Versuchsanleitungen

Versuch		Aufgabenstellung
Mechanik
M 2	Dichtebestimmung	1. Die Dichte von drei Probekörpern ist nach der Auftriebsmethode zu bestimmen.  2. Die Dichte von Ethanol ist mit Hilfe eines Pyknometers zu bestimmen. 3. Die Dichten von Ethanol und NaCl-Lösung sind mit der Mohr- Westphalschen Waage und mit dem Aräometer zu bestimmen
M 4	Oberflächenspannung	1. Die Oberflächenspannung von verschiedenen Flüssigkeiten ist mit Hilfe der Abreißmethode zu bestimmen.  2. Die Oberflächenspannung ist aus der Steighöhe von Kapillaren zu bestimmen.
M 6	Mathematisches und physikalisches Pendel	1. Die Erdbeschleunigung g ist mit Hilfe eines Fadenpendels (mathematischen Pendels) zu bestimmen.  2. Die Erdbeschleunigung g ist mit Hilfe eines physikalischen Pendels zu bestimmen.
M 9	Erzwungene Schwingungen	1. Für ein Drehpendel ist die Dämpfungskonstante bei zwei verschiedenen Dämpfungen zu bestimmen.  2. Für diese beiden Dämpfungen sind die Amplituden des Drehpendels in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz des Motors zu ermitteln (Resonanzkurven).
M 10	Quinckescher Versuch	1. Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist zu bestimmen.  2. Der Adiabatenkoeffizient von Luft ist zu bestimmen.
M 13	Dehnung	Es ist der Elastizitätsmodul E von zwei Metallen und von Polyamid (Perlon) durch Dehnungsmessungen zu bestimmen.
M 14	Viskosität	Es ist die Viskosität von Rhizinusöl als Funktion der Temperatur mit einem HÖPPLER-Viskosimeter (Kugelfallmethode) zu bestimmen.
M 15	Torsion	1. Das Direktionsmoment und der Torsionsmodul dreier Metallstäbe verschiedener Dicke ist zu bestimmen. 2. Das Direktionsmoment und der Torsionsmodul zweier Metalldrähte sind anhand der Schwingungsdauer eines Torsionspendels zu bestimmen.
M 17	Statistische Auswertung	Die Schwingungsdauer eines Fadenpendels ist 300 mal zu messen. Aus dieser Messreihe sind die empirische und die theoretische Verteilung der Meßwerte zu bestimmen. Es ist zu testen, ob beide übereinstimmen.
M 19	Ultraschall Abbildungsverfahren	1. Bestimmung der Schallgeschwindigkeit und der Wellenlänge von Longitudinalwellen in Polyethylen (PE), Berechnung des Elastizitätsmoduls von PE.  2. Bestimmung der Dämpfung von Schallwellen in PE für zwei verschiedene Frequenzen. 3. Bestimmung der Anzahl und Lage der Fehlstellen in einem PE-Körper, Anfertigung einer Lageskizze.
M 22	Dopplereffekt	1. Es ist eine akustische Schwebung herzustellen und zu vermessen.  2. Die Geschwindigkeit einer bewegten Schallquelle ist mit Hilfe des Dopplereffektes zu bestimmen. 3. Wellenlänge, Schallgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit einer bewegten Schallquelle sind aus der Überlagerung der Schallfelder einer beweglichen und einer feststehenden Schallquelle zu bestimmen.
M 24	Strömungskanal	1. In einem Strömungskanal sind für zwei verschiedene Querschnitte die Strömungsgeschwindigkeiten von Luft zu bestimmen.  2. Für drei unterschiedliche Widerstandskörper sind die Widerstandsbeiwerte zu ermitteln.
M 25	Fourieranalyse	1. Mit  Hilfe des Programms 'Origin' sind zwei Messsignale zu simulieren: eine Schwebung (Überlagerung zweier harmonischen Schwingungen) und ein symmetrisches Rechtecksignal. 2. Es ist eine Fourieranalyse der beiden Signale sowie des mittesl FFT-Tiefpass gefilterten Rechtecksignals durchzuführen.  3. Der Klang zweier gleichzeitig schwingender Stimmgabeln ist zu untersuchen, die Frequenzen sind mittels Fourier-Analyse zu bestimmen.  4. Mindestens drei verschiedene Klänge (z.B. gesungene Töne, Musikinstrumente, Rauschen) sind zu messen und mittels Fourier-Analyse zu untersuchen.
