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Versuche

Wir haben etwa 50 verschiedene "aktive" Versuche, d. h. solche, die regelmäßig in den Praktikumskursen durchgeführt werden. Jährlich werden einzelne Experimente überarbeitet, manchmal auch durch neue Versuche ersetzt. Aus diesem Fundus wählen wir nach Absprache mit dem bzw. der Vorlesenden in Experimentalphysik und ggf. mit anderen Praktika die Versuche für die verschiedenen Praktikumskurse aus.

Die Versuchsanleitungen werden allen Praktikanten in einem gedruckten Heft zur Verfügung gestellt. Eine PDF-Fassung dieser Hefte kann man rechts im grünen Kasten ansehen oder downloaden.

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 Dichtewaage nach Mohr-Westphal und mit dem Aräometer zu bestimmen.

M 4 Oberflächenspannung

1. Die Oberflächenspannung von Wasser, Ethanol und Seifenlösung 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 nach Pohl 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 Adiabatenexponent nach Quincke und Rüchardt

1. Mit dem Resonanzrohr nach Quincke ist die Schallgeschwindigkeit in Luft zu bestimmen.
2. Aus der Schallgeschwindigkeit ist der Adiabatenexponent von Luft zu bestimmen.
3. Der Adiabatenexponent von Luft ist mit der Methode nach Rüchardt zu messen.

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 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 mittels 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 Kondensations- und Schmelzwärme von Wasser

Die spezifische Kondensationswärme von Wasserdampf und die spezifische Schmelzwärme von Eis sind zu bestimmen.

W 6 Spezifische Wärmekapazität 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 z_M eines Makromoleküls (Eialbumin) soll mit Hilfe der Messung des Donnanpotentials in Abhängigkeit von der Konzentration des Makromoleküls bestimmt werden.

Elektrizitätslehre

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 mit Hilfe einer Wien-Brücke zu bestimmen.

E 10 Thermospannung

Der Seebeck-Koeffizient eines Thermoelementes in Abhängigkeit von der Temperatur ist mit Hilfe einer Kompensationsmethode zu bestimmen.

E 15 Erdmagnetfeld

Mit Hilfe historischer Messinstrumente (Erdinduktor, ballistisches Galvanometer) sind die Horizontalkomponente B_h und die Vertikalkomponente B_v des Erdmagnetfeldes sowie der Winkel der Inklination α 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 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 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.
4. Der Einfluss schlechter elektrischer Kontakte auf das EKG-Signal ist zu untersuchen.

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 (H₂- und Ne-Geißlerröhre, Glühlampe, Energiesparlampe, LED, ...)

O 6 Gitterspektrometer

1. Ein Gitterspektrometer ist zu justieren.  
2. Die Wellenlängen der Spektrallinien von Helium sind zu bestimmen

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

Das Plancksche Wirkungsquantum ist mit Hilfe des Fotoeffekts nach der Gegenspannungsmethode zu bestimmen.

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. Das Spektrum der Leuchtstofflampen im Raum soll untersucht werden, die darin auftretenden Hg-Spektrallinien sind zu identifizieren. Selbst mitgebrachte LED-Lampen, Laserpointer etc. können untersucht werden.
2. Ein alkoholischer Chlorophyllextrakt ist herzustellen, seine Extinktion im Spektralbereich 400…800 nm bei verschiedenen Konzentrationen ist zu messen. Aus den Messkurven sind die Konzentrationen von Chlorophyll a und Chlorophyll b sowie das Verhältnis beider Konzentrationen 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.

O27 Interferometer

1. Ein Michelson-Interferometer ist aus einzelnen optischen Komponenten aufzubauen und zu justieren.
2. Der Brechungsindex von Luft und CO₂ ist zu bestimmen.
3. Die Magnetostriktion (Längenänderung als Funktion der Magnetfeldstärke) von Eisen und Nickel ist zu untersuchen.

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