Stiel 08033-00

Gleichseitiges Prisma zur Untersuchung von Brechung und Dispersion bei Flüssigkeiten. Aus optischem Glas, mit Schlifföffnung und Teflon-Stöpsel, Seitenlänge: 60 mm, Höhe: 60 mm 08240-00

Geradsichtprisma 30 x 30 mm

Zylinderlinse, f = +100 mm

Zur Spektralzerlegung von Licht ohne Strahlablenkung. Besonders geeignet für Spektralversuche und für Versuche zu Komplementärfarben. Plankonvexe Glaslinse mit eingravierter Brennweitenangabe. Höhe/ Breite: 60/50 mm. 08263-10

3 zusammengesetzte Prismen: 2x Kronglas und 1x Flintglas, Mantelfläche geschwärzt, Länge: 106 mm, Querschnitt (mm): 30 x 30, Winkeldispersion (F-C): 4,23° 08252-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 467

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Spiegel, Scheiben und Schirme

Spiegel 80 x 50 mm

Verschiedene Schirme Glasspiegel mit Schliffkanten zur Umlenkung des Lichtweges in Flüssigkeiten, passend zur Küvette (08220-00). 08209-01 Schirm, weiß, 150 mm x 150 mm 09826-00 Schirm, Metall, weiß, 300 mm x 300 mm 08062-00 Transparentschirm mit Stiel, 150 x 150 mm mm² 08732-00 Schirm, transparent, 250 mm x 250 mm 08064-00 Schirm mit Leuchtfolie (Zinksulfid), 90 x 120 mm 08450-00

Metallspiegel, konkav-konvex

Spiegel mit Gelenk

Planspiegel aus Glas in Kunststofffassung auf Stiel mit Kugelgelenk. Spiegelfläche (mm): 135 x 85, Stiellänge: 165 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 08208-00

Für Schülerversuche. Spiegelfläche (mm): 90 x 15 mm, Brennweite: ca. 75 mm

Hohlspiegel, d = 100 mm

08319-00

Planspiegel auf Träger, 50 mm x 20 mm

Konkav-Konvexspiegel in Fassung mit Stiel.

Für optische Versuche mit der Leuchtbox (0980-.00). Glasspiegel auf Kunststoffträger, Spiegelfläche (cm): 5 x 2

Brennweite: +/- 200 mm, Abstand zwischen Spiegelmitte und Stielende: 180 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 08212-00

08318-00

Glasplatte, Klarglas, planparallel, 70 x 50 x 19 mm Spiegel 100 x 85 mm, plan

Platte aus Glas zur Demonstration der Parallelverschiebung von Lichtstrahlen. Glasspiegel mit Schutzkanten. Abmessungen (mm): 100 x 85

08302-00

09921-00

excellence in science 468

Maße (mm): 70 x 50 x 19, Ausführung: klar, planparallel, Kanten: poliert

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Plexiglasplatte

In Dia-Rahmung zwischen Schutzglas, Maße (mm): 50 x 50, Gitterfläche (mm): 35 x 24 Gitter, 600 Striche/mm 08546-00 Gitter, 1200 Striche/mm 08547-00

Verwendbar als Spiegel, zur Untersuchung der Entfernung des scheinbaren Abstandes eines von einem Gegenstand erzeugten Spiegelbildes. Abmessungen (mm) 200 x 200 x 4

Spalte, Blenden; 50 mm x 50 mm

11613-00

Mattglasscheibe

Mattglasscheibe in Schutzrahmung, Abmessungen (mm): 50 x 50 x 2. 08136-01

Gitter, Spalte und Blenden

Strichgitter

Strichgitter auf Glasträger, Abmessungen (mm): 50 x 50 1| Gitter, 2 Striche/mm 08530-00 2| Gitter, 4 Striche/mm 08532-00 3| Gitter, 8 Striche/mm 08534-00 4| Gitter, 10 Striche/mm 08540-00 5| Gitter, 50 Striche/mm, zwischen Schutzglasscheiben 08543-00 6| Gitter, 80 Striche/mm, zwischen Schutzglasscheiben 09827-00

Gitter (Rowland)

Loch- und Spaltblenden

Lochblenden mit unterschiedlichen Durchmessern, Format (mm): 50 x 64 bzw. 50 x 50 (08206-04 und 08132-01) 1| Lochblenden, d = 1, 2, 3 und 5 mm 09815-00 2| Lochblende, d = 20 mm 09816-01 3| Lochblende, d = 0,4 mm 08206-04 4| Blende mit Quadrat, 10 mm x 10 mm 09816-03 Lochblende, d = 5 mm 08132-01 Spaltblende, d = 1 mm 09816-02

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 469

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Diverse Blenden

Blende mit Pfeil 08133-01 Perl L (Glasperlen in L-Form angeordnet) 11609-00 Diapositiv - Kaiser Maximilian 82140-00

1| Gerahmtes Glasdiapositiv, Skale l = 10 mm mit 0,1 mm Teilung.

Filter

2| Zur Untersuchung der Beugung an komplementären Strukturen (Babinetsches Theorem). Kreisöffnung und Kreishindernisse mit Durchmesser: 0,25, 0,5 und 1,0 mm. Spalt und Streifen mit Breite: 0,2 mm. (Toleranzen ±10 μm) 3| Für Experimente zur Farbenlehre (Schwarzverhüllung)

Graugläser, Satz von 3 Stück

1| Blende mit Skale 08340-00 2| Blende mit Beugungsobjekten 08577-02 3| Umfeldblende, d = 20 mm 17556-00

Spalt, verstellbar

Zur stufenweisen Abschwächung der Intensität einer Lichtquelle z. B. bei der Sehschärfebestimmung des menschlichen Auges in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke. Über den sichtbaren Wellenlängenbereich konstante Transmission von 0,1%, 0,01% und 0,001%. Durch Kombination kann die Lichtintensität um bis zu 6 Zehnerpotenzen abgeschwächt werden. 08465-00

Symmetrisch verstellbarer Metallspalt auf drehbarem Träger auf Stiel.

Gerahmte Farbgläser

Spaltbreite: 0...6 mm, Spaltlänge: 30 mm, Drehwinkel: ±135°, Abstand zwischen Spaltmitte und Stielende: 180 mm, Schirmdurchmesser: 120 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 08049-00

Irisblende Maße (mm): 50 x 50 x 3, Masse: 15 g

Kontinuierlich verstellbarer Lamellenverschluss. Öffnungsdurchmesser: 2 mm bis max. 30 mm, aufsteckbar auf Linsenhalter (08012-00)

Farbglas, blau 08402-00 Farbglas, grün 08404-00 Farbglas, rot 08406-00

Farbglas, rot-grün, mit Spalt

08045-00

Abbildungsobjekte, Format 50 mm x 50 mm

Zum Nachweis der Seitenverkehrung von Lichtstrahlen nach Durchlaufen eines Brennpunktes. In Schutzrahmung, Format (mm): 50 x 50 11604-02

excellence in science 470

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Farbfilter

Interferenzfilter, Satz von 3 Stück 08461-00 Interferenzfilter, 578 nm, 40 mm 08461-01 Interferenzfilter, 546 nm, 40 mm 08461-03 Interferenzfilter, 436 nm, 40 mm 08461-02

Interferenzfilter, 405 nm, 40 mm

Definierte Durchlässigkeitskurve, Gelatinefilter zwischen gerahmten Schutzgläsern. Angegeben ist der Spektralbereich und die Wellenlänge mit der maximalen Durchlässigkeit. Ultraviolett, 320...400 nm, 28% @ 370 nm 08460-00 Violett, 360...460 nm, 16% @ 440 nm 08411-00 Blau, 380...470 nm, 4% @ 440 nm 08412-00 Blaugrün, 400...560 nm, 63% @ 505 nm 08413-00 Helles grün, 480...570 nm, 45% @ 525 nm 08414-00 Helles gelb, 560...630 nm, 19% @ 580 nm 08415-00 Helles rot, > 600 nm, 93% @ > 595 nm 08416-00 Infrarot, > 870 nm, 76% @ > 840 nm 08418-00

Filtersatz Farbmischung

λm = 405 nm, blau, Toleranz für λm ±1%, Halbwertsbreite 10-15 nm, Durchlässigkeit für λm ca. 30% 08463-02

Verschiedene Polarisationsfilter

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung und Analyse von linear polarisiertem Licht. Dichroitische Folie zwischen Schutzglasscheiben. Ausstattung und technische Daten

Hochwertige Farbfilter für Versuche zur Farbenlehre, z. B. in Verbidnung mit dem Farbmischungsgerät (13760-88). Kantenlänge: 50 mm, komplementäre Filtersätze Filtersatz additive Farbmischung (blau, grün, rot) 13760-02 Filtersatz substraktive Farbmischung (cyan, gelb, magenta) 13760-03

Interferenzfilter, Satz von 3 Stück

Interferenzfilter abgestimmt auf die Quecksilber-Spektrallinien und zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mit Hilfe des Fotoeffekts.

08610-00 und 08611-00: in drehbarer Halterung auf Metallfassung mit Winkelskale und Stiel. Abstand zwischen Filtermitte und Stielende: 180 mm; Skalenteilung: 1°; Drehbereich: +/- 90°; Effektiver Filterdurchmesser: 32 mm 08730-00 und 08730-01: Polarisationsfilter für Grundplatte 08700-00 mit kurzem Stiel (35 mm) 08613-00 Polarisationsfilter 50 mm x 50 mm mit 0,5 mm starker Kunststofffolie Polarisationsfilter auf Stiel 08610-00 Polarisationsfilter mit Nonius 08611-00 Polarisationsfilter für Grundplatte 08730-00 Polarisationsfilter, Halbschatten, für Grundplatte 08730-01 Polarisationsfilter, 50 mm x 50 mm 08613-00

Filterschwerpunkte bei Wellenlänge 578 nm, 546 nm, 436 nm, Halbwertsbreite 10 nm, Toleranz +/- 1%, Transparenz 30%, eff. Durchmesser 40 mm, in gekennzeichneten Metallsteckfassungen

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 471

2.5 Optik 2.5.6 Optische Komponenten

Funktion und Verwendung

Optische Modelle

Zur Messung und gleichzeitiger Darstellung der Beleuchtungsstärke in Luft und in Wasser. Ausstattung und technische Daten

Augenfunktionsmodell

4 Messbereiche: 0,001 Lx...300 kLx, Auflösung: 0,1/1/10/100 Lx, Genauigkeit: 3/3/3/5 %, Sondenanschluss: 5-polige Buchse, Datenschnittstelle-Typ RS 232 (seriell), Baudrate: 9600 Bit/s, Anschluss: USB-Buchse Handmessgerät Lux, RS232-Schnittstelle, Datenlogger 07137-00 Luxmeter-Sonde 12107-01

Funktion und Verwendung

Spektro-Goniometer mit Vernierskala

Zur anschaulichen Demonstration von Kurz- und Weitsichtigkeit sowie deren Korrektur. Ausstattung und technische Daten Augapfel, schematisch nachgebildet mit abnehmbarem, als Projektionsfläche ausgebildetem hinterem Teil, zwei Abstandsringe zur Veränderung der Länge des Augapfels, zwei Vorsatzlinsen zur Korrektur der Sehfehler, Modelldurchmesser: 110 mm Funktion und Verwendung 66650-00

Kompaktgerät zur Spektralanalyse mittels Prismen oder Strichgittern Ausstattung und technische Daten

Lichtleitermodell

Fernrohr , in 3 Achsrichtungen justierbar, Okular mit Skala, Feintrieb zur Scharfeinstellung, Brennweite: 160 mm, Kollimatorrohr in 3 Achsrichtungen justierbar, Feintrieb mit Skale zur Spaltbreiteneinstellung, Spaltlängeneinstellung mittels verschiebbarem Keil, Brennweite: 160 mm, Prismentisch mit Prismenhalter, justier- , dreh- und arretierbar, Teilkreis dreh- u. arretierbar, 2 Nonien mit Lupen, Teilung: 0...360 Grad, Auflösung: 0,2 Grad, Metallstativfuß, Flintglasprisma, Höhe und Basislänge: 22 mm, Brechzahl: n(D)= 1,620, inkl. Gitterhalter

Funktion und Verwendung Zur Lichtleitung durch Totalreflexion. Ausstattung und technische Daten Gewundener Plexiglasstab mit polierten Stirnflächen, montiert auf Blende mit Stiel, Stabdurchmesser: 1,5 cm, Stablänge: 50 cm, Abstand zwischen Schirmmitte und Stielende: 180 mm, Windungsdurchmesser: 115 mm

Spektro-Goniometer mit Vernierskala 35635-02 Gitter, 600 Striche/mm 08546-00

Abbe-Refraktometer

08226-00

Messgeräte

Handmessgerät Lux, RS232-Schnittstelle, Datenlogger

Funktion und Verwendung Zur Messung der Brechzahlen von Flüssigkeiten und Festkörpern für Licht von 590 nm. Ausstattung und technische Daten Messbereich Brechzahl 1,3-1,7, Zuckerskale 0-95%, entsprechend Brechzahl 1,33-1,53, Meßgenauigkeit: 0,0003, Prismenkasten mit Anschlussstutzen für Thermostate , Lieferumfang:, Holzkasten, Immersionsflüssigkeit, Umrechnungs-und Korrekturtabellen, Thermometer 0-70 °C 35912-00

excellence in science 472

2 Physik 2.6 Moderne Physik

Moderne Physik 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 2.6.5 2.6.6

Röntgenphysik Quantenphysik Teilchenphysik, Nebelkammer Molekül- und Festkörperphysik Atom- und Kernphysik Radioaktivität

474 486 503 507 516 529

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 473

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Rรถntgenphysik

excellence in science 474

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

X-ray Röntgengerät 35 kV, Grundgerät

X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett

Funktion und Verwendung Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenphysik Ausstattung und technische Daten Das Experimentierset besteht aus folgenden Komponenten

Funktion und Verwendung Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren-Schnellwechseltechnik für: Durchstrahlung und Röntgenfotos, Ionisations- und Dosimetrieversuche, Laue- und Debye-Scherrer-Aufnahmen, Röntgenspektroskopie, Bragg-Reflexion, Bremsspektrum/charakteristische Linien verschiedener Anodenmaterialien, Moseley-Gesetz, Bestimmung von h- und Rydbergkonstante, Duane-Hunt-Gesetz, Materialdicken- und energieabhängige Absorption, K- und L- Kanten, Kontrastmittelexperimente, Comptonstreuung, Röntgendiffraktometrie. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Mikroprozessorgesteuertes Grundgerät mit 2 voneinander unabhängigen Sicherheitskreisen 4 im Betrieb sichtbare Röntgenröhren (Fe, Cu, Mo, W) einsetzbar Integriertes Ratemeter mit Zählrohrspannung und Lautsprecher 2 Demo-LED-Displays zur Anzeige aller Betriebs- und Messgrößen Experimentierraum bei Betrieb über Arbeitskanal zugänglich Innenraumbeleuchtung und Aufbewahrungsbox für Zubehör Leuchtschirm und PC-Interface Hochspannung 0,0...35,0 kV Emissionsstrom 0,0...1,0 mA Ratenmesser (Zählrohrspannung): 500 V Zählzeit: 0,5...100 s Ausgang/4 mm Buchse: 1 V/2000 Impulse/s Belichtungszeit: 0...100 Minuten 2 vierstellige 25 mm LED-Displays zur wahlweisen Anzeige von eingesetztem Röhrentyp, aller Betriebsparameter und Messwerte mit zugehörigen Einheiten. Mit zusätzlichem Goniometer: (nicht im Grundgerät enthalten) Winkelschrittweite: 0,1...10° Geschwindigkeit: 0,5...100,0 s/Schritt Probendrehbereich: 0...360° Zählrohrdrehbereich: -10°...+170° 4 mm Ausgang: 10 mV/°; 20 mV/° PC-Steuerung über SubD-Buchse Experimentierraum (mm):370 x 360 x 280 Leuchtschirm (mm): 120 x 130 Gehäuse (mm): 600 x 340 x 470 Anschluss: 110/240 V~, 50/60 Hz Leistungsaufnahme: 160 VA Masse: 33 kg

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Röntgengerät 35 kV Schul-/Vollschutzgerät, Cu-Röntgenröhre, Goniometer, Zählrohr Typ B Kaliumbromid Einkristall (100) Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung in deutsch und englisch mit 27 Experimentbeschreibungen Software zur Steuerung, Datenaufnahme und Analyse mit measure Datenkabel Stecker/Buchse, 9 polig Adapter USB

09058-88

Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung

Beschreibung 27 Experimentbeschreibungen zum Röntgengerät 35 kV. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Charakteristische Röntgenstrahlung Absorption von Röntgenstrahlung Comptonstreuung und Dosimetrie Strukturbestimmung von Kristallen mit Röntgenstrahlen Diffraktometrische Debye-Scherrer Experimente (Zählrohrgoniometer)

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, farbig, 132 Seiten

09058-99 01189-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 475

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Charakteristische Röntgenstrahlung von Kupfer

Justierte Röntgenröhren in Stahlblechgehäuse mit Traggriff zum betriebsbereiten Einsatz in Röntgengrundgerät. Vier unterschiedliche Anodenmatrialien stehen zur Verfügung: Kupfer (Cu), Molybdän (Mo), Eisen (Fe) und Wolfram (W) Vorteile ▪

Gehäuse mit Klinkensperre und 2 Sicherheitskontaktstiften, die nur bei korrektem Einbau des Einschubs den Röhrenbetrieb freigeben.

Ausstattung und technische Daten

Charakteristische Röntgenstrahlung von Kupfer als Funktion des Glanzwinkels mit einem LiF(100)-Einkristall als Bragg Analysator Prinzip Das Röntgenspektrum einer Kupfer-Anode wird mit Hilfe von verschiedenen Einkristallen untersucht und graphisch dargestellt. Die Energien der charakteristischen Linien werden aus den Positionen der Glanzwinkel für die verschiedenen Beugungsordnungen bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3.

Mit Hilfe eines LiF-Einkristall als Analysator wird die Intensität der Röntgenstrahlung einer Kupferanode bei maximaler Anodenspannung und Anodenstrom erfasst. Das gleiche wird mit dem KBr-Einkristall als Analysator wiederholt. Die Energiewerte der charakteristischen Kupferlinien sind zu berechnen und mit den Energieunterschieden der Energieniveaus von Kupfer zu vergleichen.

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Charakter. Röntgenlinien Cu: K-α: 8,03 keV; K-ß: 8,90 keV Charakter. Röntgenlinien Mo: K- α: 17,4 keV; K-ß: 19,6 keV Charakter. Röntgenlinien Fe: K- α: 6,40 keV; K-ß: 7,06 keV Charakter. Röntgenlinien W: L- α: 8,34 keV; K-ß: 9,67 keV Anodenwinkel 19° Max. Betriebswerte 1 mA / 35 kV DC Prüfspannung 50 kV Maße (cm): 26,7 x 14,8 x 20,3 Masse (kg): 4,3 Staubschutzhaube

X-ray Einschub mit Wolfram-Röntgenröhre 09058-80 X-ray Einschub mit Kupfer-Röntgenröhre 09058-50 X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre 09058-60 X-ray Einschub mit Eisen-Röntgenröhre 09058-70

X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät

Lernziel Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Energieniveaus, Kristallstrukturen, Gitterkonstante, Absorption, Absorptionskanten, Interferenz, Bragg-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2540100 Funktion und Verwendung

Einschübe mit Röntgenröhre

Das Gerät eignet sich in Verbindung mit Röntgengerät zur Energieanalyse von Röntgenstrahlen und für den Comptoneffekt. Vorteile Goniometerblock mit zwei unabhängig arbeitenden Schrittmotoren zur Drehung von Proben- und Zählrohrhalter jeweils separat und 2:1-gekoppelt, Block verschiebbar auf Laufschienen, in Stahlblechträger mit Traggriff, Zählrohrhalter mit Schlitzblendenträger zur Aufnahme von Absorptionsfolien ist zur Veränderung der Winkelauflösung verschiebbar. Mit Lichtschrankensystem zur Begrenzung des je nach Blockstellung erlaubten Schwenkbereichs, Steuerung über Röntgengerät, Betriebsarten automatisch oder manuell. Ausstattung und technische Daten Winkelschrittweite: 0,1°...10°, Geschwindigkeit: 0,5...100 s/Schritt, Probendrehbereich: 0...360°, Zählrohrdrehbereich: -10°...+170°, Drehbereich: wählbar, 4-mm-Ausgang: 10 mV/°;20 mV/°, Anschluss über SubD-Kabel, Trägermaße (cm): 28,5 x 14 x 20,8, Masse (kg): 4,1 09058-10

Funktion und Verwendung

excellence in science 476

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Zählrohr Typ B

Kristalle und Kristallhalter

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Röntgengerät für Laue-Aufnahmen und zur Energieanalyse nach der Bragg-Methode. Funktion und Verwendung Selbstlöschendes Halogen-Auslösezählrohr zum Nachweis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung.

Ausstattung und technische Daten ▪

Vorteile ▪ ▪

Montiert in Metallzylinder mit festem 500 mm-Koaxialkabel mit BNC-Stecker Inclusive Schutzkappe

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Massenbelegung des Glimmerfensters (mg/cm²): 2 ... 3 Arbeitsspannung (V): 500 Plateaulänge (V): 200 Plateauanstieg (%/V): 0,04 Totzeit (µs): ca. 100 Nulleffekt (Impulse/min): ca. 15 Gehäusedurchmesser (mm): 22 Zählrohrdurchmesser (mm): 15 Zählrohrlänge (mm): 76 Masse (g): 103

▪

Orientierung/ Netzebenenabstand: (100)/282 pm; (110)/398.8 pm; (111)/325.6 pm Kristallmaße (mm): 15 x 15 x 3

X-ray NaCl-Einkristalle, Satz von 3 Stück 09058-01 X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät 09058-02

Software Röntgengerät 35 kV

09005-00

Einkristalle in Halter für Bragg-Reflexion Funktion und Verwendung Die Software für "Röntgengerät 35 kV" gehört zur Softwarefamilie "measure" und zeichnet sich durch ihre einfache und intuitiv zu erlernende Bedienbarkeit aus. Vorteile ▪ ▪

Mit Hilfe dieser Software können Sie alle Messgrößen, die vom Röntgengerät erfasst werden, aufzeichnen und darstellen. Dies machen die Software "measure" und "Röntgengerät 35 kV" zu einem universell einsetzbaren System.

Die Software bietet eine Vielzahl von Funktionen: ▪ ▪ ▪ ▪ Funktion und Verwendung (100)-orientierter Einkristall in Verbindung mit Röntgengerät zur Energieanalyse nach der Bragg-Methode. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

KBr: Netzebenenabstand: 329 pm, Dicke: 1 mm. LiF: Netzebenenabstand: 201,4 pm, Dicke: 0,5 mm. Nutzbare Fläche (mm): 10 x 12.

Kaliumbromid-Einkristall in Halter für Bragg-Reflexion 09056-01 LiF-Kristall in Halter 09056-05

▪

Steuerung aller Parameter des Röntgengeräts Anzeige, Aufnahme und graphische Darstellung aller Messwerte Anzeige der Messgeometrie des Goniometers Im measure-Hauptprogramm stehen nach der Messung vielfältigste Werkzeuge zur Darstellung und Auswertung der Messwerte zur Verfügung Messwerte lassen sich auf einfachste Art und Weise in beliebige andere Windows-Anwendungen exportieren und vieles andere mehr

Software Röntgengerät 35 kV 14407-61 Datenkabel, Stecker/Buchse, 9-polig 14602-00 Adapter USB 14602-10

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 477

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Kontrastmittelversuch mit einem Blutgefäßmodell

Bestimmung der Länge und Lage eines nicht sichtbaren Objekts

Prinzip Ein flüssiges Kontrastmittel wird in ein Modell eines Blutgefäßes injiziert, welches von einer Seite verdeckt ist und der Röntgenstrahlung ausgesetzt wird, um die innere Struktur des Modells durch Röntgenfotographie abzubilden. Aufgaben 1. 2.

Eine 50%- ige Kaliumiodid-Lösung wird in das Blutgefäßmodell injiziert. Der Fluoreszenzschirm wird beobachtet, um den Verlauf der injizierten Lösung im Blutgefäßmodell zu verfolgen.

Lernziel Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Absorptionsgesetz, Massenabsorptionskoeffizient, Kontrastmittel Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541900

Radiographie des Implantatmodelles in der xz-Ebene (links) und der yz-Ebene (rechts) Prinzip Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der nicht gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen von zwei verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander sind, bestimmt werden. Aufgaben 1.

Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der nicht gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen von zwei verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander sind, bestimmt werden. Mit Hilfe der Vergrößerung, die sich aus der Divergenz der Röntgenstrahlen ergibt, sollen die wahre Länge und die räumliche Lage des Stiftes bestimmt werden.

Lernziel Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Absorptionsgesetz, Massenabsorptionskoeffizient, Stereografische Projektion Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

X-ray Modellader für Konstrastmittel, Aufsatz für Digitalkamera

Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2542000

X-ray Implantatmodell für Röntgenfotos

X-ray Modellader für Konstrastmittel In Verbindung mit einem Röntgengerät zur demonstrativen Leuchtschirmbeobachtung der Wirkungsweise von flüssigen Kontrastmitteln. Kunststoffplatte mit einem von außen nicht sichtbarem Röhrensystem und mit Zu-und Auslaufleitungen. Magnetisch haftender Standfuß, incl. Sicherheitswanne, Plattenfläche (11,5 x 14) cm, Leitungslänge 70 cm, Masse: 0,3 kg. X-ray Aufsatz für Aufnahmen mit Digitalkamera Magnetisch haftende Halterung für den direkten Anschluss einer handelsüblichen Digitalkamera an das PHYWE Röntgengerät. X-ray Modellader für Konstrastmittel 09058-06 X-ray Aufsatz für Aufnahmen mit Digitalkamera 09058-15

Funktion und Verwendung Lackierter Holzquader mit einem eingesetzten und von außen nicht sichtbaren Metallstift, dessen Länge und räumliche Lage mit Hilfe von Röntgenaufnahmen bestimmt wird. Ausstattung und technische Daten Inkl. eingelassener Referenzmetallplatte (d=30mm) zur Bestimmung eines Vergrößerungsfaktors, Quadermaße (mm): 59 x 59 x 140, Masse (kg): 0,4 09058-07

excellence in science 478

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Untersuchung von Kristallstrukturen mit Röntgenstrahlen / Laue-Verfahren

Untersuchung kubischer Kristallstrukturen mit Röntgenstrahlen / Debye-Scherrer-Pulververfahren

Laue-Aufnahme eines LiF(100)-Kristalls

Debye-Scherrer Aufnahme eines CsCl Pulvers

Prinzip

Ein Einkristall wird mit polychromatischer Röntgenstrahlung durchleuchtet und die daraus resultierenden Beugungsmuster werden fotografiert und ausgewertet.

Polykristalline Proben werden mit Röntgenstrahlung durchleuchtet und die daraus resultierenden Beugungsmuster werden fotografiert und ausgewertet.

Aufgaben

1. 2.

Die Laue-Beugung eines LiF-Einkristalls wird auf einem Film aufgezeichnet. Die Miller-Indizes der entsprechenden Kristallflächen werden den Laue-Reflexen zugeordnet.

1. 2.