Wärmelehre
W 1	Lineare Ausdehnung	Der lineare Ausdehnungskoeffizient zweier unbekannter Materialien ist zu bestimmen.
W 5	Kondensationswärme	Die spezifische Kondensationswärme von Wasserdampf ist zu bestimmen.
W 6	Spezifische Wärme von Metallen	Die spezifische Wärmekapazität von drei verschiedenen Metallen ist zu bestimmen.
W 10	Dampfdichte nach Dumas	Die relative Dampfdichte und die Molmasse von Ethanol sind zu bestimmen.
W 12	Luftfeuchtigkeit	1. Ein Kupfer-Konstantan-Thermoelement ist zu kalibrieren.  2. Die relative Luftfeuchtigkeit ist mit Hilfe eines Taupunkt-Hygrometers zu bestimmen.  3. Das Raoultsche Gesetz (Dampfdruckerniedrigung in Lösungen) ist qualitativ zu bestätigen.
W 16	Wärmeleitung von Metallen	1. Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Eisen und Messing nach dem stationären Absolutverfahren. 2. Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Messing nach dem stationären Vergleichsverfahren.
W 17	Spezifische Wärme von Flüssigkeiten	Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist zu bestimmen.
W 21	Reales Gas	1. Die Isothermen eines realen Gases (SF6) sind für verschiedenen Temperaturen aufzunehmen und in einem p-V-Diagramm darzustellen. 2. Aus den Messdaten sind die kritischen Daten pk, Vk und Tk, die Stoffmenge und die van-der-Waals-Koeffizienten zu ermitteln. 3. Aus der Dampfdruckkurve ist die molare Verdampfungswärme zu bestimmen.
W 24	Stirling-Prozess	1. Der Stirlingmotor ist als Kältemaschine  zu betreiben; die umgesetzten Energien und die Leistungszahl sind zu ermitteln.  2. Der Stirlingmotor ist als Heißluftmotor zu betreiben; die umgesetzten Energien und der Wirkungsgrad sind zu bestimmen.
W 25	Diffusion	Der Diffusionskoeffizient eines Salzes in Wasser soll bestimmt werden. Hierfür ist 1. die elektrische Leitfähigkeit zweier Salzlösungen in Abhängigkeit von der Konzentration zu messen (Kalibrierkurven), 2. die Apparatekonstante der Diffusionszelle zu bestimmen durch Messung der Diffusion von KCl (bekannter Diffusionskoeffizient), 3. der gesuchte Diffusionskoeffizient zu bestimmen durch Wiederholung der Messung zu 2. mit dem unbekannten Salz.
W 27	Donnanpotential	Die Ladung zM eines Makromoleküls (Eialbumin) soll mit Hilfe der Messung des Donnanpotentials in Abhängigkeit von der Konzentration des Makromoleküls bestimmt werden.
Elektrizitätslehre
E 3	Strom-Spannungs-Charakteristik	1. Die Strom-Spannungs-Kennlinien einer Glühlampe, eines Konstantan-Widerstandes und eines Heißleiters sind mit Hilfe computergestützter Messtechnik (Cassy) aufzunehmen. Die Widerstände sind zu berechnen und in Abhängigkeit von der Stromstärke graphisch darzustellen.  2. Die Durchlass- und die Sperrkennlinien einer Ge-Diode und einer Si-Z-Diode sind aufzunehmen. Aus den Kennlinien sind die Schleusenspannung, die Zenerspannung, der Bahnwiderstand und der Zenerwiderstand zu ermitteln.
E 4	Magnetfeld	1. Für einen magnetischen Eisenkreis mit Luftspalt ist die Hysterese-Kurve aufzunehmen.  2. Die magnetische Induktion sowie die magnetischen Feldstärken im Eisen und im Luftspalt sind zu bestimmen.  3. Die Remanenzinduktion und die Koerzitivfeldstärke sind zu ermitteln.
E 7	Innenwiderstand von Gleichspannungsquellen	1. Die Strom-Spannungs-Kennlinien verschiedener Gleichspannungsquellen sind aufzunehmen.  2. Die Innenwiderstände dieser Spannungsquellen sind zu bestimmen.
