Hallo,
da in den Themenschwerpunkten von Physik ja sehr viele Unterpunkte mit dem Wort "Kentnisse" beginnen, würde ich es ganz gut finden, mal alle Möglichkeiten, die man bspw. für die Feldstärkebestimmung kennt aufzulisten
Ich würde dann meinen Beitrag immer wieder durch weitere Vorschläge von euch editieren um somit alle Zusammenzutragen.
Ich fang einfach mal an:
Thematischer Schwerpunkt 1: Spule und Kondensator im Gleichstromkreis
• Feldbegriff und je ein Messverfahren zur Feldstärke- bzw. Flussdichtebestimmung (B, E)
Messverfahren Feldstärke:
Messverfahren Flussdichte:
• Kenntnis der Definitionen von Kapazität und Induktivität
Induktivität:
Kapazität (Plattenkondensator):
magnetischen Feld einer stromführenden Spule
Spule und Kondensator
• selbstständige Auswertung eines Experimentes zu Ein- bzw. Ausschaltvorgängen bei Spule
und Kondensator
• Kenntnis der Gleichung für das Zeitverhalten des Entladestroms eines Kondensators
• selbstständiges Anwenden, Kombinieren, Begründen und Herleiten erforderlicher
Gleichungen für die Ablenkung des Elektronenstrahls im Oszilloskop
Thematischer Schwerpunkt 2: Interferometer
• Durchführung und selbstständige Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung von
Längenänderungen mittels eines Michelson-Interferometers und selbstständiges Anwenden,
Kombinieren, Begründen und Herleiten dazu erforderlicher Gleichungen
• Kenntnisse weiterer Experimente mit dem Michelson-Interferometer bei Verwendung von Licht
und einem anderen Interferometertyp bei Verwendung von Mikrowellen
• Deutung und quantitative Auswertung der Vielschichtreflexion (braggsche Reflexion) mit
Röntgenstrahlung an Kristallen
• Kenntnis und Deutung je eines Experimentes, das Elektronen ein Wellenmerkmal und
Photonen ein Teilchenmerkmal zuordnet
• Deutung von Interferometerexperimenten mit einzelnen Photonen (Komplementarität von
Interferenzmuster und Unterscheidbarkeit klassisch denkbarer Wege)
• selbstständige Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung der planckschen Konstanten
Thematischer Schwerpunkt 3: Atome - Hülle und Kern
• Selbstständige Auswertung von Experimenten zu Emissions- und Absorptionsspektren
• Grundlagen einer Atomvorstellung (Größe, Struktur, einfache Termschemata), qualitative
Deutungen der Energiequantelung in der Atomhülle und im Atomkern mittels der
Modellvorstellung des linearen Potentialtopfes
• Grundlagen der Resonanzabsorption und Fluoreszenz
• Kenntnis eines Experimentes zum radioaktiven Zerfallsgesetz mit quantitativer Auswertung
• Kenntnis grundlegender Untersuchungsmethoden zur Identifikation von Alpha-, Beta- und
Gammastrahlung
• Vertrautheit im Umgang mit den für den Nachweis radioaktiver Strahlung benötigten
Messgeräten (Geiger-Müller-Zählrohr, Halbleiter-Detektor) und Kenntnisse über deren
Funktionsprinzipien
• Vertrautheit im Umgang mit der Nuklidkarte
• Neutroneneinfang
da in den Themenschwerpunkten von Physik ja sehr viele Unterpunkte mit dem Wort "Kentnisse" beginnen, würde ich es ganz gut finden, mal alle Möglichkeiten, die man bspw. für die Feldstärkebestimmung kennt aufzulisten
Ich würde dann meinen Beitrag immer wieder durch weitere Vorschläge von euch editieren um somit alle Zusammenzutragen.