Lernziel

Kristallgitter, Kristall-Systeme, Kristallklassen, Bravais-Gitter, Reziprokes Gitter, Miller-Indizes, Struktur-Amplitude, Atom-Formfaktor, Bragg-Streuung

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541600

Anfertigen von Debye-Scherrer-Aufnahmen von pulverförmigen Natriumchlorid- und Cäsiumchloridproben. Auswerten der Debye-Scherrer-Ringe und Zuordnung zu den entsprechenden Netzebenen. Die Gitterkonstanten der Probenmaterialien sollen bestimmt werden. Die Anzahl der Atome in der Elementarzelle jeder Probe sollen bestimmt werden.

Lernziel ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Kristallgitter Kristal-Systeme Reziprokes Gitter Miller-Indizes Struktur-Amplitude Atom-Formfaktor Bragg-Streuung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

X-ray Kristallhalter für Laue-Aufnahmen

Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541400

Funktion und Verwendung Magnetisch haftender, zylindrischer Halter Vorteile mit Steckbuchsen für Kristalle in Halter mit Stiften sowie mit Klemmvorrichtung zur Halterung ungefasster Einkristalle bis zu einer Dicke von 5 mm. Ausstattung und technische Daten Durchmesser /Länge je 40 mm, Masse (g): 90 g 09058-11

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 479

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

X-ray Filmhalter für Röntgenaufnahmen

Röntgendosimetrie

Prinzip Funktion und Verwendung Zur Halterung von Planfilmen für Röntgenaufnahmen. Vorteile ▪ ▪

Magnetisch haftende Basisplatte mit Längenmaßstab und rostfreien Gleitschienen für Filmhalter Inkl. zwei Magnetstreifen zur Filmmontage

Luftmoleküle in einem Plattenkondensator werden von Röntgenstrahlung ionisiert. Die Ionen-Dosis, die Ionen-Dosisleistung und die lokale Ionen-Dosisleistung werden aus dem Ionisationsstrom und der Menge der durchstrahlten Luft berechnet. Aufgaben 1.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Basisplattenfläche (cm): 13,5 x 20 Filmträger (cm): 15 x 20 Masse (kg): 0,65

3. 4.

09058-08

Zubehör für Fotografie mit Röntgenfilmen Funktion und Verwendung Nasschemischer Röntgenfilm für den Einsatz in der Röntgenphysik z. B. für Debye-Scherrer-, Laue- und Durchleutungs-Aufnahmen. Film muss in der Dunkelkammer in der Filmtüte vereinzelt und entwickelt werden. Je 2-mal 50 Filme im lichtdichten Folienbeutel eingeschweißt. Zusätzlich werden lichtdichte schwarze Filmtüten zur Vereinzelung der Filme in der Dunkelkammer benötigt. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Packungsinhalt: 100 Röntgenfilme Größe (mm): 100 x 100 Masse (kg): 0,5

X-ray Röntgenfilm, nasschemisch, 100 Stück, 100 × 100mm 100mm² 09058-23 Röntgen-Entwickler für 4,5 l 06696-20 Röntgen-Fixiersalz für 4,5 l 06696-30 X-ray Polaroidfilm ASA 800, 20 Stück 09058-20 X-ray Filmtüte für Röntgenfilme, 10 Stück 09058-22 X-ray Röntgenfilmentwickler, 5 l Gebinde, gebrauchsfertig 09058-24 X-ray Röntgenfilmfixierer, 5 l Gebinde, gebrauchsfertig 09058-25

Der Ionenstrom wird für zwei unterschiedliche strahlbegrenzte Blenden bei maximaler Anodenspannung gemessen und grafisch in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung aufgezeichnet. Aus den Werten des Sättigungsstroms und der durchstrahlten Luftmenge soll die Ionen-Dosisleistung bestimmt werden. Die Energiedosisleistung und die verschiedenen lokalen lonen-Dosisleistungen sollen berechnet werden. Mittels der 5-mm-Blende ist der Ionisationsstrom zu bestimmen und grafisch bei verschiedenen Anodenströmen, aber mit maximaler Anoden- und Kondensatorspannung aufzuzeichnen. Der Sättigungsstrom soll in Abhängigkeit von der Anodenspannung dargestellt werden.

Lernziel Röntgenstrahlen, invers-quadratisches Absorptionsgesetz, Ionisationsenergie, Energie-Dosis, Äquivalenzdosis und lonendosis und leistung, Q-Faktor, lokale Ionendosisleistung, Dosimeter Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541800

X-ray Plattenkondensator für Röntgengerät

Funktion und Verwendung Metallplatten mit Steckbügeln zur Durchführung von Ionisations- und Dosimetrieexperimenten. Ausstattung und technische Daten Plattenfläche (mm): 90 x 90 09058-05

excellence in science 480

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Gleichstrommessverstärker

Absorption von Röntgenstrahlen

Prinzip

Funktion und Verwendung Zur Messung von Gleichströmen, Gleichspannungen und Ladungen. Ausstattung und technische Daten Strommessung 0,01 nA...0,1 mA, Spannungsabfall < 1 mV, Spannungsmessung 0,1 mV...10 V, Eingangswiderstand 10 hoch 11 Ohm, Ladungsmessung 0,1 nAs..0,001 mAs, Genauigkeiten < 3%, Überlastschutz +/- 250 V, BNC-Eingangsbuchsen und kurzschlussfester 0...10 V - Analogausgang mit 4-mm-Sicherheitsbuchse , Nullpunktsteller, Entladetaste, Wahltasten für Messart und LED-gekennzeichnete Messbereiche, Anschlussspannung 230 V, Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13620-93

Polychromatische Röntgenstrahlung wird mit Hilfe eines Einkristall Analysators energetisch selektiert. Die monochromatische Strahlung dient als Strahlungsquelle für die Prüfung des Absorptionsverhaltens verschiedener Metalle in Abhängigkeit von der Dicke des Absorbers und der Wellenlänge der Strahlung. Aufgaben 1.

Netzgerät, 0...600 V-, geregelt 4.

Die Intensitätsabnahme der Strahlung wird für Aluminium und Zink in Abhängigkeit von der Materialdicke und bei zwei verschiedenen Wellenlängen gemessen. Der Massenabsorptionskoeffizient wird aus der grafischen Darstellung der Messwerte ermittelt. Der Massenabsorptionskoeffizient für Aluminium-, Zink- und Zinn-Folien von konstanter Dicke wird in Abhängigkeit von der Wellenlänge bestimmt. Es soll an der grafischen Darstellung gezeigt werden, dass μ / ρ = f (λ ³) ist. Die Absorptionskoeffizienten für Kupfer und Nickel werden in Abhängigkeit von der Wellenlänge und der aufgezeichneten Messwerte bestimmt. Die Energien der K-Werte sollen berechnet werden. Die Gültigkeit der Gleichung μ / ρ = ƒ (Ζ ³) ist zu zeigen.

Lernziel Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Bragg-Streuung, Absorptionsgesetz, Massenabsorptionskoeffizient, Absorptionskante, Halbwertsdicke, Photoeffekt, Compton-Streuung, Paarbildung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541100

Funktion und Verwendung

Absorptionssatz für Röntgenstrahlen

Netzgerät mit 5 Ausgangsspannungen, speziell geeignet für Röhrenversuche, Fadenstrahlrohr und Franck-Hertz-Versuch. Vorteile Gleichspannungen elektronisch stabilisiert, kurzschlussfest, galvanisch voneinander getrennt und somit in Reihe schaltbar, sowie mit LED-Strombegrenzungsanzeige und mit Verpolungsschutz, Wechselspannungsausgang mit Sicherungsautomat, alle Ausgänge netz- und erdfrei und mit 4 mm-Sicherheitsbuchsen. Ausstattung und technische Daten Ausgang 1: 0...12 V-/0,5 A, Stabilität: < 0,1 %, Restwelligkeit: < 5 mV, Ausgang 2: 0...50 V-/50 mA, Stabilität: < 0,01 %, Restwelligkeit: < 5 mV, Ausgänge 3/4: 300 V-/0...300 V-/50 mA, Stabilität: < 0,01 %, Restwelligkeit: < 20 mV, Ausgang 5: 6,3 V~/2 A, Leistungsaufnahme: ca. 100 VA, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168

Funktion und Verwendung Zur Absorptionsbestimmung von Röntgenstrahlung als Funktion von Materialdicke, Ordnungszahl und Wellenlänge der Strahlung. Ausstattung und technische Daten Gerahmte und gekennzeichnete Metallfolien sowie Aufsteckhalter für Geiger-Müller-Zählrohr., 5 Al-Folien, Dicke (mm): 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,1., 4 Zn-Folien, Dicke (mm): 0,025; 0,05; 0,075; 0,1., je 1 Folie Cu, Ni, Sn ; Dicke: 0,025 mm. 09056-02

13672-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 481

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Compton-Streuung von Röntgenstrahlen

X-ray Comptonzusatz für 35 kV Röntgengerät

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Röntgengerät für Experimente zur Comptonstreuung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Plexiglasstreuer (mm): 40 x 105 x 30 Aluminiumabsorber (mm): d= 1,5 mit Klemmfuß

09058-04

Prinzip An einem Plexiglasblock werden Röntgenstrahlen gestreut. Die Intensität der gestreuten Strahlung wird mit einem Zählrohr gemessen. Die durch die (Compton-) Streuung geänderte Wellenlänge der Strahlung wird aus einer zuvor gemessenen Transmissionskurve bestimmt.

X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett

Aufgaben 1. 2.

Die Transmission eines Aluminiumabsorbers ist als Funktion des Bragg-Winkels zu bestimmen und gegen die Wellenänge der Strahlung grafisch aufzutragen. Die Intensität der an einem Plexiglasblock unter 90° gestreuten Strahlung ist zu messen. Die Messung ist zweimal zu wiederholen, zuerst mit einem Aluminiumabsorber vor dem Streukörper, danach mit dem Absorber hinter dem Streukörper. Die zugehörigen Transmissionskoeffizienten sind zu berechnen. Die Compton-Wellenlänge für eine 90°-Streuung sollen bestimmt und mit dem theoretischen Wert verglichen werden. Röntgenstrahlen Compton-Effekt Compton-Wellenlänge Ruheenergie Absorption Transmission Energie- und Impulserhaltung Bragg-Streuung

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541700

excellence in science 482

Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenphysik Ausstattung und technische Daten Das Experimentierset besteht aus folgenden Komponenten

Lernziel ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Röntgengerät 35 kV Schul-/Vollschutzgerät Cu-Röntgenröhre Goniometer Zählrohr Typ B Kaliumbromid Einkristall (100) Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung in deutsch und englisch mit 27 Experimentbeschreibungen Software zur Steuerung, Datenaufnahme und Analyse mit measure Datenkabel Stecker/Buchse, 9 polig Adapter USB

09058-88

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

K- und L-Absorptionskanten von Röntgenstrahlen / Moseleysches Gesetz und die Rydberg-Konstante

Monochromatisierung von KupferRöntgenstrahlung

Prinzip Verschiedene dünne Proben werden mit polychromatischer Strahlung einer Kupfer-Röntgenröhre durchstrahlt. Die Analyse der durchgelassenen Strahlung erfolgt mit Hilfe eines Einkristalls. Aus den Glanzwinkeln der jeweiligen Absorptionskanten wird die Rydberg-Konstante berechnet. Aufgaben 1. 2. 3. 4. 5.

Die von der Kupfer-Röntgenröhre ausgehende polychromatische Strahlung ist mit Hilfe des LiF-Einkristalls als Funktion des Bragg-Winkels zu registrieren. Die K-Absorptionskante verschiedener Absorber ist aus den Spektren zu ermitteln. Aus den Energiewerten der K-Absorptionskanten sind Rydberg- und Abschirmkonstante zu berechnen. Die L-Absorptionskanten verschiedener Absorber sind aus den Spektren zu bestimmen. Aus den Energiewerten der L-Absorptionskanten ist wiederum die Rydbergkonstante zu berechnen.

Kupfer-Röntgenstrahlung als Funktion des Glanzwinkels (LiF(100)) Prinzip Das Spektrum der polychromatischen Röntgenstrahlung einer Kupfer-Röntgenröhre wird mit verschiedenen Einkristallen analysiert. Durch den Einsatz einer geeigneten Metallfolie kann die Intensität bestimmter charakteristischer Röntgenlinien stark reduziert werden. Aufgaben 1. 2.

Lernziel

Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Bragg-Streuung, Bohrsches Atommodell, Ernergieniveaus, Moseley-Gesetz, RydbergFrequenz, Abschirmkonstante

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2541200

X-ray Probenhalter für Pulver, Kantenabsorbtionssatz

Die Intensität der Kupfer-Röntgenstrahlung ist mit Hilfe von LiF- und KBr-Einkristallen zu analysieren und als Funktion des Bragg-Winkels aufzuzeichnen. Die Energie der charakteristischen Röntgenlinien ist zu bestimmen. Mit Hilfe eines LiF-Kristalls ist aus dem polychromatischen Spektrum eine charakteristische Röntgenlinie zu separieren. Aufgabe 1 ist mit einem zusätzlichen Nickelfilter zu wiederholen.

Lernziel Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Energieniveaus, Absorption, Absorptionskanten, Interferenz, Beugung, Bragg-Streuung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch P2540600

X-ray Blendentubus mit Folien zur Monochromatisierung von Röntgenstrahlen

X-ray Probenhalter für Pulver Probenhalter für die Aufnahme von Pulverproben einsetzbar in das Goniometer. Pulverproben werden aus dem Pulver des Materials und Vaseline angemischt. Die Probenaufnahme wird mit der Paste aufgefüllt. Der Probenhalter wird in den Universal Kristallhalter eingespannt. Maße H x B x T (mm): 3 x 25 x 35, Maße Probenaufnahme H x B x T (mm): 3 x 23 x 10, Gewicht (g): 8 Chemikalien-Satz für Kantenabsorption, 1 Satz Zum Nachweis von L- und K-Kanten-Absorption mit Röntgenstrahlen. 7 Elemente / Verbindungen für K-Kanten: Zn, As, Br, Rb, Sr, Se, Ge 4 Proben für L-Kanten: Hg, W, Pb, Bi X-ray Probenhalter für Pulverproben 09058-09 Chemikalien-Satz für Kantenabsorption, 1 Satz 09056-04

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Röntgengerät zur Monochromatisierung von Röntgenstrahlung. Für Cu- Röhre: Ni, Dicke (mm): 0,01 mm. Für Mo- Röhre: Zr, Dicke (mm): 0,05 mm. Blendendurchmesser (mm): 2, Tubusmaße (mm):l = 30,d = 22, Masse (g): 40 Blendentubus mit Ni-Folie 09056-03 X-ray Blendentubus mit Zr-Folie 09058-03

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 483

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an legierten Werkstoffen

4 Versuche: Metalle, Legierungen, Pulverproben, Flüssigkeiten, Quantitative Röntgenfluoreszenzanalysen, 3 Versuche: Legierungen, Flüssigkeiten, Schichtdickenbestimmung, Energiedispersive Experimente, 4 Versuche: Comptoneffekt, Absorbtionskanten, Gitterkonstante, Duane-Hunt DIN A4, Spiralbindung, farbig, 66 Seiten 01190-01

X-ray Röntgenenergiedetektor Fluorezenz Spektrum eines Supraleiters (YBaCu-O) Prinzip Verschiedene legierte Werkstoffe werden mit polychromatischer Röntgenstrahlung bestrahlt. Die Energieanalyse der resultierenden Fluoreszenzstrahlung erfolgt mit Hilfe eines Halbleiterdetektors und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators. Die Energie der entsprechenden charakteristischen Röntgenfluoreszenzlinien wird bestimmt. Die Legierungsmaterialien werden durch einen Vergleich der Linienenergien mit entsprechenden Tabellenwerten identifiziert. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der MolybdänRöntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors durchzuführen. Die Spektren der von den Proben erzeugten Fluoreszenzstrahlungen sind zu registrieren. Die Energien der entsprechenden Fluoreszenzlinien sind zu bestimmen. Zur Identifizierung der Legierungskomponenten sind die experimentell ermittelten Energiewerte mit Tabellenwerten abzugleichen.

Funktion und Verwendung Mit dem neuen Röntgenenergiedetektor können Sie die Energie einzelner Röntgenquanten direkt messen. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Lernziele Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus, Fluoreszenzausbeute, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.

▪ ▪

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse 01190-01 Deutsch P2544600

Anwendung für Praktikumsversuche und Demonstrationsversuche an Schulen und Hochschulen: ▪ ▪ ▪

Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse

Zusammen mit dem Vielkanalanalysator (USB) bestimmen und analysieren Sie das komplette Röntgen-Energiespektrum des untersuchten Materials. Einfache 2 bzw. 3 Punktkalibrierung, charakteristische Röntgenlinien für alle Elemente des Periodensystems sind in der Software integriert Direkt auf dem Goniometer des Röntgengerätes montierbar, die volle Funktionalität des Goniometers bleibt erhalten Direkter Anschluss an den Vielkanalanalysator (USB), der die Versorgungsspannungen bereitstellt Sofort einsetzbar, Bereitschafts-LED, keine aktive Kühlung notwendig Parallele Darstellung der Röntgensignale auf dem Oszilloskop (optional)

▪

Charakteristische Röntgenstreuung mit unterschiedlichen Anodenmaterialien (Cu, Fe, Mo) Fluoreszenzuntersuchungen von reinen Substanzen und Legierungen Bestimmung der Zusammensetzung von mehrkomponentigen Legierungen Comptoneffekt, Moseleys Gesetze, Energiedispersive Braggstrukturanalyse

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Beschreibung 14 Experimentbeschreibungen zum Röntgenenergiedetektor in Kombination mit dem Vielkanalanalysator und dem Röntgengerät 35 kV. Themenfelder Eigenschaften des Röntgenenergiedetektors, 3 Versuche: Kalibrierung, Auflösung, Eigenfluoreszenz, Qualitative Röntgenfluoreszenzanalysen,

excellence in science 484

Nachweisbarer Energiebereich (keV):2-60, Auflösung: FWHM (eV): < 400 Aktive Detektorfläche (mm2): 0,8 Ratenunabhängige Auflösung bis 20 Kcps(kilo counts per second) max. 4001 Kanäle

X-ray Röntgenenergiedetektor 09058-30 X-ray Probensatz (7 St.) Metalle für Röntgenfluoreszenz 09058-31 X-ray Probensatz (5 St.) Legierungen für Röntgenfluoreszenz 09058-33 X-ray Probensatz (4 St.) Metalle für Röntgenfluoreszenz 09058-34

2.6 Moderne Physik 2.6.1 Röntgenphysik

X-ray Röntgenenergiedetektor, Gesamtpaket

Compton-Effekt - energiedispersive Direktmessung

Funktion und Verwendung Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenenergiedetektor. Ausstattung und technische Daten Das Experimentierset besteht aus folgenden Komponenten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Röntgengerät 35 kV Schul-/ Vollschutzgerät Cu-Röntgenröhre Goniometer Röntgenenergiedetektor Vielkanalanalysator Zählror Typ B Kaliumbromid-Einkristall in Halter Universalkristallhalter Software Röntgengerät Software Vielkanalanalysator Probensatz Metalle Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse in deutsch und englisch mit 14 Experimentbeschreibungen

Molybdän-K-α-Linie für erschiedene Streuwinkel Prinzip Photonen der Molybdän Kα-Röntgenlinie werden an quasi freien Elektronen eines Plexiglasquaders gestreut. Mit Hilfe eines schwenkbaren Halbleiterdetektors und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators wird die Energie der gestreuten Photonen winkelabhängig bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3.

09058-87 4.

Vielkanalanalysator, erweiterte Version, geeignet für den Einsatz des Röntgenenergiedetektors

Mit Hilfe der beiden charakteristischen Molybdän Röntgenlinien Ka und Kβ ist eine Energiekalibrierung des Vielkanalanalysators (VKA) durchzuführen. Die Energie der an einem Plexiglaskörper gestreuten Photonen der Mo-Kα-Linie ist als Funktion des Streuwinkels zu bestimmen. Die gemessenen Energien der Streulinien sind mit den zu berechnenden Energiewerten zu vergleichen. Die Comptonwellenlänge für Elektronen ist zu berechnen und mit dem entsprechenden Wert aus der 90°-Streuung zu vergleichen.

Lernziele ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung Comptonstreuung Comptonwellenlänge Energie- und Impulserhaltung Ruhemasse und Ruheenergie des Elektrons relativistische Elektronenmasse und Energie Halbleiterdetektor, Vielkanalanalysator. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse 01190-01 Deutsch Funktion und Verwendung Der Vielkanalanalysator dient der Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse sowie zur Impulsraten- / Intensitätsbestimmung in Verbindung mit einem Röntgenenergiedetektor, Alpha-Detektor oder Gamma-Detektor. Die analogen Impulse dieser Detektoren werden im Vielkanalanalysator geformt, digitalisiert und entsprechend ihrer Höhe in Kanälen aufaddiert. Es ergibt sich eine Häufigkeitsverteilung der registrierten Impulse in Abhängigkeit von deren Energie.

P2546000

Vielkanalanalysator, erweiterte Version, geeignet für den Einsatz des Röntgenenergiedetektors 13727-99 Software Vielkanalanalysator 14452-61

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 485

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Welle-Teilchen-Dualismus Die klassische Physik beschreibt elektromagnetische Strahlung als Wellen. Es gibt aber Experimente mit elektromagnetischer Strahlung (z.B. Fotoeffekt), deren Ergebnisse nicht im Wellen- sondern im Teilchenbild erklärbar sind. Massive Teilchen (z.B. Elektronen) hingegen werden in der klassischen Physik als Teilchen dargestellt. Dieser Darstellung stehen Experimente mit massiven Teilchen (z.B. Elektronenbeugung) gegenüber, die in der Teilchenauffassung unverständlich bleiben, im Wellenbild aber unmittelbar verständlich sind. Historisch wird die Notwendigkeit widersprüchliche physikalische Bilder verwenden zu müssen um alle Experimente zu einem physikalischen System zu verstehen als Welle-Teilchen-Dualismus bezeichnet. Die Quantenmechanik, die der ganzen modernen Physik zugrunde liegt, vereinigt die physikalisch relevanten Aspekte beider Bilder in einer widerspruchsfreien Theorie.

Elektronenbeugung

Funktion und Verwendung

Prinzip Schnelle Elektronen werden an einer polykristallinen Graphitschicht gebeugt. Bei hoher Elektronenenergie sind Interferenzen in Form von Debye-Scherrer-Ringen beobachtbar, aus deren Abstand der Netzebenenabstand von Graphit bestimmt werden kann. Die De-Broglie-Gleichung und Bragg-Bedingung werden bestätigt. Der Teilchencharakter von Elektronen kann bei niedriger Elektronenenergie analog zur Strahlenoptik durch die vergrösserte Abbildung des Kupferträgernetzes demonstriert werden. Aufgaben 1. 2. 3.

Elektronenbeugungsröhre mit Fassung

Messung des Durchmessers der beiden kleinsten Beugungsringe bei verschiedenen Anodenspannungen. Berechnung der Wellenlänge der Elektronen aus der Anodenspannung. Bestimmung des Netzebenenabstandes von Graphit aus dem Durchmesser der Ringe und der Beschleunigungsspannung.

Genehmigungs- und anzeigefreies Kompaktgerät zur Untersuchung der Wellen-/ Korpuskeleigenschaften (Debye-Scherrer/Schattenwurf) von Elektronen. Ausstattung und technische Daten Evakuierter Glaskolben mit Elektronenkanone, polykrist. Graphitfolie auf Kupfernetz und Fluoreszenzschirm, montiert auf Träger mit 4 mmAnschlussbuchsen, Kolbendurchmesser 130 mm, Wehnelt/Heizung 0...-50 V/6,3 V, Beschleunigung +250 V, Fokus/Anode 0...+250 V/2...+12 V 06721-00

Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV

Lernziele Bragg-Reflexion, Debye-Scherrer-Verfahren, Netzebenen, GraphitStruktur, Welle-Teilchen-Dualismus, De-Broglie-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2511300

Funktion und Verwendung Universell einsetzbare Hochspannungsquelle, für alle elektrostatischen Versuche und Experimente zur Radioaktivität, sowie zum Betrieb von Spezialröhren und anderen Gasentladunsröhren geeignet. Beim Betrieb von Gasentladungsröhren ist an der eingebauten Digitalanzeige die Brennspannung zu kontrollieren, die aus Strahlenschutzgründen 5 kV nicht übersteigen darf. Ausstattung und technische Daten 3 stellbare Gleichspannungen: 0..+5 kV; 0..-5 kV; 0...+/- 10 kV., Maximaler Kurzschlussstrom: 3 mA., Innenwiderstand: ca. 5 MOhm., Restwelligkeit: < 0,5 %., 3-stelliges LED-Display, h = 20 mm., Ausgänge kurzschlussfest, erd- und massefrei., Leistungsaufnahme: 20 VA., Anschlussspannung: 230 V., Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß., Maße (mm): 230 x 236 x 168. 13670-93

excellence in science 486

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Spezifische Ladung des Elektrons - e/m

Prinzip Elektronen werden im elektrischen Feld im Fadenstrahlrohr beschleunigt, treten in ein zur Flugrichtung senkrechtes homogenes magnetisches Feld eines Helmholtz-Spulenpaares ein und werden dort auf kreisförmige Bahnen abgelenkt. Aus der Beschleunigungsspannung, der magnetischen Flussdichte und dem Bahnradius der Elektronen wird die spezifische Ladung des Elektrons bestimmt. Aufgaben 1.

Bestimmung der spezifischen Ladung des Elektrons (e/m0) aus dem Weg eines Elektronenstrahls in gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern unterschiedlicher Stärke.

Lernziel Kathodenstrahlen, Lorentz-Kraft, Elektronen in gekreuzten Feldern, Masse des Elektrons, Ladung des Elektrons Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2510200

Netzgerät, 0...600 V-, geregelt

Funktion und Verwendung Netzgerät mit 5 Ausgangsspannungen, speziell geeignet für Röhrenversuche, Fadenstrahlrohr und Franck-Hertz-Versuch. Vorteile Gleichspannungen elektronisch stabilisiert, kurzschlussfest, galvanisch voneinander getrennt und somit in Reihe schaltbar, sowie mit LED-Strombegrenzungsanzeige und mit Verpolungsschutz, Wechselspannungsausgang mit Sicherungsautomat, alle Ausgänge netz- und erdfrei und mit 4 mm-Sicherheitsbuchsen. Ausstattung und technische Daten Ausgang 1: 0...12 V-/0,5 A, Stabilität: < 0,1 %, Restwelligkeit: < 5 mV, Ausgang 2: 0...50 V-/50 mA, Stabilität: < 0,01 %, Restwelligkeit: < 5 mV, Ausgänge 3/4: 300 V-/0...300 V-/50 mA, Stabilität: < 0,01 %, Restwelligkeit: < 20 mV, Ausgang 5: 6,3 V~/2 A, Leistungsaufnahme: ca. 100 VA, Anschlussspannung: 230 V~, schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13672-93

Netzgerät, universal Fadenstrahlrohr

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung In Verbindung mit Helmholtz-Spulenpaar zur speziellen Ladungsbestimmung e/m des Elektrons. Ausstattung und technische Daten Glaskolben mit Argonfüllung, Elektronenkanone, fluoreszierenden Abstandsmarken zur parallaxenfreien Bestimmung des FadenstrahlKreisdurchmessers, Kunststoffendkappen zur Halterung sowie 4 mmAnschlussbuchsen mit Schaltschema, Heizung 6,3 V/0,5 A, Anoden-/kathodenspann. 150V/-50V, Kolbendurchmesser 170 mm, Gesamtlänge 470 mm 06959-00

Standardnetzgerät für Gleich- und Wechselspannung. Auch als Konstantstromquelle einsetzbar. Ausstattung und technische Daten Gleichspannung: 0,05...18 V, Welligkeit: < 5 mV, Strombegrenzung, stellbar: 0...5 A, kurzschlussfest, fremdspannungssicher, LED-Anzeige für Konstantstrombetrieb, Wechselspannung: 2...15 V /5 A, wählbar mit unverlierbarem Steckschalter, Sicherungsautomat: 10 A, alle Ausgänge erd- und massefrei, 4-mm-Sicherheitsbuchsen, Leistungsaufnahme: 295 VA, Anschlussspannung: 230 V~, Netzschalter, Netzkontrolleuchte, Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13500-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 487

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Franck-Hertz-Experiment mit der Hg-Röhre

Funktion und Verwendung

Prinzip In einer mit Hg-Dampf gefüllten Röhre werden Elektronen beschleunigt und geben ihre Energie in charakteristischen Portionen an die Hg-Atome ab. Aus dem Abstand der äquidistanten Minima des Elektronenstroms in einem variablen elektrischen Gegenfeld wird die Anregungsenergie des Quecksilbers bestimmt. Aufgaben 1. 2.

