Physik-LK
Versuche zur Abitur-Skriptreihe, Skripte 1 bis 5
1Skript 1: Schwingungen
- VersuchFederpendelPeriodendauer messen, Masse und Federhärte ändern, T² über m auftragen.
- VersuchFadenpendelFadenlänge und Amplitude ändern, g bestimmen, wann gilt die Kleinwinkelnäherung?
- VersuchPohlsches Rad: Dämpfung und ResonanzGedämpfte Schwingung und erzwungene Schwingung mit Resonanzkurve.
- VersuchSchwebung und gekoppelte PendelZwei Schwingungen überlagern, Schwebungsfrequenz messen; gekoppelte Pendel tauschen ihre Energie aus.
- AnschauungSchwingungsgleichung und ZeigerRotierender Zeiger und x-t-Diagramm: Amplitude, Frequenz und Phase ändern.
- AnschauungFourier-SyntheseSinusschwingungen addieren, aus Grundton und Obertönen wird ein Rechteck.
2Skript 2: Wellen
- VersuchStehende Welle auf dem SeilErregerfrequenz ändern, Eigenschwingungen finden, Knoten und Bäuche.
- VersuchWellenwanne: Interferenz zweier ErregerZwei Kreiswellen überlagern, Gangunterschied und Interferenzhyperbeln.
- VersuchDoppler-EffektSender und Empfänger bewegen sich, die Wellenfronten rücken zusammen, Frequenz am Empfänger messen bis zum Überschall.
- AnschauungWellengleichungFortschreitende und stehende Welle: Orts- und Zeitabhängigkeit, Momentbild und Schwingung eines Punktes.
- AnschauungSeilwelle: Reflexion am EndeWellenberg auf dem Seil: Reflexion am festen und losen Ende, Überlagerung.
- AnschauungHuygenssches PrinzipElementarwellen zeigen Reflexion, Brechung und Beugung.
- VersuchKundtsches RohrStehende Schallwelle im Rohr: Schallgeschwindigkeit bestimmen.
3Skript 3: Elektrizitätslehre
- VersuchKondensator laden und entladenStrom und Spannung über der Zeit, Zeitkonstante R·C bestimmen.
- VersuchMillikan-VersuchÖltröpfchen zum Schweben bringen, Ladungen messen, Elementarladung finden.
- VersuchFadenstrahlrohr: spezifische LadungElektronen auf der Kreisbahn, spezifische Ladung aus Spannung, Spulenstrom und Radius.
- VersuchLeiterrahmen im MagnetfeldRahmen durch ein begrenztes Feld ziehen, Induktionsspannung und Lenzsche Regel.
- VersuchElektromagnetischer SchwingkreisKondensator und Spule tauschen Energie aus, Thomson-Formel prüfen.
- VersuchElektronen im Querfeld: Braunsche RöhreElektronen im Plattenkondensator: Parabelbahn, gerader Flug zum Schirm, Ablenkung messen.
- VersuchWien-Filter und MassenspektrographGekreuzte Felder lassen nur v = E : B durch, im Magnetfeld trennen sich Ionen nach ihrer Masse.
- VersuchGenerator und WechselspannungEine Spule dreht im Magnetfeld: Fluss, Wechselspannung und Scheitelwert n · B · A · ω.
- VersuchTransformatorZwei Spulen auf einem Eisenkern: Spannungen wie die Windungszahlen, mit Gleichspannung geht nichts.
- VersuchEin- und Ausschalten einer SpuleZwei-Lampen-Versuch, Stromanstieg mit τ = L : R, Funke beim Ausschalten.
- VersuchMikrowellen: Reflexion und PolarisationSender, Empfänger, Metallplatte und Gitter: stehende Welle ausmessen, Polarisation nachweisen.
- AnschauungElektrische Feldlinien und PotentialLadungen frei anordnen: Feldlinien, Feldstärke, Äquipotentiallinien.
- VersuchZyklotronProtonen im Magnetfeld und Wechselfeld: Bahnradius, Umlauffrequenz und Endenergie.
- VersuchLinearbeschleunigerDriftröhren und Wechselspannung: Röhrenlängen für die Beschleunigung passend wählen.
- AnschauungHertzscher DipolFelder um den schwingenden Dipol: Ablösung der Feldlinien, Abstrahlcharakteristik.
- VersuchHall-EffektHall-Spannung messen, Magnetfeld bestimmen, Ladungsträger erkennen.
- VersuchStromwaageKraft auf den Leiter messen und die Flussdichte bestimmen.