Ich fang einfach mal an:
Thematischer Schwerpunkt 1: Spule und Kondensator im Gleichstromkreis
• Feldbegriff und je ein Messverfahren zur Feldstärke- bzw. Flussdichtebestimmung (B, E)
Messverfahren Feldstärke:
- Stromwaage
- bifilares Pendel
- Elektroskop/Elektrometer
Messverfahren Flussdichte:
- Drahträhmchen (Stromwaage)
- Hallsonde
• Kenntnis der Definitionen von Kapazität und Induktivität
Induktivität:
- L = µ0*µr*n²*A/l = 1H
Kapazität (Plattenkondensator):
- C=Q/U
- C=Eo * Er *A/D
magnetischen Feld einer stromführenden Spule
- E-feld: W=1/2 *C*U²
- B-feld: W=1/2 *L*I²
Spule und Kondensator
• selbstständige Auswertung eines Experimentes zu Ein- bzw. Ausschaltvorgängen bei Spule
und Kondensator
• Kenntnis der Gleichung für das Zeitverhalten des Entladestroms eines Kondensators
- I(t)=Io *2^(-t/Thz)
- Thz=Halbwertszeit= R*C*ln2
• selbstständiges Anwenden, Kombinieren, Begründen und Herleiten erforderlicher
Gleichungen für die Ablenkung des Elektronenstrahls im Oszilloskop
Herleitung:
(T1)
W=Q*Ua
W=1/2 * m *v²
-->gleichsetzen
v²=2*Q*Ua / m
______________________
(T2)
F=m*ay
F=Q*E
-->gleichsetzen und E= Uy/d einsetzen
ay=Q*Uy / ay *d
______________________
Bewegung des Elektronenstrahls in x-Richtung:
sx=vx*t
Bewegung des Elektronenstrahls in y-Richtung:
sy=1/2*ay*t²
--> gleichsetzen
sy=1/2 * ay * (sx / vx)²
jetzt "nur noch" ay und vx² einsetzen:
Thematischer Schwerpunkt 2: Interferometer
• Durchführung und selbstständige Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung von
Längenänderungen mittels eines Michelson-Interferometers und selbstständiges Anwenden,
Kombinieren, Begründen und Herleiten dazu erforderlicher Gleichungen
• Kenntnisse weiterer Experimente mit dem Michelson-Interferometer bei Verwendung von Licht
und einem anderen Interferometertyp bei Verwendung von Mikrowellen
• Deutung und quantitative Auswertung der Vielschichtreflexion (braggsche Reflexion) mit
Röntgenstrahlung an Kristallen
• Kenntnis und Deutung je eines Experimentes, das Elektronen ein Wellenmerkmal und
Photonen ein Teilchenmerkmal zuordnet
• Deutung von Interferometerexperimenten mit einzelnen Photonen (Komplementarität von
Interferenzmuster und Unterscheidbarkeit klassisch denkbarer Wege)
• selbstständige Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung der planckschen Konstanten
Thematischer Schwerpunkt 3: Atome - Hülle und Kern
• Selbstständige Auswertung von Experimenten zu Emissions- und Absorptionsspektren
• Grundlagen einer Atomvorstellung (Größe, Struktur, einfache Termschemata), qualitative
Deutungen der Energiequantelung in der Atomhülle und im Atomkern mittels der
Modellvorstellung des linearen Potentialtopfes
• Grundlagen der Resonanzabsorption und Fluoreszenz
• Kenntnis eines Experimentes zum radioaktiven Zerfallsgesetz mit quantitativer Auswertung
• Kenntnis grundlegender Untersuchungsmethoden zur Identifikation von Alpha-, Beta- und
Gammastrahlung
• Vertrautheit im Umgang mit den für den Nachweis radioaktiver Strahlung benötigten
Messgeräten (Geiger-Müller-Zählrohr, Halbleiter-Detektor) und Kenntnisse über deren
Funktionsprinzipien
• Vertrautheit im Umgang mit der Nuklidkarte
• Neutroneneinfang
Zuletzt bearbeitet von Q-Dog am 24.04.2008 um 12:23 Uhr
ich hoffe das hier hilft dir weiter 
Ein Leiterplättchen (in der Praxis wird dafür ein n-dotierter Halbleiter verwendet) wird dabei von einem konstanten Strom durchflossen. Ein senkrecht darauf stehendes Magnetfeld übt auf die sich bewegenden Ladungsträger eine Lorentzkraft aus, die nach der Drei-Finger-Regel nach unten zeigt. Dies sorgt für einen Elektronenüberschuss unten und einen Elektronenmangel oben, was sich als Hallspannung UH zwischen der Ober- und der Unterseite messen lässt. Die Hallspannung bestimmt sich zu:
Nach B aufgelöst lässt sich damit die Stärke der magnetischen Flussdichte messtechnisch ermitteln. Unbekannt ist allerdings die Driftgeschwindigkeit vs der Ladungsträger. Daher müssen Hallsonden in einem Magnetfeld bekannter Stärke geeicht werden.