E 8	Leitfähigkeit von Elektrolyten	Die elektrische Leitfähigkeit und die Äquivalentleitfähigkeit von KCl-Lösungen verschiedener Konzentration sind zu bestimmen.
E 10	Thermospannung	Der Seebeck-Koeffizient eines Thermoelementes ist mit Hilfe einer Kompensationsmethode zu bestimmen.
E 15	Erdmagnetfeld	Mit Hilfe historischer Messinstrumente (Erdinduktor, ballistisches Galvanometer) sind die Horizontalkomponente Bh und die Vertikalkomponente Bv des Erdmagnetfeldes sowie der Winkel der Inklination a zu bestimmen. Die Messungen sind mit Hilfe moderner computergestützter Messtechnik zu verifizieren.
E 19	Millikan-Versuch	Bestimmung der Elementarladung.  1. Die Variationsbreite der Tröpfchenradien ist zu ermitteln. 2. Die elektrische Ladung von mindestens 40 Öltröpfchen ist zu bestimmen.
E 20	Kathodenstrahl-Oszillograph	1. Justierung des Elektronenstrahls  2. Messung verschiedener Gleich- und Wechselspannungen  3. Bestimmung der Frequenz einer Stimmgabel durch Messung der Periodendauer und durch Vergleich mit einem Frequenzgenerator
E 21	Franck-Hertz-Versuch	Die I-U-Kennlinien einer Quecksilber-Franck-Hertz-Röhre sind bei zwei verschiedenen Temperaturen aufzunehmen. Aus den Kennlinien sind die Anregungsenergien des Hg-Atoms zu ermitteln.
E 22	RC-Glied	Bestimmung der Zeitkonstanten von RC-Gliedern  1. aus der Entladung eines Kondensators, 2. aus dem Frequenzverhalten der RC-Glieder und 3. aus ihrem Impulsverhalten.
E 23	Verstärker	1. Messung des Frequenzverhaltens des Verstärkers mit unterschiedlichen Zeitkonstanten von Hoch- und Tiefpass  2. Bestimmung der Grenzfrequenzen  3. Beschreibung der Signalform eines EKG-Signals bei unterschiedlichem Frequenzverhalten des Verstärkers; Abschätzung der erforderlichen Bandbreite für einen EKG-Verstärker
E 28	Fadenstrahlrohr	Die spezifische Ladung e/m des Elektrons ist mit Hilfe des Fadenstrahlrohres zu bestimmen.
E 31	Wechselstromkreis	1. Bestimmung von Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung im Wechselstromkreis  2. Aufbau und Untersuchung einer Siebkette
E 34	Elektrolyse	Die Faraday-Konstante ist durch Elektrolyse in einem Hoffmanschen Wasserzersetzungsapparat zu bestimmen.
E 36	Meißner-Generator	1. Dämpfung und Eigenfrequenz eines Parallelschwingkreises sind zu bestimmen, die Resonanzkurve ist aufzunehmen.  2. Ein MEIßNER-Generator ist aufzubauen und die Eigenfrequenz zu ermitteln.
E 37	Transistor-Verstärker	1. Die Übertragungskennlinie eines elementaren Transistorverstärkers ist aufzunehmen und die Spannungsverstärkung im Arbeitspunkt zu berechnen.  2. Die Spannungsverstärkung der Grundschaltung ist in Abhängigkeit von der Frequenz zu bestimmen.  3. Das Verhalten des Verstärkers bei falschen Arbeitspunkteinstellungen und bei Übersteuerungen ist zu untersuchen.
E 39	Messwerterfassung mit dem Computer: EKG	1. Mit Hilfe des Cassy-Messwerterfassungssystems ist ein 3-Kanal-EKG aufzunehmen.  2. Die Größe der R-Zacken-Potentiale und die Pulsfrequenz sind zu bestimmen.  3. Die Lage der elektrischen Herzachse ist zu bestimmen.