Franck-Hertz Betriebsgerät

Kompaktes Betriebsgerät für das Franck-Hertz-Experiment zum Betrieb von Hg- und Ne-Röhren. Mit diesem Experiment wurde 1913/14 von James Franck und Gustav Hertz das Bohr'sche Atommodell bestätigt. (Nobelpreis: 1925) Vorteile ▪

Erfassung des Elektronenstroms in einer Franck-Hertz-Röhre in Abhängigkeit von der Anodenspannung U. Bestimmung der Anregungsenergie aus den Positionen der Minima oder Maxima des Stromes.

▪ ▪

Lernziele Energiequantum, Elektronenstöße, Anregungsenergie Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2510311

Franck-Hertz Hg-Röhre auf Platte

Automatische Erkennung des Röhrentyps und automatische Begrenzung der Betriebsparameter Auswertung durch direktes Ablesen des Displays, xyt-Schreiber, Oszilloskop oder PC möglich. Aus der Aufnahme des Andodenstroms als Funktion der Beschleunigungsspannung lässt sich die Anregungsenergie der Atome bestimmen.

Ausstattung und technische Daten Zur Steuerung und Messung aller Röhrenparameter: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Heizspannung (konst.):6,5 ± 0,5 V Beschleunigungsspannung: 0...99 V Gegenspannung: 0...12 V Emissionsspannung: 0...6 V Heizspannung Ofen: 0...10 V Auflösung jeweils: 0,1 V Heizstrom Ofen: 400 mA Ofentemperatur: 0...999°C Anodenstrom: 0...50 nA Ausgänge 4 mm Buchsen: Beschleunigungsspannung: 0...10 V(10 V ~ 100 V) Spannung ß Anodenstrom: 0...10 V(10 V ~ 50 nA) Datenausgang: RS232 SubD-Buchse Anzeige: 20 mm 7-Segment LED 4 Betriebsmodi: Manuell, automatische Rampe, Sägezahn (Oszilloskop) und PC-Betrieb. Leistungsregelung für Ofen mit Schukosteckdose (600 W) und Typ K Anschluss für Thermoelement Buchse für 5-poliges Kabel zum Anschluss an Hg/Ne-Röhre.

Funktion und Verwendung Auswechselbare Hochvakuumröhre mit Quecksilberfüllung, die durch Erwärmen der Röhre verdampft. Vorteile Planparalleles Elektrodensystem zur Vermeidung von Feldverzerrungen, indirekt geheizte Oxidkathode mit hoher Lebensdauer.

Franck-Hertz Betriebsgerät 09105-99 Software Franck-Hertz-Experiment 14522-61

Ausstattung und technische Daten Heizung: 0...7 V; max. 150 mA, Gitterspannung: 0...60 V, Bremsspannung: 0...3 V, Betriebstemperatur: (175 ± 10)°C, Röhrenmaße (mm): l = 130; d = 28. Franck-Hertz Hg-Röhre auf Platte 09105-10 Franck-Hertz-Röhre (Ersatz) 09085-01 Verbindungskabel für Franck-Hertz Hg-Röhre 09105-30

excellence in science 488

Der Klassischste aller Klassiker. Bringt selbst Schüler, die schon alles wissen zum Staunen. Günter Grudnic, Wiesbaden

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Franck-Hertz Heizofen für Hg-Röhre

Franck-Hertz Ne-Röhre mit Gehäuse

Funktion und Verwendung

Zur Registrierung der Franck-Hertz-Kurve mit bis zu 5 Stoßanregungen. Direkte Beobachtung der Lichtemission im sichtbaren Bereich bei Abregung der angeregten Ne-Atome.

Heizofen zur Erzeugung der benötigten Temperatur für Franck-HertzRöhre bzw. Na-Fluoreszenzröhre.

Tetrode im standsicheren Gehäuse mit Sichtfenster und Sammelanschluss zum Betriebsgerät.

Vorteile Metallgehäuse mit Sichtfenster, Regulierbare Heizung, Bimetallschalter zur Temperaturkonstanthaltung, Thermometerhalterung und Geräteanschlussleitung.

Franck-Hertz Ne-Röhre mit Gehäuse 09105-40 Verbindungskabel für Franck-Hertz Ne-Röhre 09105-50

Ausstattung und technische Daten Heizung: 230 V; 600 W, Maximaltemperatur: 300°C, Gehäusemaße (mm): ca. 153 x 153 x 325, Gewicht: ca. 2 kg.

Natrium-Resonanzfluoreszenz

09105-93

Franck-Hertz-Experiment mit der Ne-Röhre Prinzip Wird Natrium-Dampf mit einer Lichtquelle kontinuierlichen Spektrums durchleuchtet, so wird im Na-Dampf Resonanzfluoreszenz beobachtet. Das Na-Emissionsspektrum wird mit Hilfe der Spektralanalyse des austretenden Lichts aufgenommen. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Prinzip In einer mit Neongas gefüllten Röhre werden Elektronen beschleunigt und geben ihre Energie in charakteristischen Portionen an die Hg-Atome ab. Aus dem Abstand der äquidistanten Minima des Elektronenstroms in einem variablen elektrischen Gegenfeld wird die Anregungsenergie des Neon bestimmt.

Versuchseinheiten Physik, Atomphysik 1, Buch 16150-01 Deutsch P0642600

Na-Fluoreszenzröhre auf Frontplatte

Aufgaben 1. 2.

Erfassung des Elektronenstroms in einer Franck-Hertz-Röhre in Abhängigkeit von der Anodenspannung U. Bestimmung der Anregungsenergie aus den Positionen der Minima oder Maxima des Stromes.

Lernziele ▪ ▪ ▪

Energiequantum Elektronenstöße Anregungsenergie Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2510315

Funktion und Verwendung Zum Nachweis der Resonanzabsorption und Resonanzfluoreszenz. Ausstattung und technische Daten Vakuumröhre mit Natriumfüllung, montiert auf Trägerplatte mit Sichtfenster, einsetzbar in Heizofen zum Franck-Hertz-Versuch; Röhrenlänge: 170 mm; Röhrendurchmesser: 42 mm. Na-Fluoreszenzröhre auf Frontplatte 09084-00 Versuchseinheiten Physik, Atomphysik 1, Buch 16150-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 489

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Fotoeffekt - Freie Elektronen Um Elektronen aus Atomen oder Molekülen zu befreien, wird Energie benötigt. Die Energie kann auf verschiedene Weise zugeführt werden: durch den Stoß der Atome von Nachbarteilchen (thermisch), durch die Absorption von Photonen (optisch) oder durch Stoß mit schnellen Teilchen. Durch die Messung der Energie der freigesetzten Elektronen nach der Bestrahlung einer Elektrode mit Licht verschiedener Wellenlängen kann das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt werden.

Plancksches Wirkungsquantum aus dem photoelektrischen Effekt (Spektrallinientrennung durch Interferenzfilter)

Fotozelle zur h-Bestimmung, mit Gehäuse

Funktion und Verwendung Prinzip Eine Photozelle wird mit Licht verschiedener Wellenlängen bestrahlt. Das Plancksche Wirkungsquantum oder die Planck-Konstante h wird aus der gemessenen photoelektrischen Spannung bestimmt .

Kompaktgerät zum Nachweis des Fotoeffekts und zur Bestimmung der Planck-Konstanten. Spezial-Vakuum-Fotozelle eingebaut in Kunststoffgehäuse mit abnehmbarer Metallhaube. Verschließbarer Blendentubus zur Aufnahme von Interferenzfiltern. Gehäuseboden mit Haltemagneten und mit 6 mm-Gewindebohrung für beiliegenden Haltestiel. Kathode Bleisulfid Kathodenfläche 3,3 cm2 spektraler Bereich 300...650 nm

Aufgaben 1.

Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums aus der photoelektrischen Spannung die bei verschiedenen Wellenlängen des Lichts gemessen wurde.

Lernziele

06778-00

Experimentierleuchte 6

Äußerer Photoeffekt, Austrittsarbeit, Absorption, Photonenenergie, Anode, Kathode Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2510401

Interferenzfilter, Satz von 3 Stück Funktion und Verwendung Für Spektrallampen mit Pico-9-Sockel. Ausstattung und technische Daten ▪

Funktion und Verwendung Interferenzfilter abgestimmt auf die Quecksilber Spektrallinien und zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mit Hilfe des Fotoeffekts. Ausstattung und technische Daten Filterschwerpunkte bei Wellenlänge 578 nm, 546 nm, 436 nm , Halbwertsbreite 10 nm, Toleranz +/- 1%, Transparenz 30%, eff. Durchmesser 40 mm, In gekennzeichneten Metallsteckfassungen 08461-00

excellence in science 490

▪ ▪ ▪

Kunststoffgehäuse mit bodenseitigen Haltemagneten und 6-mmGewindebohrung für Haltestiel. Lichtaustrittsöffnung (d =18 mm) mit Tubus. Feste Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern. Gehäuse (mm): 148 x 100 x 93.

Experimentierleuchte 6 11615-05 Spektrallampe Hg 100, Pico 9 08120-14 Drossel für Spektrallampen 230 V/50Hz 13662-97 Messverstärker universal 13626-93

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Plancksches Wirkungsquantum aus dem photoelektrischen Effekt (Spektrallinientrennung durch Beugungsgitter)

Verschiebungsgesetz von Duane-Hunt und Plancksches Wirkungsquantum

Prinzip Prinzip Eine Photozelle wird mit monochromatischem Licht verschiedener Wellenlängen bestrahlt. Das Plancksche Wirkungsquantum (auch Planck-Konstante h genannt) wird aus den photoelektrischen Spannungen bestimmt. Lernziele

Im Versuch wird die Grenzwellenlänge des Bremsspektrums bestimmt, die mit zunehmender Anodenspannung abnimmt. Aus dieser Grenzwellenlänge wird dann das Planksche Wirkungsquantum berechnet. Aufgaben 1.

Äußerer Photoeffekt, Absorption, Austrittsarbeit, Photonenenergie. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

2. 3.

P2510501

Die Intensität der Röntgenstrahlen, die durch die Kupferanode an verschiedenen Anodenspannungen emittiert werden, werden in Abhängigkeit vom Bragg-Winkel mit Hilfe eines LiF-Einkristalls erfasst. Die Grenzwellenlänge (= maximale Energie) des Bremsspektrums wird für die Spektren, die unter Punkt (1) ermittelt wurden, bestimmt. Diese Ergebnisse werden zur Überprüfung des Duane-HuntVerschiebung Gesetzes und zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantum verwendet.

Lernziele

Hg-Hochdrucklampe, 80 W

Röntgenröhre, Bremsstrahlung, Charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus, Kristallstrukturen, Gitterkonstante, Interferenz, Bragg-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch

Funktion und Verwendung

P2540900

Lichtquelle zur Untersuchung des Quecksilberspektrums. Geschwärzter Glaskolben mit 30 mm Lichtaustrittsöffnung und E27-Sockel, Brennstellung beliebig, Lichtstrom: 4000 lm, Betriebsdaten: ca. 0,75 A / 115 V

X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett

08147-00

Optische Profilbank Verlängerung, I = 600 mm

Funktion und Verwendung Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenphysik Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Profilbank mit unterseitigen Bohrungen zur Befestigung von justierbaren Füßen. In Verbindung mit einem Drehgelenk (08285-00) auch zum Abwinkeln oder Verlängern von optischen Bänken verwendbar.

Röntgengerät 35 kV Schul-/Vollschutzgerät mit Röntgenröhren, CuRöntgenröhre, Goniometer, Zählrohr Typ B, Kaliumbromid Einkristall (100), Handbuch mit 27 Experimentbeschreibungen, Software zur Steuerung, Datenaufnahme und Analyse, Datenkabel Stecker/Buchse, 9-polig

Ausstattung und technische Daten Verwindungssteifes Spezialprofil aus AlMgSi-Leichtmetalllegierung, Mit Korrosionsschutz und mm-Skalierung, Breite: 81 mm, Höhe: 32 mm, Länge: 600 mm 08283-00

X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett 09058-88 LiF-Kristall in Halter 09056-05

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 491

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Elementarladung und Millikan-Versuch

Polaritätsumschalter für Millikangerät

Funktion und Verwendung Mit Hilfe des Polaritätsumschalters ist die Richtung des elektrischen Feldes, in dem sich die geladenen Teilchen im Millikan-Vesuch bewegen umschaltbar. Prinzip

Ausstattung und Verwendung

Geladene Öltröpfchen, die zwischen den Platten eines Kondensators einem elektrischen Feld und gleichzeitig der Erdbeschleunigung ausgesetzt sind, werden durch Anlegen einer Spannung beschleunigt. Aus den Geschwindigkeiten in Richtung der Erdbeschleunigung und entgegengesetzt dazu wird die Elementarladung bestimmt.

Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit 4-mm-Buchsen u. Schaltzeichen., durchsichtiger Boden mit Gummifüßen, vertikale Halterungsmöglichkeit mit Doppelmuffe, Belastbarkeit: 250 V / 10 A AC, Maße (mm): 120 x 90 x 30 06034-07

Aufgaben 1. 2.

Messung der Steig-und Fallzeit von Öltröpfchen mit unterschiedlicher Aufladung bei verschiedenen Spannungen. Bestimmung der Radien und der Ladung der Tröpfchen.

Netzgerät, 0...600 V-, geregelt

Lernziele Elektrisches Feld, Viskosität , Stokessches Geset , Tröpfchen-Methode, Elektronenladung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch Funktion und Verwendung

P2510100

Netzgerät mit 5 Ausgangsspannungen, speziell geeignet für Röhrenversuche, Fadenstrahlrohr und Franck-Hertz-Versuch. Vorteile

Millikan-Gerät

▪ ▪ ▪

Gleichspannungen elektronisch stabilisiert, kurzschlussfest, galvanisch voneinander getrennt und somit in Reihe schaltbar, sowie mit LED-Strombegrenzungsanzeige und mit Verpolungsschutz Wechselspannungsausgang mit Sicherungsautomat Alle Ausgänge netz- und erdfrei und mit 4 mm-Sicherheitsbuchsen.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ Funktion und Verwendung

▪

Kompaktgerät zur Bestimmung der Elementarladung. Ausstattung und technische Daten Millikankondensator mit Beleuchtungseinrichtung, Mikroskop, Ölzerstäuber und Präparatehalter; auf Metallgrundplatte mit Stiel; Beleuchtungseinrichtung mit Halogenlampe 6V /10W und Lichtleiter; Mikroskop mit Okularmikrometer; Kondensatorplattenabstand 2,5 mm; Kondensatorspannung max. 500 VDC; Gesamtvergrößerung 100; Grundplatte (mm) 140 x 60 Erforderliches Zubehör Netzgerät 0...600V, Deckgläser und Objektmikrometer. Millikan-Gerät 09070-00 Ölzerstäuber für Millikanversuch (Ersatz) 09071-04

excellence in science 492

▪ ▪ ▪ ▪

Ausgang 1: 0...12 V-/0,5 A, Stabilität: < 0,1 %, Restwelligkeit: < 5 mV Ausgang 2: 0...50 V-/50 mA, Stabilität: < 0,01 %, Restwelligkeit: < 5 mV Ausgänge 3/4: 300 V-/0...300 V-/50 mA, Stabilität: < 0,01 %, Restwelligkeit: < 20 mV Ausgang 5: 6,3 V~/2 A Leistungsaufnahme: ca. 100 VA, Anschlussspannung: 230 V~ schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß Maße (mm): 230 x 236 x 168

13672-93

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Atome in elektrischen und magnetischen Feldern

Fabry-Perot-Interferometer

In Flüssigkeiten und in Festkörpern interagieren die dichtgepackten Atome sehr stark miteinander. Zum Verständnis dieser Wechselwirkungen werden die Atome in starken äußeren elektrischen und magnetischen Feldern untersucht.

Zeeman-Effekt mit CCD-Kamera und Messsoftware

Funktion und Verwendung Interferometer für Zeeman-Effekt. Vorteile Eine optisch ebene Quarzglasplatte (n =1,45) mit teildurchlässiger Verspiegelung., mit Frontlinse und herausnehmbarem Rotfilter, montiert in Metalltubus auf Stiel Ausstattung und technische Daten Plattendicke 3 mm, Brechungsindex n = 1,45, Plattenebenheit lambda/10, Reflexion 90 %, Auflösungsvermögen 400000, Sammellinse d = 41 mm, f = 100 mm, Abstand opt. Achse-Stielende 150 mm, inkl. Interferenzfilter 508 nm und 2 Staubschutzkappen 09050-02

Prinzip Die als Zeeman-Effekt bezeichnete Aufspaltung der Spektrallinien von Atomen im Magnetfeld kann an Cadmium-Linien (normaler Zeeman-Effekt l= 634,8 nm, rotes Licht; anomaler Zeeman-Effekt l= 508,6 nm, grünes Licht) demonstriert und ausgewertet werden. Die beteiligten Energieniveaus spalten im Magnetfeld in 2L + 1 Niveaus auf, sodass unter Berücksichtigung der Auswahlregeln neun strahlende Übergänge vorkommen, von denen allerdings im Falle des normalen Zeeman-Effektes immer drei die gleiche Energie haben. Bei Beobachtung quer zur Feldrichtung (transversaler Effekt) sind zwei senkrecht und eine parallel zur Feldrichtung polarisierte Linien zu beobachten, während bei Beobachtung in Feldrichtung (longitudinaler Effekt) zwei zirkular polarisierte Linien beobachtet werden. Über die Bestimmung der Linienaufspaltung kann der Wert des Bohrschen Magnetons µB ermittelt werden. Mit Hilfe eines hochauflösenden Fabry-Perot-Interferometers (Auflösungsvermögen ca. 400000) sind die einzelnen Linien als sehr kontrastreiche Ringe zu beobachten. Aufgaben 1. 2. 3.

Mit dem Fabry-Perot-Interferometer wird die Aufspaltung der Energieniveaus in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte gemessen Aus den Ergebnissen der Messung wird das Bohrsche Magneton berechnet Das Licht, das in Richtung des Magnetfeldes emittiert wird, wird qualitativ untersucht (longitudinaler Zeeman-Effekt)

Cadmium-Lampe zum Zeeman-Effekt

Funktion und Verwendung Entladungslampe mit Edelgas- und Cadmiumdampffüllung, montiert im Gehäuse mit Starter, Montagevorrichtung für Elektromagnet 06480-01 und Magnetsystem verstellbar 06327-00, mit festem Anschlusskabel. Ausstattung und technische Daten Elektr. Leistung: 15 W/23 W ohne/mit max. Magnetfeld, Anschlusskabel: 110 cm, 4-mm-Steckerpaar, Gehäusemaße (mm): 120 x 45 x 95 09050-20

Drossel für Spektrallampen 230 V/50Hz

Lernziele Bohrsches Atommodell, Quantisierung der Energieniveaus, Elektronen-Spin, Bohrsches Magneton, Interferenz elektromagnetischer Wellen, Fabry-Perot-Interferometer Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2511005

Funktion und Verwendung Vorschaltgerät für Spektrallampen mit Pico 9-Sockel. Ausstattung und technische Daten Leerlaufspannung 230 V, Brennspannung 15...60 VAC, Anschlussspannung 230 V/50 Hz, Ausgang mit 2 Sicherheitsschaltbuchsen, Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Netzkontrollleuchte, Traggriff und Aufstellfuß, Gehäuse (mm): 230 x 236 x 168 13662-97

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 493

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Elektromagnet ohne Polschuhe

Stelltrafo 25 V~/20 V-, 12 A

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung starker Felder mit Hilfe zusätzlicher Polschuhe mit unterschiedlichen Formen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

U-förmiger Eisenkern mit Spulen für Parallel- u. Serienschaltung; Spannvorrichtungen mit Spindeltrieb für Polschuhe. Windungszahl/Spule 842 Widerstand/Spule 2,66 Ohm Dauerstromstärke 4 A Kurzzeitbetrieb (20 min) max. 5 A Flussdichte (2,5mm-Spalt/5A) 1,3 T Maße (350x140x180) mm Masse ca. 17 kg

Stufenlos stellbare Gleich- und Wechselspannungen, zusätzlich zwei Festspannnungen. Ausstattung und technische Daten Gleichspannung: 0...20 V /12 A, Wechselspannungen: 0...25 V /12 A; 6 V und 12 V je 6 A , Belastbarkeit: max. 375 VA, 3 Sicherungsautomaten 10 A/10 A/13 A, Ausgänge erd- u. massefrei, fremdspannungssicher, 4-mm-Sicherheitsbuchsen, Netzschalter / Netzkontrollleuchte, Anschlussspannung: 230 V~, primärseitig abgesichert, Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 234 13531-93

06480-01

Polschuh, durchbohrt, konisch, 2 Stück

CCD-Kamera Moticam 352 für PC, 0,3 Megapixel

Funktion und Verwendung

In Verbindung mit Elektromagnet zur Erzeugung eines sehr starken, homogenen Magnetfeldes, z. B. für den Zeeman-Effekt bei Beobachtung in Feldrichtung und senkrecht dazu.

Auf Okular aufsetzbare 1/4-Zoll-Digitalkamera.

Ausstattung und technische Daten Fixierung mit Klemmflanschen, Länge: 132 mm , Durchmesser: 39 mm, Konus: 100 Grad, axialer Bohrungsdurchmesser: 5 mm 06480-03

Drehtisch für schwere Lasten

Funktion und Verwendung Zur drehbaren Aufnahme eines Elektromagneten. Ausstattung und technische Daten Neigungsjustierbare Metallgrundplatte auf Stellfüßen, darauf kugelgelagerte, arretierbare Metallplatte, Tischplattendurchmesser: 220 mm, Tischhöhe: 170 mm 02077-00

excellence in science 494

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten 0,3 Megapixel (640 x 480) mit USB 1.1 Interface, USB-Kabel an Kamera fest angebracht, mit 8-mm-CCD-Chip, Lichtempfindlichkeit 3 lx, Okularadapter für alle Mikroskope (Okulare mit 28 mm, 30 mm, 34 mm und 35 mm Durchmesser), Kalibrier-Objektträger, Fokussierlinse für Webcam-Verwendung, Makrotubus zum Betrachten von Objekten ohne Mikroskop, Software "Motic ImagesPlus 2.0", für Windows und MacOS X lauffähig. 88037-01

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Zeeman-Effekt mit variablem Magnetsystem, CCDKamera und Messsoftware

Magnetsystem, verstellbar

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung homogener und inhomogener Magnetfelder. Und zur Erzeugung des longitudinalen Zeeman-Effektes. Ausstattung und technische Daten Das Magnetsystem ist aus zwei Permanentmagneten aufgebaut. Die Magnete sind so angeordnet, dass sich zwei unterschiedliche Pole gegenüberstehen. Der Abstand und damit die magnetische Feldstärke zwischen den Polen kann über ein Stelltrieb mit Feingewinde variiert werden. Eine Skala mit Nonius erlaubt die exakte Bestimmung der Änderung des Abstandes. Die Polschuhe sind durchbohrt. Planare und spitze Polschuhendstücke sind in die Polschuhe einschraubbar. Interferenzringe beim anomalen Zeemann Effekt Prinzip Die als Zeeman-Effekt bezeichnete Aufspaltung der Spektrallinien von Atomen im Magnetfeld kann an Cadmium-Linien (normaler Zeeman-Effekt l= 634,8 nm, rotes Licht; anomaler Zeeman-Effekt l= 508,6 nm, grünes Licht) demonstriert und ausgewertet werden. Die beteiligten Energieniveaus spalten im Magnetfeld in 2L + 1 Niveaus auf, sodass unter Berücksichtigung der Auswahlregeln neun strahlende Übergänge vorkommen, von denen allerdings im Falle des normalen Zeeman-Effektes immer drei die gleiche Energie haben. Bei Beobachtung quer zur Feldrichtung (transversaler Effekt) sind zwei senkrecht und eine parallel zur Feldrichtung polarisierte Linien zu beobachten, während bei Beobachtung in Feldrichtung (longitudinaler Effekt) zwei zirkular polarisierte Linien beobachtet werden. Über die Bestimmung der Linienaufspaltung kann der Wert des Bohrschen Magnetons µB ermittelt werden. Mit Hilfe eines hochauflösenden Fabry-Perot-Interferometers (Auflösungsvermögen ca. 400000) sind die einzelnen Linien als sehr kontrastreiche Ringe zu beobachten.

▪ ▪ ▪ ▪

Abstand zwischen Polschuhen: 2 mm 20 mm. mag. Feldstärke: 0,2 T -2 T. Maße (mm): 180 x 140 x 75. Stiel im Lieferumfang enthalten.

Zubehör Optische Bank (08282.00). 06327-00

Physik zum Anfassen - mit PHYWE geht das und macht auch noch Spaß! Leonie Engelbert, Abiturientin, Nancy, Frankreich

Aufgaben 1. 2. 3.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 495

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Stern-Gerlach-Versuch mit Schrittmotor und PC-Interface

Prinzip Kaliumatome werden in einem Ofen verdampft und über eine Düse ins Vakuum expandiert. Der sich so bildende Atomstrahl durchquert ein stark inhomogenes variables magnetisches Feld. Aufgrund des magnetischen Moments erfahren die Kaliumatome im inhomogenen Magnetfeld eine Kraft senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung. Die Richtung der Kraft ist allein vom Spin der Elektronen in den Atomen abhängig. Durch Veränderung des Magnetfeldes und winkelabhängiges Aufzeichnen des Kaliumteilchenstroms wird diese zur damaligen Zeit höchst umstrittene Eigenschaft des Elektrons quantitativ verifiziert. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Aufzeichnung der winkelabhängigen Verteilung der Teilchenstrahldichte ohne effektives magnetisches Feld. Anfitten einer Kurve aus Parabel und zweier Geraden an die Intensitätsverteilung der Teilchenstrahldichte. Bestimmung der Abhängigkeit der Teilchenstrahldichte von verschiedenen Werten der Nicht-Homogenität des effektiven magnetischen Feldes. Untersuchung der Positionen der Maximalwerte der Teilchenstrahldichte in Abhängigkeit der Nicht-Homogenität des magnetischen Feldes.