Ein Leiterplättchen (in der Praxis wird dafür ein n-dotierter Halbleiter verwendet) wird dabei von einem konstanten Strom durchflossen. Ein senkrecht darauf stehendes Magnetfeld übt auf die sich bewegenden Ladungsträger eine Lorentzkraft aus, die nach der Drei-Finger-Regel nach unten zeigt. Dies sorgt für einen Elektronenüberschuss unten und einen Elektronenmangel oben, was sich als Hallspannung UH zwischen der Ober- und der Unterseite messen lässt. Die Hallspannung bestimmt sich zu:
Nach B aufgelöst lässt sich damit die Stärke der magnetischen Flussdichte messtechnisch ermitteln. Unbekannt ist allerdings die Driftgeschwindigkeit vs der Ladungsträger. Daher müssen Hallsonden in einem Magnetfeld bekannter Stärke geeicht werden.
Die Hallsonde (in der ein Strom fließt) wird in ein Magnetfeld gehalten. Aufgrund der Lorentzkraft werden dann die Elektronen nach (z.B.) unten abgelenkt. Dies allerdings nur für eine kurze Zeit, denn die nach unten abgelenkten Elektronen sammeln sich dort und bauen ein E-Feld gegen die Lorentzkraft auf (also hier von oben nach unten). Dies geschieht so lange, bis Lorentzkraft und E-Feld den gleichen Betrag haben (Kräftegleichgewicht).
Es gilt also: Fel =e*E = FL = e*v*b
da Uh = E*h, folgt
U = B*vs*h
Diese Spannung wird dann gemessen und aus der Formel B bestimmt. (Da die Driftgeschwindigkeit vs normalerweise aber unbekannt ist, muss man die Hallsonde vorher in einem bekannten B-Feld eichen).
Hoffe es ist verständlich.
MfG Q-Dog
/edit
grml zu langsam
Es gilt also: Fel =e*E = FL = e*v*b
da Uh = E*h, folgt
U = B*vs*h
Diese Spannung wird dann gemessen und aus der Formel B bestimmt. (Da die Driftgeschwindigkeit vs normalerweise aber unbekannt ist, muss man die Hallsonde vorher in einem bekannten B-Feld eichen).
Hoffe es ist verständlich.
MfG Q-Dog
/edit
grml zu langsam
Zuletzt bearbeitet von Q-Dog am 24.04.2008 um 11:34 Uhr
Zitat:
Original von donald
könnte vll jd. kurz die funktionsweise einer hallsonde erklären?
könnte vll jd. kurz die funktionsweise einer hallsonde erklären?
Ich probiere mich mal daran:
Die Hallsone wird zum Messen der magnetischen Flussdichte verwendet. Ihre Funktion basiert auf dem sogenannten Hall-Effekt, welcher die entstehenden Lorentzkräfte des Magnetfeldes zum messen seiner Stärke ausnutzt.
Ein Quader aus einem Leitermaterial wird in horitontaler Richtung von Elektronen durchflossen. Bewegen wir diesen Leiter nun in ein magnetisches Feld, so werden diese Elektronen durch die Lorentzkräfte in vertikale Richtung abgelenkt, so dass sich zwischen Ober- und Unterseite des Quaders eine Spannung abnehmen lässt. Je stärker diese sogenannte Hallspannung ist, desto stärker muss auch die auf die Elektronen wirkende Lorentzkraft und damit auch das Magnetfeld sein.
MfG Conqueror
EDIT:
Mit den ganzen Erklärungen sollte es deutlich werden.
Zuletzt bearbeitet von Conqueror am 24.04.2008 um 11:34 Uhr