- VersuchPlattenkondensator und KapazitätAbstand, Fläche und Dielektrikum ändern, mit und ohne Quelle.
- VersuchMagnetfeld der langen SpuleHallsonde in der Spule: Strom, Windungen und Länge ändern.
- VersuchLenzsche RegelRing, Wirbelstrombremse und fallender Magnet im Rohr.
4Skript 4: Wellenoptik
- VersuchSpalt, Doppelspalt und GitterLaserlicht an Spalten: Schirmbild und Intensität, Wellenlänge bestimmen.
- VersuchMichelson-InterferometerSpiegel verschieben, Streifen zählen, Wellenlänge oder Weg messen.
- VersuchPolarisation und Malussches GesetzPolfilter drehen, I über cos²(θ) auftragen, drei Filter als Überraschung, Brewster-Winkel als Zusatz.
- VersuchInterferenz an dünnen SchichtenSeifenhaut, Ölfilm, Entspiegelung und Luftkeil: berechnete Schillerfarben, Spektrum und Phasensprung.
- VersuchNewtonsche RingeRingdurchmesser im Messmikroskop messen, r² über m auftragen, Krümmungsradius oder Wellenlänge bestimmen.
- VersuchLichtgeschwindigkeit: Laserabstandsmesser im WasserDer Abstandsmesser zeigt durch Wasser zu viel an: Brechzahl und Lichtgeschwindigkeit im Wasser bestimmen.
- VersuchBrechung und PrismaSnellius messen, Dispersion und Spektrum am Prisma.
- AnschauungAuflösungsvermögenZwei Lichtpunkte trennen: Blende, Wellenlänge und Rayleigh-Kriterium.
- VersuchBragg-ReflexionRöntgenlicht am Kristall: Glanzwinkel messen, Netzebenenabstand bestimmen.
5Skript 5: Quantenphysik
- VersuchPhotoeffekt: GegenfeldmethodeFotozelle mit verschiedenen Lichtquellen, Einstein-Gerade, h bestimmen.
- VersuchElektronenbeugungsröhreBeugungsringe an Graphit, de-Broglie-Wellenlänge und Netzebenenabstand.
- VersuchEinzelne Quanten am DoppelspaltDas Muster entsteht Treffer für Treffer, mit und ohne Weginformation.
- VersuchLinienspektren und EnergieniveausSpektrallinien von Wasserstoff und anderen Gasen, Übergänge im Termschema.
- VersuchFranck-Hertz-VersuchStöße von Elektronen mit Quecksilberatomen, Anregungsenergie bestimmen.
- VersuchMach-Zehnder-Interferometer und QuantenradiererEinzelne Photonen, zwei Detektoren: Polarisationsfilter liefern Weginformation, ein 45°-Filter radiert sie wieder aus.
- VersuchKoinzidenzmethode am StrahlteilerAngekündigte Photonen am Strahlteiler: Dreifachkoinzidenzen zählen, Paarquelle und abgeschwächter Laser vergleichen.
- VersuchElektron im PotentialtopfTopfbreite und Zustand wählen, Orte messen, Übergänge und die Farbe eines Farbstoffs berechnen.
- VersuchUnbestimmtheit am EinzelspaltElektronen am Einzelspalt: Spalt schmaler, Beugungsbild breiter, Δx · Δpₓ ≈ h.
- VersuchCompton-EffektStreuwinkel und Photonenenergie ändern: Wellenlängenverschiebung messen, Compton-Wellenlänge bestimmen.
- VersuchRöntgenröhre: SpektrumSpannung und Anodenmaterial ändern: Grenzwellenlänge, Bremsspektrum, charakteristische Linien.
- AnschauungWellenpaketEin Elektron als Wellenpaket: Zerfließen, Stufe und Tunneln in Potentiallandschaften.
- AnschauungSchrödingergleichungEnergie einstellen und die stationäre Gleichung numerisch lösen: Nur bestimmte Energien passen.
- AnschauungQuanten-BoxElektron im würfelförmigen Potentialtopf: Quantenzahlen, Entartung und Aufenthaltswahrscheinlichkeit.
- AnschauungWasserstoffatom: OrbitaleQuantenzahlen wählen, Aufenthaltswahrscheinlichkeit und Energieniveaus ansehen.
- AnschauungLaserPumpen, Besetzungsinversion und stimulierte Emission.
- AnschauungBohrsches AtommodellStehende Elektronenwellen, Radien und Energien im Wasserstoff.
- AnschauungStern-Gerlach-VersuchSilberatome im inhomogenen Feld: Aufspaltung statt Verschmieren.