Ionenstrom als Funktion der Detektorposition und des Magnetfeldes Lernziele Magnetisches Moment, Bohrsches Magneton, Richtungsquantelung, g-Faktor, Elektronenspin, Atomstrahl, Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung, Zweidrahtfeld Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2511111

excellence in science 496

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Stern-Gerlach-Apparatur

Betriebsgerät Schrittmotor Universelles Betriebsgerät für die Ansteuerung von Schrittmotoren in Experimenten zur Aufnahme von ortsabhängigen Signalen z.B. in der Optik, beim Ultraschall und in der Atomphysik. Durch eine USBSchnittstelle können die Messdaten direkt mit dem PC aufgenommen werden. Stop/Run-LED Anzeige, Unlock-Knopf zur Freischaltung des Schrittmotors für manuelle Verstellung, BNC Signaleingang zur Messwertaufnahme, DIN-Anschluss für Schrittmotoren, USB-Anschluss für PC, Maße (mm): 137 × 208 × 154, Masse: 1895 g.

Funktion und Verwendung Bestehend aus Atomstrahlofen, Langmuir-Taylor-Detektor und magnetischem Analysator. Ofen und Analysator sind ortsfest mit Kleinflanschverbindungen über ein Vakuumrohr mit dem Hochvakuumpumpstand verbunden. Der Detektor ist mit einem Edelstahlfaltenbalg als Zwischenstück mit dem Analysator beweglich verbunden. Mit Hilfe eines Spindeltriebes und einer Hebelübersetzung kann der Detektor reproduzierbar auf einem Kreisbogen mit Zentrum in Analysatormitte bewegt werden. Da die Spindel sowohl mit der Hand als auch automatisch drehbar ist, kann die Registrierung der Strahlprofile punktweise und auch mit Hilfe eines Schreibers erfolgen. Atomstrahlofen: Elektrisch geheizter Edelstahlofen mit Blendensystem und eingebautem Thermoelement. Langmuir-Taylor-Detektor: Der elektrisch geheizte Detektor besteht aus einem Wolframdraht, der sich in einer Edelstahlabschirmung mit Schlitzblende befindet. Die auftreffenden Kaliumatome werden von dem heißen Wolframdraht als Ionen verdampft und zu einer Auffangelektrode beschleunigt. Der entstehende Ionenstrom ist der Zahl der auf den Draht auftreffenden Kaliumatomen proportional. Magnetischer Analysator: Das inhomogene Magnetfeld zur Aufspaltung des Atomstrahls wird durch geeignete Formgebung der Polschuhoberflächen erreicht. Die Polschuhe aus magnetisch weichem Reineisen sind so geformt, dass sie ein inhomogenes Magnetfeld nachbilden, welches von zwei antiparallelen Gleichströmen in einem vorgegebenen Abstand erzeugt wird. Dieses sogenannte Zweidrahtfeld lässt sich elementar berechnen. Um eine genügend große Strahlauslenkung am Detektor zu erreichen, ist ein Elektromagnet mit einer Feldstärke >0,5 T erforderlich. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

elektrisch heizbarer Kaliumverdampfer mit Justiervorrichtung und Thermoelement aus Edelstahl Ofentemperatur: ca. 170 °C Kalium-Atomstrahl Querschnitt:0.5 x 4 mm² elektrisch heizbarer Drahtdetektor mit Kollektor, Abschirmzylinder und Justiervorrichtung Detektordraht d = 0,25 mm Wolfram, Betriebstemperatur: max. 1000°C speziell geformte Polschuhe aus magnetisch weichem Reineisen, vakuumdicht eingebaut Polschuhlänge: 70 mm, Polschuhspaltweite: 2 mm Detektor mittels eines metallischen Faltenbalges schwenkbar und vakuumdicht an den Analysator angeflanscht Detektorschwenkung durch präzise Hebelführung Anschluss an Vakuumpumpstand über DIN NW 40 mm Kleinflansch Maße H × B × T (mm):150 × 870 × 165 Masse: 5200 g

Zubehör ▪

Hochvakuumpumpstand auf rollbarem Tisch 09059-99

08087-99

Anpassungstrafo zu Stern-Gerlach-Versuch Anpassungstransformator im Kunststoffgehäuse zur Versorgung des Langmuir-Taylor-Detektors. Primär: 0...16 V~/0,6 A, Sekundärseite: 0...1,5 V~/5 A, Sekundär: Saugspannung: 50 V~, Maße (mm): 125 × 65 × 100, Masse: 450 g. 09054-04

Schrittmotor für Stern-Gerlach-Apparatur Schrittmotor mit Zahnriemenantrieb und zwei Endschaltern für das automatisierte Durchfahren des Messbereichs des Stern-Gerlach-Versuchs. Aufsetzbar auf die Antriebsstange des Stern-Gerlach-Versuchs. Durch die Steuerung durch das Betriebsgerät Schrittmotor kann gleichzeitig eine weitere Messgröße aufgezeichnet werden. Somit kann die Messgröße ortsbezogen erfasst werden. Mit Anschlussleitung mit DIN-Stecker. Schritte pro Umdrehung: 4000. Maße (mm): 300 × 300 × 150. Masse: 1300 g. Schrittmotor für Stern-Gerlach-Apparatur 09054-06 Software für Schrittmotor 14451-61

Hochvakuumpumpstand kompakt

Funktion und Verwendung Kompaktpumpstand komplett montiert auf fahrbarem Tisch mit flexibler Vakuumdurchführung (Faltenbalg) auf die obere Tischplatte. Vorteile Trockenlaufender, luftgekühlter Pumpstand mit Membranvorpumpe und Turbomolekularpumpe, Anschlussflansch: DN 40 ISO-KF Ausstattung und technische Daten

Stern-Gerlach-Apparatur 09054-88 Kalium, destilliert, 6 Ampullen 09054-05

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 497

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgeneenegiedetektor.

Compton Effekt

Ausstattung und technische Daten Das Experimentierset besteht aus folgenden Komponenten

Compton-Effekt - energiedispersive Direktmessung

Röntgengerät 35 kV Schul-/ Vollschutzgerät, Cu-Röntgenröhre, Goniometer, Röntgenenergiedetektor, Vielkanalanalysator, Zählror Typ B, Kaliumbromid-Einkristall in Halter, Universalkristallhalter, Software Röntgengerät, Software Vielkanalanalysator, Probensatz Metalle, Demo Expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse deutsch und englisch mit 14 Experimentbeschreibungen. 09058-87

X-ray Röntgenenergiedetektor Molybdän - K-α- Linie für erschiedene Streuwinkel Prinzip Photonen der Molybdän K-α-Röntgenlinie werden an quasi freien Elektronen eines Plexiglasquaders gestreut. Mit Hilfe eines schwenkbaren Halbleiterdetektors und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators wird die Energie der gestreuten Photonen winkelabhängig bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Funktion und Verwendung Mit dem neuen Röntgenenergiedetektor können Sie die Energie einzelner Röntgenquanten direkt messen. Vorteile

Mit Hilfe der beiden charakteristischen Molybdän Röntgenlinien K-α und K-Β ist eine Energiekalibrierung des Vielkanalanalysators (VKA) durchzuführen. Die Energie der an einem Plexiglaskörper gestreuten Photonen der Mo-K-α-Linie ist als Funktion des Streuwinkels zu bestimmen. Die gemessenen Energien der Streulinien sind mit den zu berechnenden Energiewerten zu vergleichen. Die Comptonwellenlänge für Elektronen ist zu berechnen und mit dem entsprechenden Wert aus der 90°-Streuung zu vergleichen.

Lernziele Bremsstrahlung und charakteristische Röntgenstrahlung, Comptonstreuung, Comptonwellenlänge, Energie- und Impulserhaltung, Ruhemasse und Ruheenergie des Elektrons, relativistische Elektronenmasse und Energie, Halbleiterdetektor, Vielkanalanalysator. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse 01190-01 Deutsch

Zusammen mit dem Vielkanalanalysator (USB) bestimmen und analysieren Sie das komplette Röntgen-Energiespektrum des untersuchten Materials, einfache 2 bzw. 3 Punktkalibrierung, charakteristische Röntgenlinien für alle Elemente des Periodensystems sind in der Software integriert, direkt auf dem Goniometer des Röntgengerätes montierbar,die volle Funktionalität des Goniometers bleibt erhalten, direkter Anschluss an den Vielkanalanalysator (USB), der die Versorgungsspannungen bereitstellt, sofort einsetzbar, Bereitschafts-LED, parallele Darstellung der Röntgensignale auf dem Oszilloskop (optional) Ausstattung und technische Daten Nachweisbarer Energiebereich:2-60 keV, Auflösung: FWHM < 400 eV, aktive Detektorfläche 0,8 mm², ratenunabhängige Auflösung bis 20 Kcps (kilo counts per second), max. 4001 Kanäle 09058-30

Vielkanalanalysator, erweiterte Version, auch geeignet für den Einsatz des Röntgenenergiedetektors

P2546000

X-ray Röntgenenergiedetektor, Gesamtpaket

Vielkanalanalysator, erweiterte Version 13727-99 Software Vielkanalanalysator 14452-61 Funktion und Verwendung

excellence in science 498

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Compton-Streuung von Röntgenstrahlen

X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett

Funktion und Verwendung Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenphysik Das Experimentierset besteht aus folgenden Komponenten

Prinzip An einem Plexiglasblock werden Röntgenstrahlen gestreut. Hierbei kommt es zum elastischen Stoß zwischen Elektronen im Plexiglas und Röntgenquanten, wobei Röntgenquanten Energie an die Elektronen abgeben (Compton-Streuung). Die Intensität der gestreuten Strahlung wird mit einem Zählrohr gemessen. Die durch die Streuung geänderte Wellenlänge der Strahlung wird aus einer zuvor gemessenen Transmissionskurve bestimmt. Aufgaben 1. 2.

Die Transmission eines Aluminiumabsorbers ist als Funktion des Bragg-Winkels zu bestimmen und gegen die Wellenänge der Strahlung grafisch aufzutragen. Die Intensität der an einem Plexiglasblock unter 90° gestreuten Strahlung ist zu messen. Die Messung ist zweimal zu wiederholen, zuerst mit einem Aluminiumabsorber vor dem Streukörper, danach mit dem Absorber hinter dem Streukörper. Die zugehörigen Transmissionskoeffizienten sind zu berechnen. Mit Hilfe der Transmissionskoeffizienten ist aus der Transmissionskurve die Änderung der Wellenlänge der Streustrahlung zu bestimmen.

Lernziel Compton-Effekt, Compton-Wellenlänge, Ruheenergie, Absorption, Übertragung, Energie- und Impulserhaltung, Röntgenstrahlen, Bragg-Streuung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung (XT) 01189-01 Deutsch

Röntgengerät 35 kV Schul-/Vollschutzgerät, Cu-Röntgenröhre, Goniometer, Zählrohr Typ B, Kaliumbromid Einkristall (100), Demo Expert Physik Handbuch Experimente zur Rönttgenstrahlung in deutsch und englisch mit 27 Experimentbeschreibungen, Software zur Steuerung, Datenaufnahme und Analyse mit measure, Datenkabel Stecker/Buchse, 9 polig, Adapter USB. X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett 09058-88 LiF-Kristall in Halter 09056-05

X-ray Comptonzusatz für 35 kV Röntgengerät

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Röntgengerät für Experimente zur Comptonstreuung. Ausstattung und technische Daten Plexiglasstreuer (4x10,5x3) cm, Aluminiumabsorber d=1,5 mm mit Klemmfuß 09058-04

Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung

P2541700

Beschreibung 27 Experimentbeschreibungen zum Röntgengerät 35 kV. Themenfelder Charakteristische Röntgenstrahlung, Absorption von Röntgenstrahlung, Comptonstreuung und Dosimetrie, Strukturbestimmung von Kristallen mit Röntgenstrahlen, Diffraktometrische Debye-Scherrer Experimente (Zählrohrgoniometer) DIN A4, Spiralbindung, farbig, 132 Seiten 01189-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 499

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Compton-Effekt mit dem Vielkanalanalysator

Betriebsgerät für Gamma-Detektor Funktion und Verwendung Hochstabilisierte Gleichspannungsquelle. Vorteile Stufenlose, reproduzierbare Spannungseinstellung mittels 10-GangPotentiometer mit Skale. Ausstattung und technische Daten MHV-Buchse für Hochspannungsausgang, feste Geräteanschlussleitung: 150 cm, Spannung: 600 bis 1100 V, Stromstärke: max. 0,5 mA, Stabilität: besser als 0,1 %, Anschlussspannung: 230 V~, Abmessungen (mm): 115 x 65 x 22

Prinzip

09101-93

γ-Strahlung eines radioaktiven Präparates wird an einem Eisenstab gestreut. Dabei wechselwirken Röntgenquanten mit quasifreien Elektronen unter Abgabe von Energie. Die Energie der gestreuten γStrahlung wird in Abhängigkeit des Streuwinkels gemessen. Daraus wird die Compton-Wellenlänge bestimmt.

Vielkanalanalysator, erweiterte Version, auch geeignet für den Einsatz des Röntgenenergiedetektors

Aufgaben 1.

Kalibrierung des Messaufbaus mit Hilfe einer Cs-137-Quelle (37 kBq), einer Am-241 Quelle (370 kBq) und einer Na-22-Quelle (74 kBq). 2. Messung der Energie der γ-Quanten aus dem 661,6 keV-Peak von Cs-137 in Abhängigkeit des Streuwinkels und Berechnung der Compton-Wellenlänge. Lerziel Korpuskel, Streuung, Compton-Wellenlänge, γ-Quanten, DeBroglie-Wellenlänge, Welle-Teilchen-Dualismus, Klein-Nishina Formel Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Funktion und Verwendung Der Vielkanalanalysator dient der Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse sowie zur Impulsraten- / Intensitätsbestimmung in Verbindung mit einem Röntgenenergiedetektor, Alpha-Detektor oder Gamma-Detektor. Die analogen Impulse dieser Detektoren werden im Vielkanalanalysator geformt, digitalisiert und entsprechend ihrer Höhe in Kanälen aufaddiert. Es ergibt sich eine Häufigkeitsverteilung der registrierten Impulse in Abhängigkeit von deren Energie. Vielkanalanalysator, erweiterte Version 13727-99 Software Vielkanalanalysator 14452-61

P2524415

Gamma-Detektor TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Beschreibung Funktion und Verwendung

Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik.

Zum Nachweis von Gamma-, Beta- und Röntgenstrahlung. Großvolumiger, lichtdichter NaI-Kristall mit Fotomultiplier und Spannungsteiler, montiert in Halterung mit Stiel.

Themenfelder

Ausstattung und technische Daten

Ausstattung

Kristall NaI (Ta), Kristallmaße (mm): 38 x 50,8, Dicke der Al-Umhüllung: 0,4 mm, Betriebsspannung: 600...1100 V

DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten

Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie

16502-32 09101-00

excellence in science 500

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Compton-Effekt mit Cobra3

▪ ▪ ▪

Prinzip γ-Strahlung eines radioaktiven Präparates wird an einem Eisenstab gestreut. Dabei wechselwirken Röntgenquanten mit quasifreien Elektronen unter Abgabe von Energie. Die Energie der gestreuten γStrahlung wird in Abhängigkeit des Streuwinkels gemessen. Daraus wird die Compton-Wellenlänge bestimmt. Aufgaben Kalibrierung des Messaufbaus mit Hilfe einer Cs-137-Quelle (37 kBq), einer Am-241 Quelle (370 kBq) und einer Na-22-Quelle (74 kBq). 2. Messung der Energie der γ-Quanten aus dem 661,6 keV-Peak von Cs-137 in Abhängigkeit des Streuwinkels und Berechnung der Compton-Wellenlänge.

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Analog-Ausgang zur Beobachtung des Impulshöhenspektrums mit Hilfe eines Oszilloskops. Digitalausgang für Zähleranschluss. Analog-Ausgänge für Schreiber- oder Cobra3-Anschluss (x- und yKanal). Analog-Eingang: neg. Impulse. Impedanz: 3,3 kOhm; 150 pF. Verstärkung: mit Lupenfunktion (9-fach bis 55-fach). Impulshöhe: max. 10 V. Fenster: 100 / 200 / 500 V (1 / 2 / 5 %). Taktzeit (pro Schritt): 0,8 s; 1,6 s; 3,2 s Integrationszeitkonst.: 2 s. XY-Ausgänge: Schreiber oder Cobra3 (0 bis 10 V). Analog-Ausgang: pos. Impulse (0 bis 10 V). Ausgang-Zähler: 4 V Amplitude, 3 µs Dauer. Buchsen-Ausgang: +/- 12 V / max. 30 mA. BNC-Ausgang: - 100 V. Kunststoffgehäuse: mit Tragegriff. Abmessungen (mm): 370 x 236 x 168. Leistungsaufnahme: ca. 10 VA. Anschlussspannung: 230 V; 50 Hz.

13725-93

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Lerziel Korpuskel, Streuung, Compton-Wellenlänge, γ-Quanten, DeBroglie-Wellenlänge, Welle-Teilchen-Dualismus, Klein-Nishina Formel Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2524411

Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Vorteile ▪

Impulshöhenanalysator

▪

Betrieb entweder mit einem Computer (USB-Schnittstelle) oder ganz ohne PC mit einem speziellen Betriebsgerät (COM-UNIT) Durch zusätzliche Steckmodule für nicht-elektrische Messgrößen erweiterbar.

Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3 Universalschreiber 14504-61

Funktion und Verwendung Zur Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse sowie zur Impulsraten- (Intensitäts)- bestimmung in Verbindung mit Alpha-Detektor (09100-00) oder Gamma-Detektor (09101-00). Vorteile ▪ ▪ ▪

Impulshöhenanalyse manuell mit Hilfe eines 10-Gang-Potentiometers oder automatisch mit wählbaren Taktzeiten. Lupenfunktion zur Steigerung der Auflösung auf max. 0,2 %. Integrierte Stromversorgung für Alpha-Vorverstärker (09100-00)

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Einkanaldiskriminator mit wählbaren, mittenzentrierten Konstant- oder Prozentfenstern (Differentialanalyse). Schwellendiskriminator für Integralanalyse.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 501

2.6 Moderne Physik 2.6.2 Quantenphysik

Grundplatte mit Haubenkoffer

Quantenradierer

Ausstattung und technische Daten

Ein Mach-Zehnder-Interferometer wird mit einem aufgeweiteten Laserstrahl beleuchtet. Ringförmige Interferenzmuster erscheinen auf den Schirmen hinter dem Interferometer. Wenn Polarisationsfilter mit gekreuzten Ebenen in die beiden Interferometerarme gestellt werden, verschwinden die Interferenzmuster. Die quantenmechanische Interpretation hiervon ist, dass man den Photonen eine Eigenschaft (Polarisation) aufgeprägt hat mithilfe derer sich prinzipiell beobachten ließe welchen der beiden Interferometerarme das Photon passiert hat. Diese "welcher Weg"-Information ist aber quantenmechanisch nicht verträglich mit dem Auftreten von Interferenz. Ein dritter Polarisationsfilter hinter einem Ausgang des Interferometers aufgestellt, wirkt als "Quantenradierer". Die Ebene dieses Filters wir auf 45° bezüglich beider Filter im Interferometer eingestellt. Das Interferenzmuster erscheint hinter dem Quantenradierer wieder - die "welcher Weg"-Information ist ausradiert.

Biegesteife und korrosionsgeschützte Metallplatte mit (5 cm x 5 cm) Rasterdruck und zusätzlicher schwingungsgedämpfter Lagerung im Kofferboden , drei festmontierte Spannstellen für Laser-und Lasershuttermontage , aufsetzbare, verschließbare Kofferhaube, Abmessungen der Platte (cm): 59 x 43 x 2,4, Abmessungen des Koffers (cm): 62 x 46 x 28, Masse: 13 kg 08700-01

Magnetfuß für Grundplatte

P2220800

Laser, He-Ne, 0.2/1.0 mW, 230 V AC

Funktion und Verwendung Durch innere Dreipunktführung sehr genaue Einspannvorrichtung zur Halterung von optischen Komponenten mit Stielen (Durchmesser: 10 mm...13 mm) auf der optischen Grundplatte. Ausstattung und technische Daten Fuß (h = 55 mm) mit abriebsfester Kunststoffgleitfolie. 08710-00

Funktion und Verwendung Linear polarisierte Lichtquelle.

Oberflächenspiegel, 30 x 30 mm

Schutzklasse 2 nach DIN 58126/6, eloxiertes Aluminiumgehäuse sehr kurzer Bauweise, mit Schlüsselschalter,Graufilter u. integriertem Netzteil, Röhre mit sehr hoher Lebensdauer durch Glaslottechnik Ausstattung und technische Daten Wellenlänge 632,8 nm, Lichtleistung(umschaltb.)0,2/1 mW, Mindestpolarisation 500:1, Leistungsaufnahme 35 VA, Strahldurchmesser 0,5 mm, Strahldivergenz < 2 mrad, Lebensdauer (Röhre) > 18000 h, Anschlussspannung 230 V, Maße (mm) 210 x 80 x 40, Incl. Haltestiel, Durchmess. 10mm 08180-93

Einsetzbar in Justierhalterung (08711.00) für Versuche mit der optischen Grundplatte. Ausstattung und technische Daten

Weitere Informationen zu diesem optischen System finden Sie im Kapitel Optik

excellence in science 502

Funktion und Verwendung

Hochwertiger Planspiegel mit Schutzschicht aus Siliziumdioxid , auf Aluminiumträger , Spiegelfläche (mm): 30 x 30, Planität: 1/8-Lamda 08711-01

2.6 Moderne Physik 2.6.3 Teilchenphysik, Nebelkammer

Großraum-Diffusions-Nebelkammer PJ 80/3

Machen Sie unsichtbares sichtbar Die PHYWE Diffusions-Nebelkammer zählt zu den eindruckvollsten Teilchendetektoren. Sie eignet sich hervorragend zur Beobachtung der natürlichen Umgebungsstrahlung, die uns Tag für Tag umgibt. Dabei unterscheidet man die kosmische Strahlung und die natürlich vorkommende Radioaktivität der Erde. Ob α-Teilchen, β-Teilchen, Protonen, Myonen, Elektronen oder Positronen – alle ionisierenden Teilchen können beobachtet werden. In der Nebelkammer befindet sich eine ca. 1 cm dicke Zone aus übersättigtem Alkoholdampf. Durchquert ein ionisierendes Teilchen diese Schicht, so entsteht eine Nebelspur, deren Form Rückschlüsse auf die Art des Teilchens und dessen kinetische Energie zulässt. Eigenschaften • informativ und attraktiv • besonders große Beobachtungskammer • sicher und verlässlich • einfach aufzustellen, automatischer Arbeitsablauf • geringer Instandhaltungsaufwand • Top-Qualität Die Nebelkammer wird vermehrt an Universitäten und Schulen als Anschauungsobjekt für das Thema Radioaktivität eingesetzt. Aber auch in Museen, Science-Centern und sogar in Kunstausstellungen, wie beispielsweise auf der weltgrößten Kunstausstellung Documenta wurde die PHYWE Diffusions-Nebelkammer zum Zuschauermagnet.

Die PHYWE Diffusions-Nebelkammer Attraktiv und Informativ: Ob zur Vermittlung von Lerninhalten an Universitäten und Schulen oder als Installation in Ausstellungen, Museen oder Informationszentren. Einzigartig großen Beobachtungsfläche: Die fast 1 m² große Beaobachtungsfläche ist von allen 4 Seiten leicht zugänglich. Die Nebelspuren können so direkt von oben gesehen werden. Zuverlässig und sicher: selbst im Dauerbetrieb läuft die Diffusionskammer völlig problemlos – tagein, tagaus. Leicht zu bedienen, voll automatisch: Auftanken, anschalten und schon nach wenigen Minuten läuft die Nebelkammer voll automatisch. Die Steuerung erfolgt bequem mit einer Zeitschaltuhr. Minimale Instandhaltung: Selbst im Dauerbetrieb arbeitet die Nebelkammer kostensparend. Nur der Alkoholtank muss regelmäßig aufgefüllt werden. Höchste Qualität, jahrzentelange Erfahrung: Seit über 25 Jahren baut PHYWE Diffusions-Nebelkammern von Spezialisten entwickelt, gebaut, genauestens geprüft und eingestellt.

Beobachten Sie die natürliche Hintergrundstrahlung Die „großen“ α-Teilchen (1) zeigen eine kurze breite Spur, niederenergetische β-Teilchen (2) ändern beim Stoß mit einen Alkoholmolekül häufig ihre Richtung, Protonen (3), hochenergetische Myonen(4) hingegen erzeugen eine schnurgerade Spur. Die Beobachtung einer Elektron-Positron Paarbildung ist – wenn auch selten zu sehen – immer ein Höhepunkt. Zu jeder Zeit sind zwischen 100 bis 500 Nebelspuren zu sehen, die jeweils nach 1 bis 2 Sekunden verschwinden durch Kondensation auf der gekühlten Bodenplatte. Das immer wieder von Neuem auftretende Schauspiel fasziniert jeden Betrachter.

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 503

2.6 Moderne Physik 2.6.3 Teilchenphysik, Nebelkammer

Großraum-Diffusions-Nebelkammer 80 x 80 cm, PJ 80, 230 V

Schleusendurchführung für Nebelkammer (für Strahlerstifte)

Funktion und Verwendung Erlaubt das Einführen von Strahlerstiften in die Großraum-Diffusionskammer PJ 80/3 09043-30

Thoriumquelle mit Einlassvorrichtung

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Kontinuierlich arbeitende, maschinengekühlte Nebelkammer zur Sichtbarmachung der natürlichen Umgebungsstrahlung auf einer Detektionsfläche von 80cm x 80cm.

Zum Einbringen von gasförmigem Thorium in die GroßraumDiffusions-Nebelkammer PJ 80/3 09043-31

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪

Die Kammer arbeitet vollautomatisch und ist für Dauerbetrieb ausgelegt. Schleuse zum Einbringen von radioaktiven Präparaten sowie für eine Thoriumgasquelle. Doppelt transparent abgedeckter Beobachtungsraum mit Verdampfervorrichtung für Alkohol, Beleuchtungseinheit und Vorrichtung zum Entfernen überschüssiger Ionen. Kammerkorpus mit geräuscharm arbeitendem Kälteaggregat, Alkoholtank, Alkoholpumpe und Steuereinheiten.