Optik, Atom- und Kernphysik
O 4	Mikroskop	1. Einstellung des Mikroskops und der Köhlerschen Beleuchtung 2. Kalibrierung eines Okularmikrometers durch Bestimmung des Abbildungsmaßstabes für mehrere Objektive 3. Justierung der Phasenkontrasteinrichtung 4. Beobachtung biologischer Präparate im Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast und Polarisationskontrast und Ausmessung von Strukturen
O 5	Prismenspektrometer	1. Justierung des Prismenspektrometers, 2. Bestimmung der Brechzahl des Prismas für die gelbe He-Linie, 3. Aufnahme der Dispersionskurve des Prismenspektrometers, 4. Bestimmung der Wellenlängen der Spektrallinien von Quecksilber, 5. spektrale Charekterisierung verschiedener Lichtquellen (Glühlampe, LED, Laserdiode u.a.)
O 6	Gitterspektrometer	1. Ein Gitterspektrometer ist zu justieren.  2. Die Wellenlängen der Spektrallinien von Helium sind zu bestimmen
O 8	Newton'sche Ringe	1. Mit Hilfe von Interferenzen am Luftkeil ist die Dicke verschiedener Objekte (Alufolie, Haar etc.) zu bestimmen. 2. Der Krümmungsradius zweier Sammellinsen ist mit Hilfe Newtonscher Ringe zu messen.
O 10	Polarimeter und Refraktometer	1. Die Konzentration einer wäßrigen Zuckerlösung ist mit dem Polarimeter zu bestimmen. 2. Die Brechzahl von Glycerol-Wasser-Gemischen ist in Abhängigkeit von der Konzentration mit dem Refraktometer zu bestimmen. 3. Von einem vorgegebenen Glycerol-Wasser-Gemisch ist die Konzentration zu ermitteln.
O 11	Polarisationsmikroskop	1. Ein Okularmikrometer ist für die Messung von Aperturwinkeln im indirekten Strahlengang zu kalibrieren. 2. Es ist zu untersuchen, ob die vorliegenden Kristalle optisch einachsig oder zweiachsig sind und ob sie optisch aktiv sind. 3. Für die optisch zweiachsigen Kristalle sind die Achsenwinkel zu bestimmen.
O 14	Fotozelle	1. Aufnahme der Kennlinie einer Vakuum-Fotozelle.  2. Bestimmung der Planckschen Wirkungsquantums nach der Gegenspannungsmethode.
O 16	Radioaktivität	1. Die Abhängigkeit der Strahlungsintensität vom Abstand zur Strahlenquelle ist zu ermitteln.  2. Die Schwächungskoeffizienten und Halbwertsdicken von Blei für die Gammastrahlung von Co-60 sind zu bestimmen. 3. Die Häufigkeitsverteilung der Zählrohrimpulse  ist zu untersuchen.
O 20	Spektralphotometer	1. Die Apparatefunktion eines Spektralphotometers ist aufzunehmen, das Gerät ist zu kalibrieren.  2. Ein alkoholischer Chlorophyllextrakt ist herzustellen und seine Extinktion bei verschiedenen Konzentrationen im Spektralbereich von 400…750 nm zu bestimmen. 3. Die Konzentration von Chlorophyll a und Chlorophyll b sowie das Verhältnis beider Konzentrationen sind zu ermitteln.
O 22	Röntgenverfahren	1. Messung von Röntgenemissionsspektren einer Molybdän-Anode mit Hilfe eines LiF-Kristalls und Bestimmung der maximalen Quantenenergie der Röntgenstrahlung in Abhängigkeit von der Anodenspannung.  2. Bestimmung der Ionendosisleistung der Röntgenröhre. 3. Messung der K-Absorptionskanten in den Transmissionsspektren von Zr, Nb, Mo, und Ag und Bestimmung der Rydberg-Konstante. 4. Durchleuchtung und Interpretation biologischer Objekte
O 23	Beugung	Mit Hilfe einer CCD-Zeilenkamera wird untersucht:  1. die Fraunhofersche Beugung an verschiedenen Spalten und  2. die Fresnelsche Beugung an einer Kante.
O 25	Lichtgeschwindigkeit	Die Lichtgeschwindigkeit ist mit Hilfe einer Drehspiegelmethode bestimmen.
O 26	Diffusion (optisch)	Der Diffusionskoeffizient von NaCl in Wasser ist mit Hilfe der ortsabhängigen Messung des Brechzahlgradienten mit einer Lasermethode zu bestimmen.