Radioaktive Quellen

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Detektionsfläche (80 x 80) cm Alkohol Isopropanol 2 Alkoholverbrauch ca. 40 ccm /Tag Kühlmittel-FCKW-frei R 404A Zeitprogrammierung für tägliche Betriebsdauer incl. Wochenende Leistungsaufnahme 1.65 kVA Anschlussspannung 230 V/ 50-60 Hz Abmessungen (128 x 128 x 128) cm Masse 480 kg

Optionen ▪ ▪

Einführvorrichtung f. radioaktive Präparate Gasschleuse incl. Thoriumquelle

09043-93

PHYWE’s diffusion cloud chamber is working excellently as it was foreseen, the chamber is one of the main attractions at our exhibition. Dr. Peter Raics, Nuclear Research Institute of Hungarian Academy of Sciences, University of Debrecen, Hungary

excellence in science 504

Vier gekennzeichnete, umschlossene Quellen in Metallschutzbehälter. Für Schulen genehmigungsfrei, jedoch bei der Aufsichtsbehörde anzeigepflichtig. Alpha Am-241, Hwz: 433 a Beta(+) Na- 22, Hwz: 2,6 a Beta(-) Sr- 90, Hwz: 28,5 a Gamma Co- 60, Hwz: 5,3 a Aktivität je Quelle: 74 kBq Bauartzulassung: Nds 002/99 Radioaktiver Unterrichtsquellensatz 09047-50 Adapter für Strahlerstifte 09043-29

2.6 Moderne Physik 2.6.3 Teilchenphysik, Nebelkammer

Sichtbarmachung radioaktiver Teilchen / Diffusionsnebelkammer

Großraumdiffusions-Nebelkammer 45*45 cm PJ45, 230 V

Prinzip Ionisierende Teilchen, wie z.B. α-, β-, γ-Teilchen, Protonen, Myonen, Elektronen oder Positronen, treffen auf übersättigten Alkoholdampf und ionisieren dabei Alkoholmoleküle. Diese fungieren als Kondensationskeime für benachbarte Moleküle. Es bilden sich gut sichtbare Tröpfchenspuren (Nebel) entlang der (Wechselwirkungs-)Bahnen der ionisierenden Teilchen. Die ionisierenden Teilchen stammen aus der natürlichen Umgebungsstrahlung, kosmischer Strahlung und eingebrachten radioaktiven Substanzen und zeigen aufgrund ihrer Masse, kinetischen Energie und Ladung charakteristische Spuren. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Bestimmung der Menge der Umgebungsstrahlung Spuren von α-, β-, γ-Teilchen und Mesonen Spuren des Thorium (Radon)-Zerfalls Ablenkung von β-Teilchen in einem Magnetfeld

Lernziel α-, β-, γ-Teilchen , β-Ablenkung , Ionisierende Teilchen , Mesons , Kosmische Strahlung , Radioaktiver Zerfall , Zerfallsreihe , Partikelgeschwindigkeit , Lorentz-Kraft Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2520400

Funktion und Verwendung Kontinuierlich arbeitende, maschinengekühlte Kammer zur Sichtbarmachung der Bahnen radioaktiver Strahlung. Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Beobachtungsfläche 45 cm x 45 cm, abgedeckt mit doppelwandiger Glashaube. Kammersockel mit geräuscharmem, FCKW-freiem Kälteaggregat, Alkoholtank, Alkoholpumpe und Wochenzeitschaltuhr. Schleuse zum Einbringen von Strahlungsquellen sowie zum Einblasen von radioaktivem Thorongas. Arbeitsflüssigkeit 2-Propanol Beleuchtung integriert

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Leistungsaufnahme 0.9 kVA Anschluss 230 V; 50/60 Hz Abmessungen(mm) 900 x 900 x 780 Masse 80 kg

Empfehlenswertes Zubehör

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

▪ ▪

Thoriumquelle-Radioaktive Präparate Ablenkeinrichtung für Betastrahlung

09046-93

Zubehör für Großraum-Diffusions-Nebelkammer PJ45 (09046-93)

Präparat Strontium-90, 74 kBq 09047-53 Ablenkeinrichtung für Betastrahler 09043-52 Radioaktiver Unterrichtsquellensatz 09047-50 2-Propanol, reinst 1000 ml 30092-70

16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 505

2.6 Moderne Physik 2.6.3 Teilchenphysik, Nebelkammer

Nachweis radioaktiver Strahlung mit der Nebelkammer mit Peltier-Kühlung

Heizeinrichtung zur gleichmäßigen Propanolverdampfung, Kammerhöhe: 125 mm, Kammerdurchmesser: 115 mm. Nebelkammer mit Peltierkühlung 09043-01 Radioaktiver Unterrichtsquellensatz 09047-50 Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV 13670-93 Netzgerät, universal, Analoganzeige 13501-93 Physik Demoversuche, Ausgabe A/B, Atomphysik, Buch 01141-71

Radioaktive Strahlung kann mit Hilfe einer Diffusionsnebelkammer sichtbar gemacht werden. Die Flugbahnen der von dem radioaktiven Stoff emittierten geladenen Teilchen (z. B.: β--Teilchen, usw.) können als Nebelspuren in einer übersättigten Dampfatmosphäre beobachtet werden. Die übersättigte Dampfatmosphäre entsteht durch Diffusion von Alkoholdampf in einem starken Temperaturgefälle.

Nachweis radioaktiver Strahlung mit der Wilsonschen Nebelkammer

P1298100

Nebelkammer mit Peltierkühlung

Die Flugbahnen der von radioaktiven Stoffen emittierten geladenen Teilchen (z. B.: β--Teilchen, usw.) können als Nebelspuren in einer übersättigten Dampfatmosphäre beobachtet werden. Bei einer Expansionsnebelkammer wird die übersättigte Dampfatmosphäre durch adiabatische Abkühlung des Gasvolumens durch ruckartiges Expandieren eines Blasebalgs erzeugt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Physik Demoversuche, Ausgabe A/B, Atomphysik, Buch 01141-71 Deutsch P0482000

Expansionsnebelkammer Funktion und Verwendung Kontinuierlich arbeitende Nebelkammer mit elektrisch betriebener Kühlung (Peltierelement). Zur Beobachtung der Bahnen aller geladenen Teilchen sowie die der Sekundärelektronen der Gamma- und Höhenstrahlung. Vorteile Die Verwendung von Trockeneis oder anderen Kühlmitteln ist nicht mehr erforderlich. Es können zusätzlich zeitlich statistisch auftretende Stoß- und Zerfallsprozesse beobachtet werden. Durch Einlegen eines im Lieferumfang enthaltenen Permanentmagneten können β+- und β--Teilchen aufgrund ihre unterschiedlichen Bahnkrümmung getrennt werden. Ausstattung und technische Daten Höhenverstellbare Kammer mit Peltierkühlelementen, Versorgungsanschlüsse, Schlaucholiven für Wasserkühlkreis zur Wärmeabfuhr der Peltierelemente, Sackloch zur Aufnahme eines Thermometers, Abnehmbare Kammerhaube mit seitlichem Lichteintrittsfenster, oberseitiges Beobachtungsfenster, verschließbarer Einfüllstutzen für Propanol,

excellence in science 506

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur Sichtbarmachung der Bahnen von Alphastrahlung. Mit Wasser/ Methanol-Gemisch gefüllte Zylinderkammer mit Haltestiel und Gummiball zur Kompression und Expansion, mit Schwenkbügel mit Absorptionsfolie. Deckel u. Wandung aus Acrylglas, Kammerdurchmesser: 90 mm, Kammerhöhe 15 mm, empfohlene radioaktive Quelle: Ra-226 (60 kBq) Expansionsnebelkammer, ohne Strahler 09044-30 Strahlerstift Ra-226, 60 kBq 09044-32

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse

Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse

Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an legierten Werkstoffen

Beschreibung Fluorezenz Spektrum eines Supraleiters (YBaCu-O) Prinzip Verschiedene legierte Werkstoffe werden mit polychromatischer Röntgenstrahlung bestrahlt. Die Energieanalyse der resultierenden Fluoreszenzstrahlung erfolgt mit Hilfe eines Halbleiterdetektors und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators. Die Energie der entsprechenden charakteristischen Röntgenfluoreszenzlinien wird bestimmt. Die Legierungsmaterialien werden durch einen Vergleich der Linienenergien mit entsprechenden Tabellenwerten identifiziert.

14 Experimentbeschreibungen zum Röntgenenergiedetektor in Kombination mit dem Vielkanalanalysator und dem Röntgengerät 35 kV. Themenfelder ▪ ▪ ▪ ▪

Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Eigenschaften des Röntgenenergiedetektors, 3 Versuche: Kalibrierung, Auflösung, Eigenfluoreszenz Qualitative Röntgenfluoreszenzanalysen, 4 Versuche: Metalle, Legierungen, Pulverproben, Flüssigkeiten Quantitative Röntgenfluoreszenzanalysen, 3 Versuche: Legierungen, Flüssigkeiten, Schichtdickenbestimmung Energiedispersive Experimente, 4 Versuche: Comptoneffekt, Absorbtionskanten, Gitterkonstante, Duane-Hunt

Ausstattung ▪

DIN A4, Spiralbindung, farbig, 66 Seiten

01190-01

X-ray Röntgenenergiedetektor, Gesamtpaket

Lernziele Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus, Fluoreszenzausbeute, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse 01190-01 Deutsch P2544600

Röntgengerät 35 kV Schul-/ Vollschutzgerät Cu-Röntgenröhre Goniometer Röntgenenergiedetektor Vielkanalanalysator Zählror Typ B Kaliumbromid-Einkristall in Halter Universalkristallhalter Software Röntgengerät Software Vielkanalanalysator Probensatz Metalle Handbuch in deutsch und englisch mit 14 Experimentbeschreibungen

09058-87

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 507

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Vielkanalanalysator, erweiterte Version, auch geeignet für den Einsatz des Röntgenenergiedetektors

Röntgenfluoreszenzspektroskopie Schichtdickenbestimmung

Fe-Fluoreszenzlinien als Funktion der Anzahl n von Al-Folien Funktion und Verwendung

Prinzip

Der Vielkanalanalysator dient der Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse sowie zur Impulsraten- / Intensitätsbestimmung in Verbindung mit einem Röntgenenergiedetektor, Alpha-Detektor oder Gamma-Detektor. Die analogen Impulse dieser Detektoren werden im Vielkanalanalysator geformt, digitalisiert und entsprechend ihrer Höhe in Kanälen aufaddiert. Es ergibt sich eine Häufigkeitsverteilung der registrierten Impulse in Abhängigkeit von deren Energie.

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) eignet sich auch zur berührungs-und zerstörungsfreien Dickenmessung von dünnen Schichten und zur Bestimmung von deren chemischer Zusammensetzung. Bei dieser Messart liegen Röntgenquelle und Detektor auf der gleichen Seite der Probe. Wird die auf ein Substrat aufgebrachte Schicht mit Röntgenstrahlung bestrahlt, so wird die Strahlung bei hinreichend dünner Schicht die sie - je nach deren Dicke - mehr oder weniger durchdringen und im darunterliegenden Substratmaterial charakteristische Fluoreszenzstrahlung auslösen. Diese wird auf dem Weg zum Detektor durch Absorption der aufliegenden Schicht wiederum geschwächt. Aus der Intensitätsschwächung der Fluoreszenzstrahlung des Substratmaterials kann die Dicke der Schicht bestimmt werden.

Vielkanalanalysator, erweiterte Version, auch geeignet für den Einsatz des Röntgenenergiedetektors 13727-99 X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät 09058-02 X-ray Probenhalter für Pulverproben 09058-09 Software Vielkanalanalysator 14452-61 X-ray Probensatz Metalle für Röntgenfluoreszenz, Satz von 7 Stück 09058-31 X-ray Probensatz Legierungen für Röntgenfluoreszenz, Satz von 5 Stück 09058-33 X-ray Probensatz Metalle für Röntgenfluoreszenz, Satz von 4 Stück 09058-34

Aufgaben 1. 2. 3.

4. 5.

6. 7.

Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der MolybdänRöntgenröhre ist eine Kalibrierung des Röntgenenergiedetektors durchzuführen. Das Fluoreszenzspektrum einer Eisenprobe ist zu bestimmen. Für je ein, zwei, vier Stück Aluminiumfolie gleicher Dicke, die auf die Eisenunterlage zu bringen sind, ist das Fluoreszenzspektrum des Eisensubstrats zu messen. Die jeweilige Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie ist zu bestimmen. Die Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie ist gegen die Anzahl der aufgelegten Aluminiumfolien linear und halblogarithmisch grafisch aufzutragen. Für eine verschiedene Anzahl von Al-Folienstücken, die mit Hilfe von Tesastreifen vor das Austrittsloch des Blendentubus befestigt werden, ist Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie zu bestimmen. Die Dicke der Aluminiumfolie ist zu berechnen. Das Fluoreszenzspektrum einer Molybdän- und Kupferprobe ist zu bestimmen.

Lernziele Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Fluoreszenzausbeute, Augereffekt, kohärente und inkohärente Photonenstreuung, Absorptionsgesetz, Massenschwächungskoeffizient, Sättigungsdicke, Matrixeffekte, Halbleiterenergiedetektor, Vielkanalanalysator Der Röntgenenergiedetektor in Kombination mit dem Röntgengerät von PHYWE ist hervorragend geeignet zum Einsatz im Praktikum für Metallphysik. Hier lernt man wirklich, wie Materialanalyse mit Fluoreszenzspektroskopie funktioniert. Dr. Christine Borchers, Institut für Materialphysik, Universität Göttingen

excellence in science 508

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse 01190-01 Deutsch P2545200

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Plasmaphysik / Oberflächenbehandlung

Paschenkurve / Plasmaphysik

Oberflächenbehandlung / Plasmaphysik

Prinzip Prinzip Verschiedene Proben werden unter Luftdruck einer Plasmaentladung ausgesetzt. Das Plasma induziert sowohl chemische als auch physikalische Veränderungen an der Probenoberfläche, die sich in der Oberflächenstruktur und damit der Oberflächenenergie zeigen. Der Kontaktwinkel des Wasser zur Probenpoberfläche wird an behandelten und unbehandelten Bereichen gemessen und der Effekt der Plasmabehandlung auf die Oberflächenenergie studiert. Aufgaben Verschiedene Proben werden über verschiedene Zeiträume mit Plasma behandelt. Der Effekt der Beeinflussung des Kontaktwinkels des Wassers auf die Oberfläche wird durch Tropfengrößemessung oder Fotoaufnahmen mit einer Webcam beobachtet. Lernziel ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Bogenentladung Glimmentladung Elektronenlawine Townsend-Entladung Mikroentladung dielektrische Sperrschichtentladung Oberflächenenergie Kontaktwinkel Kontaktwinkelmessung

Die elektrische Durchbruchsspannung in Luft wird in Abhängigkeit des Elektrodenabstandes und des Drucks gemessen. Die Ergebnisse werden mit der Paschenkurve verglichen, die ein Ergebnis der Townsend Theorie zur elektrischen Entladung ist. Aufgaben 1.

Messen Sie die Spannung zwischen den planparallelen Elektroden in Abhängigkeit vom Elektrodenabstand d bei verschiedenen Drücken p. Erstellen Sie Diagramme von der elektrischen Durchbruchspannung über die Elektrodendistanz d und über das Produkt des Elektrodenabstandes und des Drucks pd (Paschenkurve).

Lernziel Glimmentladung, Elektronlawinen, Freie Weglänge, TownsendTheorie, Paschenkurve Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2531100

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2531000

Plasma Physik Experimentierset Komplettpaket Das Komplettpaket besteht aus den folgenden Artikeln: ▪ ▪ ▪

Plasma Physik Betriebsgerät (1x) Plasma Physik Experimentierset (1x) Plasma Physik Probenset (1x)

09108-88

Beschreibung Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten, in englischer Sprache 16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 509

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Plasma Physik Betriebsgerät

Elektronenspinresonanz (ESR)

Elektronenspinresonanz

Funktion und Verwendung Das Plasmaphysik Betriebsgerät dient zur Spannungsversorgung des Plasmaphysik Experimentiersets (09108-10). Das Plasmaphysik Betriebsgerät verfügt über zwei Experimentiermodi. Der erste Modus wird zur Untersuchung der Zündspannung benutzt, die zur Erzeugung eines Plasmas notwendig ist. Dazu kann die angelegte Spannung variiert werden, bis die Zündspannung erreicht wird. Dies wird optisch über eine LED und akustisch über einen abschaltbaren Lautsprecher angezeigt. Der zweite Operationsmodus wird für die Oberflächenbehandlung mit Plasma benutzt.

Prinzip

Vorteile

Mittels der ESR-Apparatur werden der g-Faktor des freien Elektrons sowie die Halbwertsbreite der Absorptionslinie bestimmt.

Für die Oberflächenbehandlung mit Plasma können verschiedene Behandlungszeiten eingestellt werden.

Aufgaben

Ausstattung und technische Daten Einstellbare Zeiten (s): 0,2; 0,5; 1; 5; 10; 20; 30; 60, Leistungsaufnahme: max. 25 W, Anschlussspannung: 100...240 V Netzfrequenz: 50/60 Hz, Abmessungen (mm): 194 x 140 x 130, Masse (kg): 1,2

Bestimmung des 1. 2.

g-Faktor des freien Elektrons, der Halbwertsbreite der Absorptionslinie mittels ESR von DPPH

Lernziel Zeeman-Effekt, Energiequant, Quantenzahl, Resonanz, G-Faktor, Landé-Faktor

09108-99

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

Plasma Physik Experimentierset, Probenset

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2511200

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung des Paschen-Gesetzes werden zwei Elektroden in einer Vakuumkammer benutzt, deren Abstand mit Hilfe einer Mikrometerschraube verstellt werden kann. Eine Entladungselektrode mit fixem Abstand dient zur Oberflächenbehandlung verschiedener Proben mit Plasma. Die Vakuumkammer kann über entsprechende Anschlüsse mit Gasen geflutet werden. Die angelegte Spannung kann mit einem Multimeter über 4-mm-Sicherheitsbuchsen gemessen werden. Die Stromversorgung erfolgt über das Plasmaphysik-Betriebsgerät (09108-99). Ausstattung und technische Daten Das Experimentierset besteht aus zwei Stationen, die auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert sind. Die Vakuumkammer verfügt über zwei Anschlüsse für Vakuumpumpe und Druckmessgerät. Abstand zwischen den Elektroden: 0...5 mm bzw. 2 mm (fest), Anwendbarer Druck: 1 mbar bis Atomosphärendruck, Feldstärke: max. 10 kV/mm, Feldfrequenz: ca. 200 Hz, Abmessungen (mm): 300 x 90 x 135, Masse: 1,5 kg. Probenset Fertiges Probenset bestehend aus verschiedenen Proben unterschiedlicher Dicke aus Glas, verschiedenen Kunststoffen und Metallen. Plasma Physik Experimentierset 09108-10 Plasma Physik Probenset 09108-30

excellence in science 510

ESR-Resonator mit Feldspulen

Funktion und Verwendung Für die Elektronenspinresonanzapparatur. Vorteil Abstimmbarer Helix-Resonator extrem hoher Güte in HF-Brückenschaltung, mit gekapselter Probensubstanz (DPPH) in Schwingkreisspule und mit integriertem Helmholtz-Spulenpaar; BNC-Ausgangsbuchse für gleichgerichtete Brückenspannung Ausstattung und technische Daten Diphenylpicrylhydrazyl-Probe 1 g, Resonatorfrequenz: ca. 146 MHz, Resonatorgüte: ca. 1000, Spulenradius(Helmh.-Sp.): 5,4 cm , Windungszahl: 250 09050-00

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

ESR-Betriebsgerät

Kreisel mit Magnetachse, ESR-Modell

Funktion und Verwendung Für Elektronenspinresonanzapparatur.

Funktion und Verwendung

Vorteile

Modellversuch zur Elektronenspinresonanz.

Mit quarzstabilisiertem HF-Oszillator und mit Verstärker für ESR Signal, Nullpunkt, Phasenlage und Amplitude sind stellbar.

Ausstattung und technische Daten ▪

Ausstattung und technische Daten Oszillatorfrequenz ca. 146 MHz, Anschlussspannung 230 V, Stahlblechgehäuse mit Traggriff, Maße (mm): 225 x 232 x 113 09050-93

ESR-Modellversuch

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Neigbarer Metalltisch mit Hilfsraster zur genauen Positionierung zusätzlich erforderlicher Spulenpaare Zentrisches Luftlager für Modellkugel mit axialem Stabmagneten Anschlussstutzen für Druckluftschlauch Tischdurchmesser: 320 mm Tischhöhe: 100 mm Kugeldurchmesser: 60 mm

11208-00

Stelltrafo 25 V~/20 V- , 12 A

Prinzip Als Modellelektron dient eine auf einem Luftpolster reibungsarm rotierende Kugel mit zentralem Stabmagneten. Zwei Spulenpaare erzeugen ein magnetisches Gleichfeld B0 und ein magnetisches Wechselfeld B1, deren Feldlinien sich im Kugelmittelpunkt rechtwinklig schneiden. Der Elektronenkreisel wird mit Hilfe eines Luftstroms bei leicht schräg stehendem Tisch (Magnus-Effekt) angeworfen. Wirkt auf die rotierende Kugel das Gleichfeld B0, so präzessiert die magnetische Achse mit steigender Frequenz bei anwachsendem Feld B0. Wird phasenrichtig B1 mit Hilfe eines Umpolers zugeschaltet, so weitet sich der Winkel zwischen der Gleichfeldrichtung und der Kreiselachse stetig auf, bis schließlich die Magnetachse der Kugel dem Feld entgegengesetzt gerichtet ist (Spin-Umklappung). ESR-Modellversuch P1298000

Funktion und Verwendung Stufenlos stellbare Gleich- und Wechselspannungen, zusätzlich zwei Festspannnungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gleichspannung: 0...20 V /12 A Wechselspannungen: 0...25 V /12 A; 6 V und 12 V je 6 A Belastbarkeit: max. 375 VA 3 Sicherungsautomaten 10 A/10 A/13 A Ausgänge erd- u. massefrei, fremdspannungssicher 4 mm-Sicherheitsbuchsen Netzschalter / Netzkontrollleuchte Anschlussspannung: 230 V~ primärseitig abgesichert Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß Maße (mm): 230 x 236 x 234

13531-93

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 511

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Rastertunnelmikroskopie (RTM)

Kompakt-Rastertunnelmikroskop, Komplettset inkl. Werkzeug, Probenset und Verbrauchsmaterial, im

Atomare Auflösung der Graphitoberfläche mit dem RTM (Rastertunnelmikroskop)

Funktion und Verwendung

Prinzip Zwischen einer sehr feinen metallischen Spitze und einer elektrisch leitende Probenoberfläche die in einem Abstand von weniger als einem Nanometer angeordnet sind, fließt beim Anlegen einer Spannung ein Strom, der Tunnelstrom, ohne einen mechanischen Kontakt. Dieser Strom wird ausgenutzt um die (elektronische) Topografie einer Graphit-Oberfläche auf der sub Nanometerskala zu untersuchen. Durch Abrastern der Oberfläche werden Graphit-Atome und deren hexagonale Anordnung abgebildet und analysiert. Aufgaben 1. 2. 3.

Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation der Graphit(HOPG) Oberfläche und Annäherung der Spitze an die Oberfläche. Untersuchung der Topographie von sauberen Terrassen und der Stufenhöhe zwischen benachbarten Terrassen im Konstanter-Strom-Modus. Abbildung der Anordnung von Graphitatomen auf einer sauberen Terrasse durch Optimierung der Tunnel- und Rasterparamter. Interpretieren der Struktur durch Analysieren der Winkel und Abstände unter Zuhilfenahme des 3D und 2D Graphitmodells. Messung und Vergleich der Bilder im Konstante-Höhe- und Konstanter-Strom-Modus.

Lernziele Tunneleffekt, Hexagonale Strukturen, Rastertunnelmikroskopie (RTM), Abbildung auf der sub-Nanometerskala, Piezo-Elektrische Aktuatoren , lokale Zustandsdichte (Local Density of States - LDOS), Konstante-Höhe-Modus und Konstanter-Strom-Modus Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences 16508-02 Englisch P2532000

Einfach zu bedienendes Rastertunnelmikroskop zur Abbildung und Spektroskopie leitfähiger Proben auf atomarer bzw. molekularer Skala. Geeignet für eine Vielzahl von Experimenten aus Themenfeldern wie Material-Wissenschaften, Festkörperphysik/-chemie, Oberflächenphysik/-chemie, Nanotechnolgie/-wissenschaften und Quantenmechanik. Beispielexperimente: Mikro- und Nanomorphologie von Oberflächen, Nanostrukturen, Abbildung von Atomen und Molekülen, Leitfähigkeit, Tunneleffekt, Ladungsdichtewellen, Einzelmolekülkontakte oder Nanostrukturierung durch Selbstorganisation (self assembled monolayer) Vorteile Komplettpaket inklusive aller notwendigen Verbrauchsmaterialien für einen schnellen und sofortigen Einstieg in die Welt der Atome und Moleküle, tragbar und kompakt: leicht zu transportieren, einfach zu installieren, kleine Grundfläche, Einzelgerät mit integrierter Steuerelektronik für sehr stabiles Messen, sehr schnell zu atomarer Auflösung auf einem normalen Tisch. Keine teure zusätzliche Schwingungsdämpfung notwendig., einfach zu bedienen: ideal zum Beispiel für die Ausbildung in der Nanotechnologie zur Vorbereitung der Studenten für die Arbeit an komplexen und teuren Forschungsapparaturen , leicht zugängliche Proben- und Spitzenaufnahme: Schneller Wechsel möglich, niedrige Betriebsspannung: Sicher für alle Anwender Ausstattung und technische Daten Messkopf mit integrierter Steuerelektronik auf schwingungsgedämpfter Basisplatte: maximale Bildgröße (XY) 500 nm x 500 nm, maximaler Z-Bereich (=Höhe) 200 nm, Auflösung in XY besser als 8 pm, Auflösung in Z besser als 4 pm , Strom 0.1-100 nA in 25 pA Schritten, Spannung an der Spitze +/-10V in 5 mV Schritten, Maße 21 cm x 21 cm x 10 cm, Konstant-Strom-Modus, Konstante-Höhe-Modus, Strom-Spannung Spektroskopie, Strom-Abstand Spektroskopie, Steuerelektronik mit USB-Anschluss, 16-Bit D-A Wandler für alle drei Dimensionen (XYZ), bis zu 7 Messkanäle und maximaler Rastergeschwindigkeit von 60 ms/Linie , Lupendeckel: Vergrößerung 10x, Werkzeugset zum Herstellen und Einbauen von Tunnelspitzen: Seitenschneider, Zange, Pinzetten, PtIr Draht für Tunnelspitzen: Länge 30cm, Durchmesser 0.25mm , Probenset: Graphit (HOPG), Gold (111) Filme, 4 leere Probenhalter, Netzteil (100-240V, 50/60Hz), USB-Anschlusskabel: Länge 3m, Aluminiumkoffer (44 cm x 32 cm x 14 cm), mehrsprachige Software (dt, engl, ...) zum Messen, Analysieren und Darstellen (in einer, zwei und drei Dimensionen), ausführliches Benutzerhandbuch mit Beschreibung erster Experimente, Schnellstart-Anleitung, Gewicht (inkl. Koffer) 6,7 kg Zubehör erforderlich: Computer mit Windows 2000/XP/Vista/7, USB Anschluss, 256MB RAM, 1024 x 758 Grafik, 16-bit Farbauflösung oder besser, optional: andere Proben, Silberleitkleber zum Befestigen eigener Proben, Alkohol, Handschuhe und fusselfreie Tücher zur Reinigung 09600-99

excellence in science 512

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

TESS expert Physics Handbook Scanning Tunneling Microscopy - Operating Instructions and Experiments

TaSe2 auf Probenträger, für Kompakt- Rastertunnelmikroskop 09611-00 TaS2 auf Probenträger, für Kompakt- Rastertunnelmikroskop 09612-00 Probenset Nanomorphologie, für KompaktRastertunnelmikroskop 09613-00

Hall Effekt

Beschreibung

Hall-Effekt in p-Germanium (mit Cobra3)

Handbuch zur Bedienung des Rastertunnelmikroskopes und erster Experimente, mit Schnelleinstieg, Erklärung aller Funktionalitäten der Mess- und Analyse-Software measure nano, insbesondere Abbildung und Spektroskopie auf der Nanoskala. Es enthält viele hilfreiche Tipps und Tricks, Hintergrundinformationen zum Thema und ausführliche Versuchsbeschreibungen mit vielen Hinweisen, Theorie und interpretierten Beispielergebnissen. Themenfelder Schnelleinstieg, Benutzerhandbuch Rastertunnelmikroskop, Benutzerhandbuch measure nano, Experimente zu Abbildung von Festkörperoberflächen und Molekülen, Spektroskopie, Quantenmechanischen Effekten, Nanotechnologie, uvm. Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, farbig, 120 Seiten, in englischer Sprache, ist Teil des Komplettsets Kompakt-Rastertunnelmikroskop 09600-99 01192-02

Weiteres Zubehör Kristallgitterbaukasten, klein, Graphit 39840-00 Graphit Modell, 2D 09620-00 Pt/Ir Draht, Durchmesser 0,25 mm, Länge 30 cm, zur Herstellung von Tunnelspitzen 09604-00 Silberkleber zum Befestigen von Proben auf Probenhalter 09605-00 Probenträger, Set aus 10 Stück, für KompaktRastertunnelmikroskop 09619-00 HOPG (Graphit) auf Probenträger, für KompaktRastertunnelmikroskop 09606-00 Gold (111) auf Probenträger, für KompaktRastertunnelmikroskop 09607-00 MoS2 auf Probenträger, natürlich, für KompaktRastertunnelmikroskop 09608-00 MoS2 auf Probenträger, synthetisch, für KompaktRastertunnelmikroskop 09609-00 WSe2 auf Probenträger, für Kompakt- Rastertunnelmikroskop 09610-00

Die Hall-Spannung wird bei Raumtemperatur und konstantem Magnetfeld in Abhängigkeit vom Steuerstrom gemessen und in einem Diagramm dargestellt. 2. Die Hallspannung über der Probe wird bei Raumtemperatur und konstantem Strom in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte B gemessen. 3. Die Hallspannung wird in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen. Der Bandabstand von Germanium wird aus den Messungen berechnet. 4. Die Hall-Spannung wird in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte bei Raumtemperatur gemessen. Das Vorzeichen der Ladungsträger und die Hall-Konstante RH, Beweglichkeit der Ladungsträger μH sowie die Ladungsträgerkonzentration p werden aus den Messungen berechnet. 5. Die Hall-Spannung wird in Abhängigkeit von der Temperatur bei konstanter magnetischer Flussdichte B gemessen und die Werte in einem Diagramm dargestellt. Lernziel Halbleiter, Bandtheorie, Bandlücke, Intrinsische Leitfähigkeit, Extrinsische Leitfähigkeit, Valenzband, Leitungsband, Bandabstand, Lorentz-Kraft, Magnetischer Widerstand, Mobilität, Leitfähigkeit, Hall-Koeffizient Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2530111

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 513

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Halleffekt-Modul

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

Funktion und Verwendung

Beschreibung

Zur Aufnahme und Versorgung von Hall-Effekts-Trägerplatinen mit dotierten und undotierten Germanium-Kristallen sowie zu deren temperaturabhängigen Bestimmung von Hallspannung und Leitfähigkeit.

Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik.

Vorteile ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gabelförmiges Metallgehäuse mit integriertem 3-stell./9mm-LED Display zur wahlweisen Anzeige von Temperatur und Treibstrom der Proben therm. Überlastschutz durch Abschaltautomatik für Probenheizung Konstantstrom und Hallspannungskompensation stellbar Steckleiste und Führungsnuten für Trägerplatinen Führungsnut für Hallsonde 4 mm Sicherheitsbuchsen zum Abgriff von Hall- u. Probenspannung und zum Einspeisen der Betriebsspannung D-SUB-9-Buchse zum Anschluss an Interface

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Mechanik Optik Thermodynamik Elektrizitätslehre Struktur der Materie

Ausstattung ▪

DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten

16502-32

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Max. Probenstrom +/- 60 mA Max. Probentemperatur 175 °C Versorgung 12 VAC / max. 3,5 A Gehäuseaußenmaße (16 x 10,5 x 2,5)cm Masse (ohne Stiel) 0,25 kg Inkl. Haltestiel (l =12 cm,d = 1cm) mit M6-Gewinde

Hall-Effekt-Modul 11801-00 Hall-Effekt, n-Germanium, Trägerplatine 11802-01 Hall-Effekt, p-Germanium, Trägerplatine 11805-01 Eigenleitung von Germanium, Trägerplatine 11807-01 Hall-Effekt in p-Germanium (mit dem Teslameter) P2530101 Hall-Effekt in p-Germanium (mit Cobra3) P2530111

excellence in science 514

Themenfelder

Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Hallsonde, tangential 13610-02 Cobra3 Messmodul Tesla 12109-00 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3-Halleffekt 14521-61

2.6 Moderne Physik 2.6.4 Molekül- und Festkörperphysik

Hall-Effekt in Metallen

Prinzip Der Hall-Effekt von dünnen Zink- und Kupferfolien wird untersucht und der Hall-Koeffizient bestimmt. Der Effekt von Temperatur auf die Hallspannung wird untersucht. Aufgaben 1. 2. 3.

Die Hallspannung von dünnen Zink- und Kupferfolien wird gemessen. Der Hallkoeffizient wird aus Messungen des elektrischen Stroms und der magnetischen Flussdichte bestimmt. Am Beispiel von Kupfer wird der Einfluss der Temperatur auf die Hallspannung untersucht.

Lernziel Normal-Hall-Effekt, Anormaler Hall-Effekt, Ladungsträger, HallMobilität, Elektronen, Defektelektronen

Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)

Beschreibung 26 Versuchsbeschreibungen zum Thema Magnetfeld. Themenfelder Hall-Effekt, Lorentzkraft, bewegte Ladungsträger, Vektoreigenschaften des B-Feldes, Erdfeld-Magnetfeld von Stromleitern, Maxwell Gleichung Biot-Savart-Gesetz, Permeabilität Induktion Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 92 Seiten 16004-01

Teslameter, digital

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2530300

Hall-Effekt Trägerplatine, Kupfer, Zink

Funktion und Verwendung Zur Messung von magnetischen Gleich- und Wechselfeldern. Vorteile ▪ Funktion und Verwendung Trägerplatte mit Kupfer / Zinkprobe zur Bestimmung des normalen Hall-Effekts als Funktion der Temperatur. Ausstattung und technische Daten Mit integriertem Heizsystem, Thermoelement, Spindelpotentiometer zur Fehlspannungskompensation, 4-mm-Anschlussbuchsen und mit Haltestiel, Probenanschluss in 5-Leitertechnik, Probenfläche (mm): 25 x 25, Probendicke: 0,018 mm (Cu), 0,025 mm (Zn), Probenstrom: max. 20 A, Heizspannung: 6 V, Heizstromstärke: 5 A, Thermoelement Cu/ CuNi, Trägerplatte (mm): 160 x 100. Hall-Effekt von Kupfer, Trägerplatine 11803-00 Hall-Effekt von Zink, Trägerplatine 11804-01

▪

Kalibriert sodass keine Kalibrierungsmagnete oder -spulen erforderlich sind. Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Nullpunktsteller, Diodeneingangsbuchse, 4-mm-Ausgangsbuchsen, Traggriff und Aufstellfuß.

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

3 1/2 stell., 20-mm-LED-Display mit Vorzeichendarstellung. Messbereiche: 20...2000 mT Auflösung: 0,01 m Genauigkeit: 2 % Grenzfrequenz: 5 kHz Analogausgang: 0...+/- 2 V DC Anschlussspannung: 230 V Maße (mm):230 x 236 x 168

Teslameter, digital 13610-93 Hallsonde, tangential 13610-02

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 515

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Spektrallampen

Spektralanalyse Bei der Spektralanalyse werden Wellenzüge in Wellen mit fester Wellenlängen zerlegt. Mit Hilfe der Spektroskopie werden elektromagnetische Wellen wie Licht, Radiowellen, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung ihrer Wellenlänge nach aufgespalten. Als Ergebnis einer durchgeführten Spektroskopie erhält man die Intensität der betrachteten Welle als Funktion der Wellenlänge. Diese Funktion bezeichnet man als Spektrum. Bei allen oben erwähnten Arten der Spektroskopie beobachtet man Spektrallinien, Absorptions- und Emissionsbanden und Kontinua. Da das Spektrum einer Quelle elektromagnetischer Strahlung durch die Struktur der Quelle bestimmt ist, lässt sich diese Struktur mit Hilfe der Spektralanalyse ermitteln.

Funktion und Verwendung Zur Erzeugung von Linienspektren bzw. in Verbindung mit geeigneten Filtern zur Herstellung von monochromatischem Licht. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Feinstruktur: Ein- und Zweielektronen-Spektrum

Sockel: Pico 9 Nennstrom: 1 A. Brennlage: senkrecht stehend.

Artikel-Nr.

Typ

Brenner

Fläche

08120-01

Quarz

15 x 6

08120-03

Glas

15 x 8

1,5

08120-07

Glas

15 x 6,5

08120-08

Glas

15 x 8

1,5

08120-11

Quarz

15 x 6

0,7

08120-14

Quarz

20 x

Prinzip Die Spektrallinien von Helium werden zur Kalibireirung des Gitterspektrometers (Spektro-Goniometer) benutzt. Die Wellenlängen der Spektrallinien von Na, Zn, Hg und Cd werden mit dem Spektrometer bestimmt. Aufgaben 1. 2. 3. 4.

Kalibrierung Bestimmung Bestimmung Bestimmung Bestimmung Zn.

des Spektrometers mit dem He-Spektrum und der Gitterkonstante. des Na-Spektrums. der Feinstrukturaufspaltung von Na. der intensivsten Spektrallinien von Hg, Cd und

Leuchtdichte cd/cm cd/cm² 2

Spektrallampe Cd, Pico 9 08120-01 Spektrallampe He, Pico 9 08120-03 Spektrallampe Na, Pico 9 08120-07 Spektrallampe Ne, Pico 9 08120-08 Spektrallampe Zn, Pico 9 08120-11 Spektrallampe Hg 100, Pico 9 08120-14

Fassung Pico 9, auf Stiel für Spektrallampen

Lernziel ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gitterspektrometer Spin Drehimpuls Spin-Bahn-Wechselwirkung Energieniveaus Anregungsenergie Auswahlregeln Parahelium Orthohelium Austauschenergie Drehimpuls Singulett-und Triplett-Serie Verbotene Übergänge Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2510600

Fassung für Spektrallampen. Ausstattung und technische Daten Feste Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern (l = 110 cm), Metallabdeckhaube mit Lichtaustrittsöffnung (d = 21,5 mm), Gehäuse (mm): 155 x 68 x 62, Abstand zwischen optischer Achse und Stielende: 180 mm, Stieldurchmesser: 10 mm 08119-00

excellence in science 516

Funktion und Verwendung

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Drossel für Spektrallampen 230 V/50Hz

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Funktion und Verwendung

feststehendes Spaltrohr mit Mikrometerspalt bewegliches Beobachtungsrohr mit Okular feststehendes Skalenrohr mit 100-teiliger Skale Flintglasprisma 60 Grad, Höhe20 mm mit Abdeckkappe höhenverstellbares Stativ Gesamthöhe ca. 230 mm

35645-00

Vorschaltgerät für Spektrallampen mit Pico 9-Sockel. Ausstattung und technische Daten Leerlaufspannung 230 V, Brennspannung 15...60 VAC, Anschlussspannung 230 V/50 Hz, Ausgang mit 2 Sicherheitsschaltbuchsen, Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Netzkontrollleuchte, Traggriff und Aufstellfuß., Gehäuse (mm): 230 x 236 x 168

Taschenspektroskop 1

13662-97

Spektro-Goniometer Ausstattung und technische Daten feste Spaltbreite von 0,02 mm, Länge: 92 mm, Lupenbrennweite: 40 mm, mittlere Winkeldispersion: 5,5 Grad, Tubusdurchmesser/-länge: 17/92 mm, inkl. Taschenetui Funktion und Verwendung

35580-00

Kompaktgerät zur Spektralanalyse mittels Prismen oder Strichgittern Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Fernrohr, in 3 Achsrichtungen justierbar Okular mit Skala Feintrieb zur Scharfeinstellung Brennweite: 160 mm Kollimatorrohr in 3 Achsrichtungen justierbar Feintrieb mit Skale zur Spaltbreiteneinstellung Spaltlängeneinstellung mittels verschiebbarem Keil Brennweite: 160 mm Prismentisch mit Prismenhalter, justier- , dreh- und arretierbar Teilkreis, dreh- u. arretierbar 2 Nonien mit Lupen Teilung: 0...360 Grad Auflösung: 0,2 Grad Metallstativfuß Flintglasprisma Höhe und Basislänge: 22 mm Brechzahl: n(D)= 1,620 Incl. Gitterhalter

Spektro-Goniometer mit Vernierskala 35635-02 Gitter, 600 Striche/mm 08546-00

Spektroskop nach Kirchhoff-Bunsen

Taschenspektroskop 4

Funktion und Verwendung Spektroskop mit stufenlos einstellbarer Spaltbreite und eingeblendeter Wellenlängenskale. Vorteile Die Wellenlängenskale ist über eine Einstellschraube kalibrierbar, über einen Drehhebel kann vor den Spalt ein kleines Prisma eingeschwenkt werden, das dann die Hälfte des Spaltes verdeckt, dieses Prisma wird über einen kleinen, fest angebrachten drehbaren Spiegel beleuchtet., dadurch sieht der Beobachter gleichzeitig zwei Spektren übereinander, die direkt miteinander verglichen werden können, mit einem kleinen Reagenzglas, das direkt vor dem Spalt angebracht wird, können farbige Lösungen untersucht werden, die absorbierten spektralen Anteile werden eindeutig identifiziert, wenn über das Vergleichsprisma das Spektrum der Lichtquelle betrachtet wird, fünf passende kleine Reagenzgläser und ein Etui gehören zum Lieferumfang Ausstattung und technische Daten Spaltbreite: 0...0,8 mm, Brennweite des Objektivs: f = 40 mm, Wellenlängenskale: 400...750 nm, Teilung: 10 nm, Maße (mm): 110 x 55 x 23, Reagenzgläser, Ø x L: 6 x 27 mm 35585-00

Funktion und Verwendung Zur Beobachtung und Messung von Emissions- und Absorptionsspektren

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 517

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Balmer-Serie / Bestimmung der Rydberg-Konstante

Spektralröhren

Funktion und Verwendung Zur Untersuchung von Linien- und Bandenspektren von Quecksilberdampf.

Prinzip Die Spektrallinien von Wasserstoff und Quecksilber werden durch ein Gitter betrachtet. Die Gitterkonstante wird aus den bekannten Hg-Spektrallinien bestimmt. Dann werden die sichtbaren BalmerSpektrallinien des Wasserstoffs gemessen und die Rydberg Konstante bestimmt. Aufgaben 1. 2.

Bestimmung der Gitterkonstanten mittels Hg-Spektrum. Bestimmung der sichtbaren Linien der Balmer-Serie im HSpektrum, der Rydberg-Konstante und der Energieniveaus.

Lernziel ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Beugungsbild eines Gitters Sichtbarer Spektralbereich Einzel-Elektronen-Atom Bohrsches Atommodells Lyman-, Paschen-, Brackett und Pfund-Serie Energieniveaus Plancksches Wirkungsquantum Bindungsenergie Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Ausstattung und technische Daten Glasgasentladungsröhre mit Metallendkappen und Anschlussstiften, lineare Lichtquelle im Mittelteil, Röhrenlänge: ca. 230 mm, Brennspannung: < 5 kV, für N2 < 4,8 kV Spektralröhre, Hg, 06664-00 Spektralröhre, H2 06665-00 Spektralröhre, Ar 06666-00 Spektralröhre, Ne 06667-00 Spektralröhre, He 06668-00 Spektralröhre, N2 06669-00

Halter, Abdeckrohr und Isolierstütze für Spektralröhren

P2510700

Funktion und Verwendung Die Spektralröhren werden mit den Haltern an 2 Isolierstützen befestigt, die an ein Stativ montiert werden. Abdeckrohr für Spektralröhren: Metallrohr schwarz lackiert; Höhe 200 mm, Durchmesser 20 mm; mit schlitzförmiger Lichtaustrittsöffnung Isolierstütze: Zur isolierten Halterung von elektrischen Leitern. Keramik-Rillenisolator auf Stiel; Befestigung von Drähten und Flachmaterial durch Klemmschraube mit Unterlegscheibe Isolationswiderstand: > 1014 Ohm, Festigkeit: > 25 kV, Gesamtlänge: 160 mm, Stieldurchmesser: 10 mm Halter für Spektralröhren, 1 Paar 06674-00 Abdeckrohr für Spektralröhren 06675-00 Isolierstütze 06020-00

excellence in science 518

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV

Absorptionsspektren

Spannungen werden als + oder - Polarität bereitgestellt, dadurch besonders für Elektrostatikexperimente mit beiden Ladungsträgerarten geeignet Erdbuchse ermöglicht bei Bedarf einen beliebigen Ausgang zu erden; auch eine bezüglich Erde symmetrische Spannung ist möglich Gasentladungröhren ohne Vorwiderstand betreibbar Spezialsicherheitsbuchsen schützen den Anwender zuverlässig vor unangenehmen Funküberschlägen

Prinzip Die Elektronenhülle von Metallatomen in der Dampfphase kann durch Licht angeregt werden. In dem Spektrum des in den Metalldampf eingestrahlten Lichtes fehlen die zu den Energieniveaus der Metallelektronen gehörenden Spektrallinien, die von dem eingestrahlten Licht angeregt wurden. Solche Spektren werden Absorptionsspektren genannt. Bei diesem Versuch werden Absorptionsspektren folgender Metalle untersucht: Strontium, Barium, Calcium, Natrium, Lithium, Kalium, Platin, Kobalt und Magnesium. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Versuchseinheiten Physik, Atomphysik 1, Buch 16150-01 Deutsch P0642400

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

3 stellbare Gleichspannungen: 0..+5 kV; 0..-5 kV; 0...+/- 10 kV Maximaler Kurzschlussstrom: 3 mA Innenwiderstand: ca. 5 MOhm Restwelligkeit: < 0,5 % 3-stelliges LED-Display, h = 20 mm Ausgänge kurzschlussfest, erd- und massefrei Leistungsaufnahme: 20 VA Anschlussspannung: 230 V Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß Maße (mm): 230 x 236 x 168

13670-93

Zubehör für Absorptionsspektren

Funktion und Verwendung Platindraht: Zum Einbringen von spektroskopisch zu untersuchenden Substanzen in eine Flamme: Länge 50 mm, Durchmesser 0,15 mm; an Glasstab befestigt, dazu Schutzhülse aus Aluminium. Kobaltglas: Kanten gebrochen; Größe (mm): 50 x 50 x 2 Magnesiastäbchen: 25 Stück; Länge ca. 140 mm. Chloride von: Strontium, Barium, Calcium, Natrium, Lithium, Kalium. Platindraht 08449-00 Kobaltglas 50 mm x 50 mm, s = 2 mm 38770-00 Magnesiastäbchen, 25 Stück 38718-04 Metallsalze, Satz von 6 Chloriden 08448-01 Versuchseinheiten Physik, Atomphysik 1, Buch 16150-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 519

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Elektronenspinresonanz (ESR)

ESR-Betriebsgerät

Elektronenspinresonanz (ESR)

Funktion und Verwendung Für Elektronenspinresonanzapparatur. Vorteile Mit quarzstabilisiertem HF-Oszillator und mit Verstärker für ESR Signal, Nullpunkt, Phasenlage und Amplitude sind stellbar Ausstattung und technische Daten Prinzip Mittels der ESR-Apparatur werden der g-Faktor des freien Elektrons sowie die Halbwertsbreite der Absorptionslinie bestimmt.

Oszillatorfrequenz ca. 146 MHz, Anschlussspannung 230 V, Stahlblechgehäuse mit Traggriff, Maße (mm) 225 x 232 x 113 09050-93

Aufgaben Bestimmung des 1. 2.

g-Faktor des freien Elektrons, der Halbwertsbreite der Absorptionslinie mittels ESR von DPPH

Oszilloskop 30 MHz, 2 Kanal

Lernziel Zeeman-Effekt, Energiequant, Quantenzahl, Resonanz, G-Faktor, Landé-Faktor Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2511200

Funktion und Verwendung Ein interessantes Service-Oszilloskop im modernen Design und Technik, unentbehrlich für Ausbildung, Service und Labor. Vorteile

ESR-Resonator mit Feldspulen

Jitterfreie, hochempfindliche Triggerschaltung, TV-Triggerung und Hold-Off-Funktion zur Auswertung von TV-Signalen, Möglichkeit der Helligkeitsmodulation des Z-Achse-Eingangs, minimale Drift durch interne Kompensationsschaltung, mit Kalibratorausgang zur Überprüfung der Übertragungsqualität vom Tastkopf zum Bildschirm, Sicherheit: IEC-1010-1; CAT II Ausstattung und technische Daten

Funktion und Verwendung Für Elektronenspinresonanzapparatur. Vorteil Abstimmbarer Helix-Resonator extrem hoher Güte in HF-Brückenschaltung, Mit gekapselter Probensubstanz (DPPH) in Schwingkreisspule und mit integriertem Helmholtz-Spulenpaar; BNC-Ausgangsbuchse für gleichgerichtete Brückenspannung Ausstattung und technische Daten Diphenylpicrylhydrazyl-Probe 1 g, Resonatorfrequenz ca. 146 MHz, Resonatorgüte ca. 1000, Spulenradius (Helmh.-Sp.) 5,4 cm, Windungszahl 250 09050-00

excellence in science 520

Bildröhre: Röhre mit Innenraster 8 x 10 Skt.; 1,9 kV, Fokus, Strahldrehung, Helligkeitsregler, Kanal 1-Ausgang, Z-Achse-Eingang, Bandbreite: (-3dB) DC 10 Hz bis 30 MHz, Darstellarten: CH 1, CH 2, ADD, DUAL, CHOP, ALT, Empfindlichkeit: 5 mV Skt. ... 20 V Skt. (1 mV Skt. ... 4 V Skt. bei 5-facher Dehnung), Genauigkeit: ± 3 % (± 5 % bei 5-facher Dehnung), (nur Kanal 1), Eingangswiderstand: 1 MOhm // 30 pF, max. Eingangsspannung: 400 V DC oder ACss, Anstiegszeit: 12 ns, Ablenkung: x1; x10; X-Y, variabel, Zeitbasis: 0,2 µs Skt. ... 0,2 s Skt., Dehnung: 10 x; max. 20 ns Skt., Genauigkeit: ± 3 % (± 5 % bei 5-facher Dehnung), Triggerart: Auto, Norm, TV-V, TV-H, Triggerquelle: Kanal 1, Kanal 2, Ext., Netzfrequenz, Vert., Triggerkopplung: AC, Empfindlichkeit/ Auto Frequenz: 2 MHz - 30 MHz; Ext.: 0,2 Vss/0,6 Vss, Netzspannung: 115/ 230 V AC ± 10 %, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme 45 W, Maße (mm): 316 x 132 x 410, Gewicht 7,8 kg, Bedienungsanleitung, Ersatzsicherung, Netzkabel , 2 Tastköpfe 11459-95

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

ESR-Modellversuch

Stelltrafo 25 V~/20 V- , 12 A

Funktion und Verwendung Prinzip Als Modellelektron dient eine auf einem Luftpolster reibungsarm rotierende Kugel mit zentralem Stabmangneten. Zwei Spulenpaare erzeugen ein magnetisches Gleichfeld B0 und ein magnetisches Wechselfeld B1, deren Feldlinien sich im Kugelmittelpunkt rechtwinklig schneiden. Der Elektronenkreisel wird mit Hilfe eines Luftstroms bei leicht schräg stehendem Tisch (Magnus-Effekt) angeworfen. Wirkt auf die rotierende Kugel das Gleichfeld B0, so präzisiert die magnetische Achse mit steigender Frequenz bei anwachsendem B0. Wird phasenrichtig B1 mit Hilfe eines Umpolers zugeschaltet, so weitet sich der Winkel zwischen der Gleichfeldrichtung und der Kreisachse stetig auf, bis schließlich die Magnetachse der Kugel dem Feld entgegengesetzt gerichtet ist (Spinumklappung). ESR-Modellversuch P1298000

Stufenlos stellbare Gleich- und Wechselspannungen, zusätzlich zwei Festspannnungen. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

13531-93

Kreisel mit Magnetachse, ESR-Modell

Gebläse 230 V~/ 50 Hz

Funktion und Verwendung Modellversuch zur Elektronenspinresonanz.

Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Geräuscharmes Turbo-Gebläse mit Anschlussstutzen für Druckschlauch z.B. für Luftkissenbahn.

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

11208-00

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Förderleistung ca. 100 m3/h Staudruck max. 210 mm WS Leistungsaufnahme max. 660 VA Netzanschluss 230 V Schlagfestes Kunststoffgehäuse,stapelbar,mit versenkbarem Traggriff und Aufstellfuß Maße (mm) 230 x 236 x 234

Gebläse 230 V~/ 50 Hz 13770-97 Druckschlauch mit Endstutzen, l = 1,5 m 11205-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 521

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Rutherford-Experiment mit dem Vielkanalanalysator

Rezipient für Kernphysik-Versuche

Prinzip Die Beziehung zwischen dem Streuwinkel und der Streurate von α-Teilchen an einer Goldfolie wird mit einem Halbleiterdetektor untersucht. Dieser Detektor hat eine Nachweiswahrscheinlichkeit von 1 für α-Teilchen und nahezu keinen Nulleffekt, sodass die Zahl der Impulse exakt mit der Anzahl der α-Teilchen übereinstimmt, die auf den Detektor auftreffen. Um die höchstmögliche Zählrate zu erhalten, wird eine Messanordnung benutzt, die auf Chadwick zurückgeht. Es ist in diesem Fall auch möglich die Folie und die Quelle in Achsenrichtung zu verschieben, sodass der Streuwinkel in einem weiten Bereich verändert werden kann. Zuätzlich zu Blende mit Goldfolie, wird eine zweite Blende mit Aluminiumfolie benutzt, um die Einflüsse des Materials auf die Streurate zu untersuchen. Aufgaben 1.

Die Teilchenrate wird bei verschiedenen Winkeln zwischen 20° und 90° gemessen. Die Messungen werden mit der Rate verglichen, die mit Hilfe der Rutherfordschen-Streutheorie berechnet wurde. Die Teilchenrate wird im Fall der Streung von Aluminium und Gold mit jeweils gleichen Streuwinkeln gemessen. Das Verhältnis der beiden Teilchenraten wird wiederum mit der Teilchenrate verglichen, die aus der Rutherfordschen Streugleichung berechnet wurde.

Funktion und Verwendung Für Versuche (z.B. hochauflösende Spektroskopie oder RutherfordStreuung) mit Alphastrahlung im Vakuum. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Glaszylinder mit Längenskale und stirnseitigen Metallflanschen mit abnehmbaren Metallabdeckungen mit Schlauchanschluss-Olive und BNC-Buchse für Alphadetektor Vakuumdurchführung für axial verschiebbare Präparatehalterung. Zylinderlänge: 400 mm. Zylinderdurchmesser: 75 mm. Skale: 0...28 cm mit mm-Teilung

Rezipient für Kernphysik-Versuche 09103-00 Präparat Am-241, 3,7 kBq offen 09090-03

Alpha Detektor

Lernziel Streuung, Streuwinkel, Stoß- / Streuparameter, Zentralkraft, Coulombkraft, Coulombfeld, Rutherfordsches Atommodell, Ordnungszahl und Kernladung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2522115 Funktion und Verwendung Silizium-Oberflächen-Sperrschichtdetektor zur Energieanalyse von Alpha- u. Betastrahlung. Vorteile Hohe Nachweisempfindlichkeit durch große Eintrittsfläche, sehr gute Energieauflösung von 0,35% (Prüfzertifikat), lichtunempfindlich, bei unterschiedlicher Kontamination ist Reinigung möglich Ausstattung und technische Daten Detektorfassung mit BNC-Buchse., Messfläche: 50 mm2., Auflösung (bei 5,486 MeV): ≤ 19 keV, Teilchenenergie: max. 12 MeV, Sperrschichttiefe: max. 100 µm, Aluminiumelektrode: Dicke : 185 nm, Betriebsspannung max. 100 V, Zeitkonstante: 0,5 µs, inkl. Prüfzertifikat 09100-00

excellence in science 522

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Vorverstärker für Alpha-Detektor

Ringblende mit verschiedenen, Rutherford

Funktion und Verwendung

Zur rauscharmen Verstärkung und Umwandlung der vom Alpha-Detektor abgegebenen Ladungsimpulse in streng proportionale Scheitelspannungswerte.

Zur Untersuchung der Streuung von Alpha-Teilchen an dünnen Metallfolien.

Vorteile

Um den Einfluss der Kernladungszahl auf die Streuung untersuchen zu können, stehen Ringblenden mit Goldfolie (Z = 79) und Aluminiumfolie (Z = 13) zur Verfügung

Zuführung von Testimpulsen und für externe Betriebsspannung des Alpha-Detektors, Invertierungsmöglichkeit von Eingangs- und Ausgangsimpulsen., wählbare Verstärkungsstufen, Schutz des Alpha-Detektors vor abrupten Spannungsstößen beim Einschalten durch eine Verzögerungsschaltung Ausstattung und technische Daten 12

BNC-Buchsen für Detektoranschluss, Verstärkung Ua/Qe: ca.10 V/As, Detektorvorspannung: intern: +/- 12 V-; extern: max. +/- 100 V-, Ausgangsimpulse: 0,25 V (bei 5,5 MeV- alpha-Energie), Abmessungen (mm): 127 x 65 x 112, Betriebsspannung +/- 12 V 09100-10

Ausstattung und technische Daten

Mittlerer Radius der Ringblenden: 20 mm, Breite des Kreisringes der Ringblenden: 5 mm, Foliendicke: 8 µm (Aluminium), 1,5 µm (Gold) Ringblende mit Alufolie, Rutherford 09103-03 Ringblende mit Goldfolie, Rutherford 09103-02

Membranpumpe, zweistufig, 230 VAC

Alpha- und Photodetektor

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung

Wartungsfreie Pumpe zur ölfreien Förderung von Gasen und Dämpfen.

Der Alpha-Detektor dient zum energiesensitiven Nachweis von AlphaStrahlung.

Vorteile

Ausstattung und technische Daten

Ist ein energiesensitiver Nachweis von Strahlung nicht notwendig, so kann der Alpha-Detektor auch als "Zählrohr" zum Nachweis von BetaStrahlung genutzt werden.

Saugvermögen: 30 l/min, End-/Überdruck 13 mbar/1,5 bar, Maße (mm): 323 x 50 x 212, Anschlussspannung: 230 V AC

Ein einfallendes Alpha-Teilchen gibt durch Wechselwirkung mit Materie innerhalb der Sperrschicht seine kinetische Energie vollständig ab. Bei diesem Prozess wird eine der primären kinetischen Energie des Alpha-Teilchens proportionale Anzahl freier Ladungsträger erzeugt. Diese Proportionalität zwischen der Anzahl gebildeter Ladungsträger und kinetischer Energie gilt für Alpha-Teilchen wegen ihrer geringen Eindringtiefe in Materie. Für Beta-Teilchen ist diese Voraussetzung jedoch nicht erfüllt, da sie eine größere Strecke als die Dicke der Sperrschicht in Materie zurücklegen müssen um ihre gesamte kinetische Energie abzugeben. Für Beta-Teilchen kann mit dem Detektor daher nur das Auftreten nachgewiesen, aber nicht die kinetische Energie bestimmt werden. Ausstattung und technische Daten Empfindliche Fläche: 15 mm2, Energieauflösungsvermögen für AlphaTeilchen bei 5,486 MeV: 30 keV, erforderliche Vorspannung: -8...-38 V, Abmessungen Detektor (Länge x Durchmesser): 52 mm x 22 mm, Abmessungen Abschirmung (Länge x Durchmesser): 45 mm x 32 mm, Masse Detektor: ca. 55 g, Masse Abschirmung: ca. 35 g, der Detektor wird inkl. einer Schutzkappe und einer Abschirmung gegen sichtbares Licht geliefert Zubehör Ladungsempfindlicher Vorverstärker (09100-10), Vielkanalanalysator (13726-99) oder Impulshöhenanalysator (13725-93), BNC-Kabel 09099-00

Auch als Kleinkompressor einsetzbar, Mit Handgriff

08163-93

Vakuummessgerät DVR 2, 1 ... 1000 hPa, 1 hPa Auflösung

Funktion und Verwendung Das DVR 2 ist ein vielseitigeinsetzbares Vakuummessgerät für die Vakuummessung zwischen Atmosphärendruck und 1 mbar mit einem integrierten Druckaufnehmer aus Aluminiumoxid-Keramik. Ausstattung und technische Daten Messbereich: 1080 bis 1 mbar (hPa), 810 bis 1 Torr, Messprinzip: kapazitive, Gasart-unabhängige Absolutdruck-Messung , Messgenauigkeit: < 1 mbar (0,75 Torr) +/- 1 digit Stromversorgung / Batterie: 9 V Lithium Batterie, 1,2 Ah Ultralife U9 VL , Abmessungen (L x B x H): 115 x 115 x 66 mm, Gewicht: 0,40 kg 34171-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 523

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Funktion und Verwendung

Kernspektroskopie In der Kernspektroskopie wird neben dem Auftreten der Strahlungsquanten auch deren Energie detektiert. Die wichtigste Methode zur Verarbeitung der Energieinformation ist dabei das Erstellen von Spektren, also die Auftragung der Häufigkeit von Strahlungsquanten einer bestimmten Art in Abhängigkeit ihrer Energie. Strahlungsquelle, Detektor und die Elektronik zur Weiterverarbeitung der Detektorsignale sind Komponenten die bei allen kernspektroskopischen Versuchen Verwendung finden.

Szintillationsdetektor zum Nachweis von γ-, β- und Röntgenstrahlung. Großvolumiger, lichtdichter NaI-Kristall mit Fotomultiplier und Spannungsteiler, montiert in Halterung mit Stiel. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪

Kristall NaI (Ta) Kristallmaße (mm): 38 x 50,8 Dicke der Al-Umhüllung: 0,4mm Betriebsspannung 600..1100 V

09101-00

Compton-Effekt mit Cobra3

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

MHV-Buchse für Hochspannungsausgang Feste Geräteanschlussleitung: 150 cm Spannung: 600 bis 1100 V Stromstärke: max. 0,5 mA Stabilität: besser als 0,1 % Anschlussspannung: 230 V~ Abmessungen (mm): 115 x 65 x 225

09101-93

Aufgaben 1.

Abschirmzylinder für Gamma-Detektor

Lerziel ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Korpuskel Streuung Compton-Wellenlänge γ-Quanten De-Broglie-Wellenlänge Welle-Teilchen-Dualismus Klein-Nishina Formel Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2524411

Funktion und Verwendung Zur Aufnahme des Messkopfes des Gamma-Detektors (09101-00) bei winkelabhängigen Versuchen zur Compton-Streuung und zur Reduzierung von Untergrundstrahlung. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Gamma-Detektor

Schutzlackierter Zylinder aus Spezialblei mit geringer Eigenaktivität. Mit Stellfuß und Schlitzblende Höhe: 170 mm Durchmesser (innen/außen): 63 / 97 mm Abmessungen der Schlitzblende (mm): 10 x 39 Masse: ca. 11 kg

09101-11

excellence in science 524

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Impulshöhenanalysator

Cobra3 BASIC-UNIT, USB

Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Funktion und Verwendung Zur Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse sowie zur Impulsraten-(Intensitäts)-bestimmung in Verbindung mit Alpha-Detektor (09100-00) oder Gamma-Detektor (09101-00). Vorteile ▪ ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Einkanaldiskriminator mit wählbaren, mittenzentrierten Konstant- oder Prozentfenstern (Differentialanalyse). Schwellendiskriminator für Integralanalyse. Analog-Ausgang zur Beobachtung des Impulshöhenspektrums mit Hilfe eines Oszilloskops. Digitalausgang für Zähleranschluss. Analog-Ausgänge für Schreiber- oder Cobra3-Anschluss (x- und yKanal). Analog-Eingang: neg. Impulse. Impedanz: 3,3 kOhm; 150 pF. Verstärkung: mit Lupenfunktion (9-fach bis 55-fach). Impulshöhe: max. 10 V. Fenster: 100 / 200 / 500 V (1 / 2 / 5 %). Taktzeit (pro Schritt): 0,8 s; 1,6 s; 3,2 s Integrationszeitkonst.: 2 s. XY-Ausgänge: Schreiber oder Cobra3 (0 bis 10 V). Analog-Ausgang: pos. Impulse (0 bis 10 V). Ausgang-Zähler: 4 V Amplitude, 3 µs Dauer. Buchsen-Ausgang: +/- 12 V / max. 30 mA. BNC-Ausgang: - 100 V. Kunststoffgehäuse: mit Tragegriff. Abmessungen (mm): 370 x 236 x 168. Leistungsaufnahme: ca. 10 VA. Anschlussspannung: 230 V; 50 Hz.

Vorteile ▪ ▪

Ausstattung und technische Daten 3 analoge Eingänge: Timer/Counter 1: Timer/Counter 2: Allgemeine Daten: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Spannungsversorgung: 12 V/6 W Schnittstelle: USB Maximale Übertragungsrate:115200 bit/s Messwertspeicher: 12000 Werte Maße (mm): 190 x 135 x 90 Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Aufstellfüßen, diversen Halterungsmöglichkeiten und seitlichen Verbindungselementen zum Andocken weiterer Units.

Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3 Universalschreiber 14504-61

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

13725-93

Eisenstab, d = 25 mm, l = 200 mm

Beschreibung

Funktion und Verwendung Streukörper für Compton-Streuung.

Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik. Themenfelder

Ausstattung und technische Daten

Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie

Länge: 200 mm, Durchmesser: 25 mm

Ausstattung

09101-13

DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten 16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 525

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Feinstruktur des Alphaspektrums von Am-241 mit dem Vielkanalanalysator

Energieverlust von Alphateilchen in Gasen mit dem Vielkanalanalysator

Prinzip Das α-Spektrum eines offenen Am-241-Strahlers wird mit einem Halbleiter- α-Detektor gemessen. Dabei generieren α-Teilchen im Detektor einen Ladungspuls, dessen Höhe zur Energie des Teilchens korrespondiert. Durch einen Vorverstärker wird der Puls in einen Spannungspuls umgewandelt und je nach seiner Höhe (=Energie des Teilchens) von einem Vielkanalanalysator im entsprechenden Impulshöhenintervall aufsummiert. Ergebnis ist ein Impulshöhenspektrum der Strahlung, dass mit Hilfe von bekannten Einfallsenergien auf die Energie der Teilchen transformiert bzw. kalibriert werden kann. Es können neben der Hauptenergie drei weitere benachbarte Energien des Zerfalls aufgelöst werden.

Prinzip Die Beziehung zwischen der Energie der α-Teilchen und dem zurückgelegten Weg x bei Normaldruck in Luft wird bestimmt und der Einfluß der Gasart auf Energie und Weg untersucht. Die aufgezeichneten Messungen ermöglichen die Berechnung des differentiellen Energieverlustes dE/dx als Funktion von x. Aufgaben 1.

Aufgaben 1.

Das Spektrum eines offenen Am-241-Strahlers wird mit dem Vielkanalanalysator aufgezeichnet. Die Energie der beiden Peaks, die vor dem Peak der Hauptenergie liegen, werden ermittelt. Mithilfe der Hauptenergie wird das Inpulshöhenspektrum kalibriert. Das Auflösungsvermögen des Messaufbaus wird anhand der Halbwertsbreite (FWHM) der Hauptenergie bestimmt.

Lernziel Energie-Niveau-Diagramm, Übergangswahrscheinlichkeit, Angeregte Kernzustände, γ-Emission, Zusammenhang zwischen der Feinstruktur des α-Spektrums und dem zugehörigen γ-Spektrum Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Lernziel Streuquerschnitt, Mittlere freie Weglänge, Ionisierungsenergie von Gasatomen, Mittlerer Energieverlust von α-Teilchen pro Stoß, differentieller Energieverlust, Bethe-Formel, Elektronenkonzentration in Gasen Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

P2522215

P2522415

Vielkanalanalysator

Funktion und Verwendung Der Vielkanalanalysator dient der Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse sowie zur Impulsraten-/Intensitätsbestimmung in Verbindung mit einem Alpha-Detektor oder Gamma-Detektor. Die radioaktiven Teilchen erzeugen bei ihrer Wechselwirkung mit Alpha- bzw. Gamma-Detektoren elektrische Impulse unterschiedlicher Höhe, proportional zum Energieverlust im Detektor. Diese analogen Impulse werden im Vielkanalanalysator geformt, digitalisiert und entsprechend ihrer Höhe in Kanälen aufaddiert. Es ergibt sich eine Häufigkeitsverteilung der registrierten Impulse in Abhängigkeit von der Strahlungsenergie. Diese Häufigkeitsverteilung ist charakteristisch für jede einzelne Art von radioaktiver Strahlung. Vielkanalanalysator 13726-99 Software Vielkanalanalysator 14452-61

excellence in science 526

Das Spektrum einer umschlossenen Am-241 Quelle wird bei einem gegebenen Abstand s als Funktion des Drucks p gemessen. Daraus wird der differentielle Energieverlust (dE / dx) als Funktion von x berechnet und grafisch dargestellt. Das Spektrum der unter 1. benutzten Quelle wird unter den selben Bedingungen im Vakuum und anschließend mit Helium, Stickstoff oder Kohlenstoff bei identischem Druck gemessen. Die verschiedenen Energieverlustwerte werden mit der Elektronenkonzentration in dem jeweiligen Gas verglichen. Durch Kalibrierung der Impulshöhen mit der Hauptenergie eines offenen Am-241-Strahlers (E=5.485 MeV) wird die Hauptnergie des benutztes umschlossenen Strahlers ermittelt.

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Beta-Spektroskopie

Eisenkern, d = 40 mm, h = 25 mm 06490-01 Präparat Natrium-22, 74 kBq 09047-52 Präparat Strontium-90, 74 kBq 09047-53 Spule, 600 Windungen 06514-01

Geiger-Müller-Zähler Prinzip Die Strahlung von β-instabilen Atomkernen wird in einem magnetischen Querfeld mit Hilfe eines Blendensystems energieselektiert. Zur Kalibrierung des Spektrometers wird die Beziehung zwischen Spulenstrom und Teilchenenergie bestimmt. Aus den Spektren wird jeweils die Zerfallsenergie des β-Übergangs ermittelt. Aufgaben 1. 2. 3.

Kalibrierung des magnetischen Spektrometers. Messung der β-Spektren von Sr-90 und Na-22. Bestimmung der Zerfallsenergie der beiden Isotope.

Lernziel β--Zerfall, β+-Zerfall, Elektroneneinfang, Neutrino, Positron, Zerfalls-Diagramm, Zerfallsenergie, Ruheenergie, Relativistische Lorentz-Gleichung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2523200

Beta-Spektroskop

Funktion und Verwendung Zur Bestimmung der Geschwindigkeits-(Energie-)-Verteilung von Elektronen und Positronen. Ausstattung und technische Daten Das Spektroskop besteht aus einer zylindrischen Flachkammer, deren Boden und abnehmbarer Deckel zu planen Polschuhen ausgebildet sind. Seitliche Bohrungen dienen zur Aufnahme eines Präparates, eines Zählrohres, sowie einer Magnetfeldsonde. Der Kammerboden trägt ein Blendensystem, wodurch die zu analysierenden Teilchen nur auf einer vorgegebenen Kreisbahn das Zählrohr erreichen können. Durch ein variables, magnetisches Gleichfeld parallel zur Kammerachse werden die Teilchen gemäß ihrer Geschwindigkeit durch das Blendensystem gefädelt. ▪ ▪ ▪

Außendurchmesser: 90 mm. Höhe: 20 mm. Mittlerer Bahnradius: 50 mm.

Beta-Spektroskop 09104-00

Funktion und Verwendung Demonstrations- u. Praktikumsgerät in Verbindung mit Geiger-Müller Zählrohren zur Durchführung von Experimenten zur Radioaktivität. Ausstattung und Verwendung 4-stell. LED-Anzeige, 20 mm hoch, 4-Festmesszeiten 1/10/60/100 s, autom. Messfolge mit Memory 10 s, Manuell gesteuerte Messzeit, BNCAusgang für Zählrohr 500 V, 4-mm-Buchsen für Ereigniszählung mit TTL-Signalen, Anschluss 100-230 V/50-60 Hz, Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Gehäusemaße (mm) 190 x 140 x 130 13606-99

Zählrohr Typ A

Funktion und Verwendung Selbstlöschendes Halogenauslösezählrohr zum Nachweis von Alpha-, Beta- u. Gammastrahlung. Vorteile ▪

montiert in Chromeisenmantel mit BNC-Buchse

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Massenbelegung des Glimmerfensters: 1,5...2 mg/cm² Arbeitsspannung: 500 V Plateaulänge: 200 V Plateauanstieg: 0,04 %/V Totzeit: ca. 100 μs Nulleffekt: ca. 15 Imp/min Manteldurchmesser: 22 mm Inklusive Schutzkappe

Zählrohr Typ A 09025-11 Abgeschirmtes Kabel BNC, l = 750 mm 07542-11

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 527

2.6 Moderne Physik 2.6.5 Atom- und Kernphysik

Photonuklearer Wirkungsquerschnitt / ComptonStreuquerschnitt mit dem Vielkanalanalysator

Röntgenfluoreszenz und Moseleysches Gesetz mit dem Vielkanalanalysator

Prinzip Prinzip Die Strahlung von Cs-137 und 22 Na-22 wird mit einem Szintillationsdetektor und das Energiespektrum mit einem Vielkanalanalysator aufgezeichnet. Die Teilspektren, deren Streuintensitäten der Compton-Streuung bzw. dem photoelektrischen Effekt zuzurechnen sind, werden ermittelt und deren Intensitäts-Verhältnis (=Fläche unter der Kurve) wird berechnet. Die Ergebnisse werden für die Bestimmung des Verhältnisses der Wirkungsquerschnitte beider Prozesse genutzt und auf ihre Energieabhängigkeit geprüft. Aufgaben 1. 2.

Messung des g-Spektren von Na-22 und Cs-137 mit einem Szintillationsdetektor. Bestimmung des Verhältnisses der spezifischen Wirkungsquerschnitte von Compton-Effekt und photoelektrischem Effekt für Photonenenergien von 511, 662 und 1275 keV.

Lernziel γ-Strahlung, Wechselwirkung mit Materie, Photoelektrischer Effekt, Compton-Effekt, Paarbildung, Nachweiswahrscheinlichkeit, Szintillationsdetektoren Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

Das Aussetzen von Strontium (Sulfat), Cadmium, Indium, Jod und Barium (Chlorid) mit weicher γ-Strahlung führt zur Emission von charakteristischer K-α-Röntgenstrahlung dieser Elemente. Das Röntgenspektrum wird mit einem γ-Spektrometer, bestehend aus einem Szintillationszähler und einem Vielkanalanalysator, aufgezeichnet. Nach der Kalibrierung des Spektrometers kann aus den Energien der Röntgenlinien mit Hilfe des Moseleyschen Gesetzes die Rydberg-Konstante bestimmt werden. Aufgaben 1. 2. 3.

Kalibrierung des γ-Spektrometers im niedrigen Energiebereich, mit Hilfe der Ba-Resonanzlinie von Cs-137 (32 keV) und der 59,6 keV-Linie von Am-241. Aufzeichnung der Röntgenfluoreszenz-Spektren (K-α-Linien) der verschiedenen Elemente, Bestimmung der Energien. Grafische Darstellung der gemessenen Röntgenenergien gegen (Z-1)2 und Bestimmung der Rydberg-Konstante aus der Steigung der resultierenden Gerade (Moseleysches Gesetz).

Lernziel Bindungsenergie, Photoelektrischer Effekt, Schalenstruktur der Elektronenhülle, Charakteristische Röntgenstrahlung, γ-Spektrometrie, Röntgenspektralanalyse Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

P2524615 P2524715

Teslameter, digital

Netzgerät, universal

Funktion und Verwendung Zur Messung von magnetischen Gleich- und Wechselfeldern. Vorteile Kalibriert sodass keine Kalibrierungsmagnete oder -spulen erforderlich sind. Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Nullpunktsteller, Diodeneingangsbuchse, 4-mm-Ausgangsbuchsen, Traggriff und Aufstellfuß. Ausstattung und technische Daten 3 1/2 stell., 20-mm-LED-Display mit Vorzeichendarstellung, Messbereiche: 20...2000 mT, Auflösung: 0,01 m, Genauigkeit: 2 %, Grenzfrequenz: 5 kHz, Analogausgang: 0...+/- 2 V DC, Anschlussspannung: 230 V, Maße (mm):230 x 236 x 168. Teslameter, digital 13610-93 Hallsonde, tangential 13610-02

Standardnetzgerät für Gleich- und Wechselspannung. Auch als Konstantstromquelle einsetzbar. Ausstattung und technische Daten Gleichspannung: 0,05...18 V, Welligkeit: < 5 mV, Strombegrenzung, stellbar: 0..5 A, kurzschlussfest, fremdspannungssicher, LED-Anzeige für Konstantstrombetrieb, Wechselspannung: 2...15 V /5 A, wählbar mit unverlierbarem Steckschalter, Sicherungsautomat: 10 A, Alle Ausgänge erd- und massefrei, 4 mm-Sicherheitsbuchsen, Leistungsaufnahme: 295 VA, Anschlussspannung: 230 V~, Netzschalter, Netzkontrolleuchte, Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168 13500-93

excellence in science 528

Funktion und Verwendung

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Radioaktivität Ein Material ist radioaktiv, wenn es Isotope eines oder mehrerer chemischer Elemente enthält, die sich durch radioaktiven Zerfall in andere Elemente umwandeln, und dabei ionisierende Strahlung freisetzen. Die wichtigsten Zerfallsarten sind Alpha- und Betazerfall, mit entsprechender Alpha- und Betastrahlung. Gammastrahlung entsteht bei den meisten Radioaktiven Zerfällen. Von einer Gamma-Emission spricht man, wenn ein angeregter Atomkern unter Aussendung von Gammastrahlung in den Grundzustand übergeht. Radioaktivität wurde erstmals von dem französischen Physiker Henry Becquerel 1896 beobachtet. Becquerel untersuchte den Zusammenhang zwischen fluoreszierenden Substanzen und den zu der Zeit entdeckten Röntgenstrahlen. Später hat er festgestellt, dass es keinen Zusammenhang zwischen der Floureszenz und den beobachteten Phänomen, der Schwärzung von Papier umhüllten Fotoplatten, gibt. Für das Auftreten der Schwärzung war nur die Anwesenheit des Urans entscheidend.

Schülerversuche Radioaktivität

Ablenkung von Beta-Strahlen im Magnetfeld

TESS Physik Set Radioaktivität RE1

Funktion und Verwendung Grundgeräteset zur Durchführung von 16 Schülerversuchen zu den Themen: ▪ ▪ ▪

▪ ▪

TESS advanced Physik Handbuch Radioaktivität 01155-01 Deutsch

Untersuchungen an natürlichen radioaktiven Stoffen (6 Versuche) Strahlenarten und ihre Eigenschaften (8 Versuche) Technische Anwendung radioaktiver Strahlen (2 Versuche)

Vorteile ▪ ▪

Auf Beta-Teilchen, die sich senkrecht zur Feldrichtung eines Magneten bewegen, wirkt die Lorentzkraft. Bei konstanter Geschwindigkeit und Magnetstärke bewegen sich die Beta-Teilchen im Feldbereich auf einer Kreisbahn, deren Bahnradius von ihrer Geschwindigkeit und der magnetischen Feldstärke abhängt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur

P1305600

TESS advanced Physik Handbuch Radioaktivität

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Das Geräteset besteht aus allen notwendigen Komponenten Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz

13260-88 Beschreibung 16 ausführliche Versuchsbeschreibungen zu dem Geräteset Radioaktivität RE. Mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerinformationen. Themenfelder ▪ ▪ ▪

Untersuchungen an natürlichen radioaktiven Stoffen Strahlenarten und ihre Eigenschaften Technische Anwendung radioaktiver Strahlen

Ausstattung ▪ DIN A4, Spiralbindung, s/w, 74 Seiten 01155-01

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 529

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Geiger-Müller-Zähler

Aufbauplatte zur Radioaktivität

Funktion und Verwendung Zur Aufnahme von magnetisch haftenden Komponenten zur Durchführung von Experimenten zur Radioaktivität. Ausstattung und technische Daten Funktion und Verwendung Demonstrations- u. Praktikumsgerät in Verbindung mit Geiger-Müller Zählrohren zur Durchführung von Experimenten zur Radioaktivität. Ausstattung und Verwendung ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

4-stellige LED-Anzeige, 20 mm hoch 4-Festmesszeiten 1/10/60/100 s Autom. Messfolge mit Memory 10 s Manuell gesteuerte Messzeit BNC-Ausgang für Zählrohr 500 V 4-mm-Buchsen für Ereigniszählung mit TTL-Signalen Anschluss 100-230 V/50-60 Hz Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff Gehäusemaße (mm) 190 x 140 x 130

Geiger-Müller-Zähler 13606-99 Zählrohr Typ B, inkl. BNC Kabel 09005-00 GM Zählrohr 45mm 09007-00 Zählrohr Typ A 09025-11 Abgeschirmtes Kabel BNC, l = 750 mm 07542-11 Radioaktiver Unterrichtsquellensatz 09047-50

Geiger-Müller-Zähler Gamma-Scout®

Lackierte Metalltischplatte mit Abstands- und Winkelskale, Abstandsskale: 0...15 cm, Winkelskale: 0...+/-90 Grad, Maße (mm): 300 x 215 x 20 Zubehör 2 Aufbaufüße für senkrechte Plattenstellung (09200-01) 09200-00

Füße für Aufbauplatte, 2 Stück

Funktion und Verwendung Zur senkrechten Halterung der Aufbauplatte zur Radioaktivität (09200-00). 09200-01

Plattenhalter auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Für Aufbauplatte oder Demo-Tafel Physik zur Halterung von Absorptionsplatten, zur Aufnahme von Ablenkmagneten 09203-02 oder Probenrohr (09203-01), lackierter Metallhalter mit Stellmarken und Haftmagnet mit abriebsfester Gleitfolie. Haltekraft: 10 N, incl. Kunststoffklammer 09203-00

Funktion und Verwendung

Absorptionsmaterial

Das Handmessgerät misst und protokolliert permanent radioaktive (alpha-, beta-, gamma-) Strahlung. Die einzelnen Strahlenarten sind mit einer Wahlblende wählbar. Die Messwerte werden vom internen Speicher erfasst. Vorteile Die Messwerte können mit der beiliegenden Windows-Software auf einen Computer übertragen und ausgewertet werden. 13608-00

10 Absorptionsplatten 5 cm x 10 cm für Versuche zur Radioaktivität. Aluminium d= (0,3, 0,5, 2 x 1,0) mm Blei (lackiert); Eisen und 4 x Plexiglas jeweils mit d = 1,0 mm 09014-03

excellence in science 530

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Ablenkmagnete für Plattenhalter, 2 Stück

Funktion und Verwendung Polgekennzeichnete Rundmagnete auf Träger zum Ablenken von Elektronen- oder Positronenstrahlung.

Ionisationskammer

Funktion und Verwendung Ionisationskammer zum Nachweis und zur quantitativen Untersuchung von Alpha-Strahlung.

Ausstattung und technische Daten

Halterung geeignet für Aufbauplatte oder Demo-Tafel Physik zur Halterung von Ionisationskammern mit 40 mm Manteldurchmesser.

Montierbar mit variablem Abstand der Magnete an Plattenhalter (09203.00).

Ionisationskammer

09203-02

Zählrohrhalter auf Haftmagnet

Metallzylinder mit Stift und Plattenelektrode, Zylinderlänge: 80 mm, Zylinderdurchmesser: 40 mm Ionisationskammer 07158-88

Ionisationskammerhalter auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Funktion und Verwendung Für Aufbauplatte (09200-00) oder Demo-Tafel Physik (02150-00) zur Halterung von Zählrohren mit 22-mm-Manteldurchmesser (GeigerMüller-Zählrohre Typ B (09005-00) oder Typ A (09025-11)). Ausstattung und technische Daten Lackierter Metallhalter mit Stellmarken, Haftmagnet mit abriebsfester Gleitfolie, Haltekraft: 10 N

Für Aufbauplatte oder Demo-Tafel Physik zur Halterung von Ionisationskammern mit 40 mm Manteldurchmesser. Ausstattung und technische Daten ▪ ▪

Lackierter Metallfuß mit Stellmarken u. Haftmagnet mit abriebfester Gleitfolie Haltekraft: 10 N

09205-00 09201-00

Präparatehalter auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Für Aufbauplatte oder Demo-Tafel Physik zur Halterung von radioaktiven Präparaten. Ausstattung und technische Daten Lackierter Metallhalter mit Stellmarken und Haftmagnet mit abriebsfester Gleitfolie. Haltekraft: 10 N. 09202-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 531

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Demonstrationsversuche Physik Radioaktivität auf der Hafttafel

Im Bereich Radioaktivität sind insgesamt Demonstrationsversuche beschrieben zu den Themen: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Nachweis radioaktiver Strahlung Statistik radioaktiver Vorgänge Natürliche Radioaktivität Charakteristische Eigenschaften radioaktiver Strahlung Anwendung radioaktiver Strahlung

Mit dem Geräteset Radioaktivität können 16 Versuche durchgeführt werden.

Ablenkung von ß-Teilchen (Elektronen) im Magnetfeld

Auf β-Teilchen, die sich senkrecht zur Feldrichtung eines Magneten bewegen, wirkt die Lorentzkraft. Dadurch bewegen sich die β-Teilchen im Feldbereich auf einer Kreisbahn, deren Bahnradius von ihrer Geschwindigkeit und der magnetischen Feldstärke abhängt. Da die von einer radioaktiven Quelle ausgehenden β-Teilchen ein kontinuierliches Energiespektrum aufweisen, werden sie durch ein Magnetfeld konstanter Stärke unterschiedlich stark abgelenkt. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Radioaktivität auf der Tafel (RT) 01156-01 Deutsch

Für die Durchführung von 3 Versuchen ist zusätzliches Material erforderlich: ▪ ▪ ▪

Nachweis radioaktiver Strahlung mit der Ionisationskammer Sichtbarmachung radioaktiver Strahlung mit Hilfe der Wilson'schen Nebelkammer Nachweis der Radioaktivität in der Luft.

P1315200

Demo Physik Tafel mit Gestell

Demo Physik Set Radioaktivität RT, Grundgerätesatz 09200-55

Hafttafel-Radioaktivität, magnetische Komponenten Funktion und Verwendung Gerätesatz bestehend aus magnetisch haftenden Komponenten zum Experimentieren auf der Demo-Tafel Physik. Ausstattung ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Halter für Geiger-Müller-Zählrohr und für radioaktive Präparate 2 Halter für Absorptionsplatten Probenrohr mit Halter für Füllstandsmessungen polgekennzeichnete Rundmagnete, montierbar an Plattenhalter Maßstab Stellfläche Winkelscheibe

09200-77

Funktion und Verwendung Demo Physik Tafel mit Gestell zur Aufnahme von magnetisch haftenden Komponenten. Vorteile ▪ ▪

Beidseitig verwendbare, beschriftungsfähige Tafel Schnelles Positionieren und Verändern des Versuchsaufbaus durch magnetische Halterungen

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

02150-00

excellence in science 532

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Demo advanced Physik Handbuch Radioaktivität auf der Tafel (RT)

Impulsratenmesser

Funktion und Verwendung Beschreibung 18 Versuchsbeschreibungen zur Radioaktivität auf der Hafttafel. Themenfelder Nachweis und Statistik radioaktiver Strahlung, Natürliche Radioaktivität, charakteristische Eigenschaften und Anwendung radioaktiver Strahlung Ausstattung DIN A4, Spiralbindung, s/w, 64 Seiten 01156-01

Geiger-Müller-Zähler

Zur Messung von Impulsraten, zur Aufnahme von radioaktiven Zerfallskurven sowie mit Hilfe der stellbaren Zählrohrspannung zur Bestimmung von Zählrohrcharakteristiken. Bei statistisch auftretenden Impulsen wird über wählbare Zeitkonstanten der zeitliche Mittelwert gemessen, der als Analogsignal durch ein Gleichspannungsmessinstrument angezeigt oder durch Schreiber oder Interfacesysteme registriert werden kann. Zusätzlich können die Impulse durch einen abschaltbaren Lautsprecher akustisch nachgewiesen werden, sowie mit einem Digitalzähler gezählt werden. Ausstattung und technische Daten Messbereiche: 102 / 103 / 104 Imp / s, Zeitkonstanten: 0,5 / 1,5 / 3 / 10 s, Bereichswahl: Tastschalter, BNC-Eingang: 150...500 V-, Ausgänge: kurzschlussfest, Zählerausgang: BNC-Buchse (TTL), 4-mm-Analogausgang: 0..10 V-, Lautsprecher: abschaltbar, Anschlussspannung: 230 V, Abmessungen (mm): 230 x 236 x 168 13622-93

Zählrohr Typ A

Funktion und Verwendung Demonstrations- u. Praktikumsgerät in Verbindung mit Geiger-Müller Zählrohren zur Durchführung von Experimenten zur Radioaktivität. Ausstattung und Verwendung 4-stellige LED-Anzeige, 20 mm hoch, 4-Festmesszeiten 1/10/60/100 s, <utom. Messfolge mit Memory 10 s, manuell gesteuerte Messzeit, BNCAusgang für Zählrohr 500 V, 4-mm-Buchsen für Ereigniszählung mit TTL-Signalen, Anschluss 100-230 V/50-60 Hz, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Gehäusemaße (mm) 190 x 140 x 13 Geiger-Müller-Zähler 13606-99 Radioaktiver Unterrichtsquellensatz 09047-50

Funktion und Verwendung Selbstlöschendes Halogenauslösezählrohr zum Nachweis von Alpha-, Beta- u. Gammastrahlung. Vorteile ▪

Montiert in Chromeisenmantel mit BNC-Buchse

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Zählrohr Typ A 09025-11 Abgeschirmtes Kabel BNC, l = 750 mm 07542-11

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 533

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

GM Zählrohr, 45 mm

Plattenhalter für Demotafel auf Haftmagnet

Funktion und Verwendung Zur Halterung von Absorptionsplatten im senkrechten Aufbau auf der Demo-Tafel Physik (02150-00). Funktion und Verwendung

Ausstattung und technische Daten

Hochempfindliches Zählrohr, besonders zur Untersuchung von schwach radioaktiven Proben geeigent. Wegen der großen aktiven Fläche liefern Experimente mit natürlichen Strahlenquellen sehr gute Ergebnisse.

Der Halter ist mit zwei Haftmagneten (Haltekraft je 10 N) und einer Ausfallsicherung ausgestattet, um auch Bleiplatten bis zu 35 mm Dicke im senkrechten Aufbau sicher halten zu können. Auch zusammen mit der Aufbauplatte zur Radioaktivität (09200-00) nutzbar.

Vorteil Bei Durchführung von Schülerversuchen ist kein radioaktiver Strahler mehr notwendig. Ausstattung und technische Daten

09204-00

Winkelscheibe, magnethaftend

Selbstlöschendes Halogen-Auslösezählrohr zum Nachweis von Alpha, Beta- und Gammastrahlung, montiert in einem Metallzylinder mit BNC-Buchse, Stiel zur Befestigung enthalten, inklusive Gitter zum Schutz des Zählrohres. Glimmer: 2...3 mg/cm2, Arbeitsspannung: 500 V, Plateaulänge: 200 V, Plateauanstieg: 0,04 %/V, Totzeit: ca. 100 µs, Nulleffekt: ca. 45 Impulse/min, Gehäusedurchmesser: 22 mm, Zählrohrdurchmesser: 45 mm, Zählrohrlänge: 80 mm, Masse: 320 g. GM Zählrohr 45mm 09007-00 Abgeschirmtes Kabel BNC, l = 750 mm 07542-11

Funktion und Verwendung Für winkelabhängige Experimente. Ausstattung und technische Daten Weiße Magnetfolie, mit 360-Grad-Winkelskale und 1-Grad-Teilung, Abmessung (cm): 31 x 31

Zählrohr Typ B

08270-09

Stellfläche, magnethaftend

Funktion und Verwendung Selbstlöschendes Halogen-Auslösezählrohr zum Nachweis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung. Vorteile montiert in Metallzylinder mit festem 500 mm-Koaxialkabel mit BNCStecker, inklusive Schutzkappe Ausstattung und technische Daten Massenbelegung des Glimmerfensters: 2 ... 3 mg/cm², Arbeitsspannung: 500 V, Plateaulänge: 200 V, Plateauanstieg: 0,04 %/V, Totzeit: ca. 100 µs, Nulleffekt: ca. 15 Impulse/min, Gehäusedurchmesser: 22 mm, Zählrohrdurchmesser: 15 mm, Zählrohrlänge: 76 mm, Gewicht: 103 g 09005-00

excellence in science 534

Funktion und Verwendung Für Demo-Tafel Physik, zur dreh- und kippsicheren Halterung von Gefäßen. Ausstattung und technische Daten Lackierter Metallträger mit rückseitiger Magnetfolie, max. Last: 1 kg, Stellfläche (mm) 120 x 120 02155-00

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Füllstandskontrolle

Warnschild, Radioaktiv

Funktion und Verwendung In der Technik werden γ-Strahlenschranken zur Füllstandskontrolle verwendet, wenn die zu kontrollierenden Behälter undurchsichtig sind oder chemisch aggressive, brennbare oder erhitzte Stoffe hoher Dichte enthalten. Voraussetzung für die Anwendbarkeit dieser Methode ist ein deutlicher Unterschied im Schwächungskoeffizienten von Behälter und Füllgut. γ-Strahlen eignen sich auch für die Kontrolle von Stückzahlen auf laufenden Transportbändern. Bei diesem Versuch soll mit Hilfe einer γ-Strahlenschranke die Füllhöhe eines mit Bleischrot gefüllten Probenrohres bestimmt werden. Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur Demo advanced Physik Handbuch Radioaktivität auf der Tafel (RT) 01156-01 Deutsch

Vorgeschriebener Warnhinweis. Ausstattung und technische Daten Glasfaserverstärkte Polyesterplatte mit Warnzeichen und Warntext nach DIN, auf Stiel, Plattenmaße (mm) 315 x 220, Stiellänge/-durchmesser 30/10 mm 06540-00

Stahlschrank für radioaktive Präparate

P1315800

Probenrohr mit Halter

Funktion und Verwendung In Verbindung mit Plattenhalter zur Durchführung von Füllstandsmessungen mit Hilfe radioaktiver Strahlung. Ausstattung und technische Daten Verschließbares Kunststoffrohr mit Längenskale 0...11 cm. 09203-01

Funktion und Verwendung Stahlschrank zur diebstahlsicheren Aufbewahrung von radioaktiven Präparaten. Ausstattung und technische Daten Aus lackiertem Stahlblech, weiß, Flügeltür mit Rechtsanschlag und DIN-Symbol 4844 (Warnung vor radioaktiven Stoffen), Sicherheitsschloss mit 2 Schlüsseln, ein Zwischenboden, Rückwand mit Bohrungen für Wandmontage, Maße (mm): 300 x 300 x 130, Incl. Montageschrauben Hinweis: Radioaktive Präparate müssen laut Strahlenschutzverordnung in einem Spezialschrank mit Sicherheitsschloss und dauerhafter Kennzeichnung (Gefahrensymbol und "Radioaktivität") aufbewahrt werden. 97320-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 535

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Elektronenabsorption

Absorptionsplatten für Beta-Strahlung

Je 5 Platten (1 x 50 x 100) mm aus schutzlackiertem Blei, Eisen, Aluminium, Hartpapier, Plexiglas und 2 Aluminiumplatten (0,5 x 50 x 100) mm. 09024-00 Prinzip Die Dämpfung eines Elektronenstroms durch eine Materialschicht hängt sowohl von der Dicke der Schicht als auch von der Massenabdeckung, der Masse pro Flächeneinheit, abhängt. Es wird gezeigt, dass der Teilchenfluss aus Elektronen einer bestimmten Energieverteilung mit der "Masse pro Flächeneinheit" abnimmt. Als Elektronenquelle wird eine radioaktive Probe Sr-90 verwendet.

Absorptionsplatten, Pb, 50 x 100 mm

Aufgabe 1. 2.

Die β-Zählraten werden in Abhängigkeit der Dicke der verschiedenen Absorber wie z.B. Aluminium, Glas, Hartpapier und Schreibpapier gemessen. Die Dämpfungskoeffizienten für die vier absorbierenden Materialien werden ermittelt und in Abhängigkeit von der Dichte dargestellt.

Lernziel Dichte, Zählrohr, Radioaktiver Zerfall, Dämpfungskoeffizient, Massenabdeckung

Bleiplatten (50 x 100) mm für Gammastrahlung, 4 Platten d = 1 mm; 3 Platten d = 5 mm. 09014-02

Absorptionsplatten, Al/Pb, 50 x 100 mm

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2523100

Absorptionsmaterial für Gamma- und Beta-Strahlen.

Absorptionssatz für Beta- u. Gammastrahlung. 1 Aluminiumplatte (0,5 x 50 x 100) mm, 3 Aluminiumplatten (1 x 50 x 100) mm, 1 Bleiplatte (1 x 50 x 100) mm 09014-01

Bleiziegel (11 kg) Funktion und Verwendung Absorptionsmaterial für Gamma- und Beta-Strahlen. Maße (cm): 1 x 5 x 10 (4 x); 0,5 x 5 x 10 (1 x) Absorptionsmaterial, Blei (Schutzlackiert) 09029-01 Absorptionsmaterial, Eisen 09029-02 Absorptionsmaterial, Aluminium 09029-03 Absorptionsmaterial, Plexiglas 09029-04 Absorptionsmaterial, Beton 09029-05

excellence in science 536

Funktion und Verwendung Als Kollimatorblende für Gammastrahlung. Schutzlackierter Bleiziegel, Maße (mm): 50 x 200 x 100, Masse: 11 kg Bleiziegel mit Bohrung (11 kg), 200 x 100 x 50 mm, mit Bohrung Durchmesser = 15 mm 09021-00 Bleiziegel (11 kg), 200 x 100 x 50 mm 09029-11

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Poissonsche und Gaußsche Verteilung des radioaktiven Zerfalls mit Cobra3 (Einfluss der Totzeit des Zählrohrs)

Cobra3 Messmodul GM-Zählrohr 12106-00 Zählrohr Typ A 09025-11 GM Zählrohr 45mm 09007-00 Abgeschirmtes Kabel BNC, l = 750 mm 07542-11 Zählrohr Typ B 09005-00

Cobra3 BASIC-UNIT, USB Prinzip 1. Mit einem Zählrohr, das sich in einem bestimmten Abstand von einer langlebigen Strahlenquelle befindet, werden in identischen Zeitabständen die Eingangsimpulse gezählt. Die Verteilung der Impulszahl korrespondiert mit der Poisson-Verteilung. Eine Eigenschaft der Poisson-Verteilung kann bei kleinen Eingangsimpulszahlen von n < 20 beobachtet werden: Die Verteilung ist asymmetrisch. D. h. das Maximum tritt bei kleineren Zahlen auf als der Durchschnittswert. Um nun diese Asymmetrie der Verteilung zu zeigen, wird das Experiment so eingerichtet, dass die durchschnittliche Impulszahl möglichst niedrig ist. D. h. der Abstand zwischen Zählrohr und Emitter wird hinreichend groß, die jeweilige Zähldauer wird entsprechend kurz gewählt. 2. Neben der Poissonschen Verteilung ist auch die Gaußsche-Verteilung recht gut geeignet, um die gemessene Verteilung unter entsprechenden Bedingungen (langlebige Strahlenquelle, konstanter Abstand zwischen Strahlenquelle und Zählrohr), zu beschreiben. Voraussetzung hierfür ist allerdings eine hinreichend große Zahl an Impulsen und eine große Probenmenge. Im Gegensatz zur Poisson-Verteilung ist die Gaußsche Verteilung immer symmetrisch. Lernziele Poisson-Verteilung, Gauss-Verteilung, Standard-Abweichung, Erwartungswert der Impuls-Rate, Unterschiedliche Symmetrien von Verteilungen, Totzeit, Regenerierungs- und Auflösungszeit von Zählrohren

Funktion und Verwendung Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Vorteile ▪ ▪

Cobra3 BASIC-UNIT, USB 12150-50 Netzgerät 12 VDC/2 A 12151-99 Software Cobra3 Radioaktivität 14506-61

Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics

P2520311

Cobra3 Messmodul GM-Zählrohr

Beschreibung Funktion und Verwendung

Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik.

Steckmodul für COBRA3-Interface.

Themenfelder

Vorteile

Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre, Struktur der Materie

Frontseitige BNC-Buchse für Zählrohranschluss Ausstattung und technische Daten Zählrohrspannung: 500 V; +/- 5%, Impulsfrequenz: max. 400.000 Imp/min, Kunststoffgehäuse mit rückseitigem D-Sub-Stecker, 25-polig, Maße (mm): 100 x 50 x 40

Ausstattung DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten 16502-32

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 537

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Sichtbarmachung radioaktiver Teilchen / Diffusionsnebelkammer

Beobachtungsfläche 45 cm x 45 cm, abgedeckt mit doppelwandiger Glashaube, Kammersockel mit geräuscharmem, FCKW-freiem Kälteaggregat, Alkoholtank, Alkoholpumpe und Wochenzeitschaltuhr, Schleuse zum Einbringen von Strahlungsquellen sowie zum Einblasen von radioaktivem Thorongas, Arbeitsflüssigkeit 2-Propanol, Beleuchtung integriert Ausstattung und technische Daten Leistungsaufnahme 0,9 kVA, Anschluss 230 V; 50/60 Hz, Abmessungen(mm) 900 x 900 x 780, Masse 80 kg 09046-93

Nachweis radioaktiver Strahlung mit der Wilsonschen Nebelkammer

Bestimmung der Menge der Umgebungsstrahlung Spuren von α-, β-, γ-Teilchen und Mesonen Spuren des Thorium (Radon)-Zerfalls Ablenkung von β-Teilchen in einem Magnetfeld

P2520400

Expansionsnebelkammer Großraumdiffusions-Nebelkammer PJ45, 45 x 45 cm, 230 V

Funktion und Verwendung Kontinuierlich arbeitende, maschinengekühlte Kammer zur Sichtbarmachung der Bahnen radioaktiver Strahlung. Vorteile

excellence in science 538

Kammerdurchmesser: 90 mm, Kammerhöhe 15 mm, empfohlene radioaktive Quelle: Ra-226 (60 kBq). Expansionsnebelkammer, ohne Strahler 09044-30 Strahlerstift Ra-226, 60 kBq 09044-32

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Radioaktive Strahlungsquellen

Strahlerstift Ra-226, 3,7 kBq

Columbit, natürliches Mineral

Umschlossener Mischstrahler mit seitlichem Strahlaustritt und mit Schutzbehälter, einsetzbar in Expansionsnebelkammer, Aktivität: 3,7 kBq Halbwertszeit: 1600 a, Freigrenzenpräparat, genehmigungsfrei. 09044-31 Funktion und Verwendung Mischstrahler für Versuche mit geringster Aktivität, z. B. Fluoreszenzund Strahlungsnachweis mit Röntgenfilm oder Zählrohr.

Strahlerstift Ra-226, 60 kBq

Ausstattung und technische Daten ▪ ▪ ▪

Aktivität: ca. 555 Bq. Abmessungen (mm): ca. 70 x 20 x 2. Freigrenzenpräparat, genehmigungs- und anzeigenfrei.

08464-01

Kaliumchlorid, reinst, 250 g

Umschlossener Mischstrahler mit seitlichem Strahlaustritt und mit Schutzbehälter, einsetzbar in Expansionsnebelkammer, Aktivität: 60 kBq Halbwertszeit: 1600 a, Nichtfreigrenzenpräparat, Umgangsgenehmigung erforderlich. 09044-32

Stahlschrank für radioaktive Präparate Funktion und Verwendung Kaliumchlorid setzt sich aus 3 Isotopen zusammen: K-39 (93,26%), K-41 (6,7%) und dem radioaktiven Isotop K-40 mit einem durchschnittlichen Anteil von 0,01 %. Dieser Anteil ist ausreichend zur Durchführung von Versuchen zur Radioaktivität. Ebenfalls geeignet zur Herstellung einer 3-molaren Kaliumchloridlösung als Bezugselektrolyt und zum Aufbewahren der pH-Elektroden. 30098-25

Präparat Ra-226, max. 4 kBq

Funktion und Verwendung Stahlschrank zur diebstahlsicheren Aufbewahrung von radioaktiven Präparaten. Ausstattung und technische Daten

Umschlossener Alpha-, Beta- und Gamma-Strahler aus Radium-226 im Schutzbehälter, geeignet auch für Schülerversuche, in Aufbewahrungsbox, Aktivität: max. 4 kBq Halbwertszeit: 1600 a, Freigrenzenpräparat, genehmigungsfrei. 09041-00

Aus lackiertem Stahlblech, weiß, Flügeltür mit Rechtsanschlag und DIN-Symbol 4844 (Warnung vor radioaktiven Stoffen), Sicherheitsschloss mit 2 Schlüsseln, ein Zwischenboden, Rückwand mit Bohrungen für Wandmontage, Maße (mm): 300 x 300 x 130, Incl. Montageschrauben Hinweis Radioaktive Präparate müssen laut Strahlenschutzverordnung in einem Spezialschrank mit Sicherheitsschloss und dauerhafter Kennzeichnung (Gefahrensymbol und "Radioaktivität") aufbewahrt werden. Stahlschrank für radioaktive Präparate 97320-00 Warnschild, Radioaktiv 06540-00

PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 539

2.6 Moderne Physik 2.6.6 Radioaktivität

Präparat Americium-241, 74 kBq

Präparat Am-241, 3,7 kBq offen

Alpha-Strahler ohne Abdeckung, deswegen besonders als Eichpräparat zur Alpha-Spektroskopie geeignet. Mit Schutzbehälter. Alpha-Energien: 5,486/5,443 MeV, Halbwertszeit: 400 a, genehmigungsfrei. Umschlossener Alpha-Strahler mit Americium-241 Präparat im Schutzbehälter, Aktivität: 74 kBq, mittlere Alpha-Energie: 4,5 MeV Halbwertzeit: 433 a, genehmigungsfrei, Bauartzulassung: BfS 01/10 StrlSchV.

09090-03

Präparat Cs-137 , 37 kBq 09047-51

Präparat Natrium-22, 74 kBq Umschlossener Gamma-Strahler mit Schutzbehälter, geeignet als Eichquelle zur Gamma-Spektroskopie, Gamma-Energie 0,662 MeV, genehmigungsfrei. Umschlossener Beta(+)-Strahler mit Schutzbehälter, Beta-Energien: 0,55 MeV/1,82 MeV, Halbwertzeit: 2,6 a, genehmigungsfrei. 09047-52

09096-01

Präparat Am 241, 370 kBq

Präparat Strontium-90, 74 kBq Umschlossener Alpha-Strahler mit Schutzbehälter, mittlere AlphaEnergie ca. 4 MeV, Halbwertszeit: 400 a, Nichtfreigrenzenpräparat, Umgangsgenehmigung erforderlich. Umschlossener Beta(-)-Strahler mit Schutzbehälter, Beta-Energie: 2,27 MeV Halbwertzeit: 28,5 a, Nichtfreigrenzenpräparat, Umgangsgenehmigung erforderlich. 09047-53

09090-11

Präparat Cobalt-60, 3,7 MBq

Präparat Cobalt-60, 74 kBq Umschlossener Gamma-Strahler mit Schutzbehälter, Gamma-Energien 1,17/1,33 MeV, Halbwertzeit 5,27 a, Nichtfreigrenzenpräparat, Umgangsgenehmigung erforderlich. Umschlossener Gamma-Strahler mit Schutzbehälter, Gamma-Energien 1,17 MeV/1,33 MeV Halbwertzeit 5,27 a, genehmigungsfrei.

09097-50

09047-54

Präparat Cäsium-137, 18,5 MBq Radioaktiver Unterrichtsquellensatz

Vier gekennzeichnete, umschlossene Quellen in Metallschutzbehälter. ▪ ▪ ▪ ▪

Alpha: Am-241, Hwz: 433 a, 09047-51 Beta(+): Na-22, Hwz: 2,6 a, 09057-52 Beta(-): Sr-90, Hwz: 28,5 a, 09047-53 Gamma: Co-60, Hwz: 5,3 a, 09047-54

Aktivität je Quelle: 74 kBq Nichtfreigrenzenpräparate, Umgangsgenehmigung erforderlich. 09047-50

excellence in science 540

Umschlossener Beta(-)- und Gammastrahler mit Schutzbehälter Gamma-Energie 0,662 MeV, Halbwertzeit 30,1 a Nichtfreigrenzenpräparat, Umgangsgenehmigung erforderlich. 09096-20