Praktikum Physik für LA Physik (A), Geowiss. u.a.
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Versuche

Literaturhinweise und alte Klausuren

Literatur/Klausuren (Link)


Vorversuch

Auswertung von Messwerten (AMW)

Versuchsanleitung [pdf, 484 kB]

Als Vorlage für Ihre Auswertungen dient dieses Musterprotokoll [pdf, 656 kB].


Mechanik

Flüssigkeiten (FLU)

Bestimmung der Viskosität von Öl mit Hilfe des Kugelfallviskosimeters, sowie der von Wasser mit Hilfe des Hagen-Poiseuille Gesetzes. Blut strömt in Adern. Die entsprechende Physiologie setzt einerseits voraus Vertrautheit mit dem Begriff "Viskosität", d. h. seiner quantitativen Definition, sowie Benennung in SI-Einheiten, andererseits sind Grundkenntnisse über das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten in Röhren als einfachste Modellbildung unumgänglich.

Bestimmung der Oberflächenspannung von Wasser. Die Physiologie der Lungenaveolen setzt entsprechende Kenntnisse voraus.

Anhand des Osmometers werden die Begriffe Diffusion und Osmose experimentell untersucht.

Versuchsanleitung [pdf, 478 kB]

Viskosität und Reynoldszahl (VIR)

Bestimmung der Viskosität von Spülmittel mit einem "Experiment daheim".

Die Viskosität ist eine wichtige Eigenschaft für das Verständnis des Verhaltens von Magma im Erdmantel. Auch das Fließverhalten der Lava eines Vulkans wird entscheidend dadurch geprägt, ob es Lava von hoher oder niedriger Viskosität ist. Ferner werden die Vorgänge im menschlichen Blutkreislauf auch durch die Viskosität des Blutes stark beeinflusst.

Versuchsanleitung [pdf, 273 kB]

Schwingungen und Wellen (STW)

Am Beispiel des Fadenpendels werden die Begriffe Frequenz, Auslenkung und Amplitude erläutert. Die Erdbeschleunigung am Ort wird bestimmt sowie eine ausführliche "Fehlerrechnung" durchgeführt.

Die Schallgeschwindigkeit in Luft, Eigenfrequenzen schwingender Luftsäulen, und der Adiabatenkoeffizient werden bestimmt. Die Versuche stellen die Grundlage für das Erarbeiten eines Verständnisses der Akustik des Hörvorgangs dar.

Versuchsanleitung [pdf, 522 kB]

g-Bestimmung mit dem Fadenpendel (GFP)

Bestimmung der Erdbeschleunigung am Ort mit einem "Experiment daheim".

Am Beispiel des Fadenpendels werden die Begriffe Frequenz, Auslenkung und Amplitude erläutert. Es werden zwei Verfahren zur g-Bestimmung verglichen sowie eine ausführliche "Fehlerrechnung" durchgeführt.

Versuchsanleitung [pdf, 232 kB]


Thermodynamik

Kalorimetrie (KAL)

Bestimmung der Wärmekapazität von Wasser, Aluminium und Blei, sowie der spezifischen Schmelzenergie von Eis. Der menschliche Körper arbeitet als exzellent thermostatisierter katalytischer "Ofen". Die entsprechende Physiologie setzt Grundkenntnisse in der Wärmelehre voraus. Im Versuch werden diese und auch solche, die Wärmeausbreitungsmechanismen sowie thermodynamische Potentiale (Biochemie!) betreffen, vermittelt.

Versuchsanleitung [pdf, 466 kB]

Gase (GAS)

Bestimmung der Dampfdruck-Kurve von reinem Wasser im Bereich von Zimmertemperatur bis ca. 250°C. Wasser spielt in der Biochemie des Körpers eine überragende Rolle. Die Abhängigkeit der H2O-Phasen von Druck und Temperatur, sowie Kenntnisse über Verdampfen, Verdunsten und Kondensieren sind Grundlage für das Verständnis der Thermostatenfunktion des Körpers.

Experimentelle Bestätigung des Boyle-Mariotteschen Gesetzes, sowie Bestimmung des (Druck-) Temperaturkoeffizienten idealer Gase mit Hilfe des Gasthermometers. Atemluft (bei Zimmertemperatur) kann in guter Näherung als ideales Gas betrachtet werden. Der Versuch stellt Grundlagen für die Physiologie der arbeitenden Lunge bereit.

Versuchsanleitung [pdf, 2751 kB]


Optik

Optische Phänomene (OPT)

Bestätigung des Brechungsgesetzes; Bestimmung der Brechzahl von Glas und des Brewsterwinkels an der Grenze zu Luft. Messung der Wellenlänge mit Hilfe von Beugung, Bestimmung des Drehwinkels polarisierten Lichts beim Durchgang durch optisch aktive Substanzen, und damit der Zuckerkonzentration einer Lösung.

Der Versuch soll anschauliche experimentelle Erfahrung vermitteln bezüglich der obengenannten Begriffe, und damit die üblichen Strichzeichnungen der Bücher mit anschaulichem Inhalt versehen.

Versuchsanleitung [pdf, 503 kB]

Linsen (LIN)

Bestimmung der Brennweite von Linsen in Luft, sowie Messung der sphärischen Aberration und des Astigmatismus. Untersuchung des Abbildungsvorgangs in einem optischen Wannenmodell des Auges.

Der Versuch demonstriert modellmäßig (fast) alle grundlegenden, geometrisch-optischen Abbildungsprobleme im Auge.

Versuchsanleitung [pdf, 353 kB]

Beugung mit dem Laserpointer (BEL)

Bestimmung der Dicke eines Haares und des Spurabstandes einer CD mit einem "Experiment daheim".

Durch die Beobachtung von Beugungsfiguren wird der Wellencharakter des Lichtes offenbart.

Versuchsanleitung [pdf, 239 kB]

Mikroskop und Spektrometer (OIN+)

Übung im Umgang mit dem Mikroskop, Bestimmung von Objektiv- und Gesamtvergrößerung, Bestimmung der numerischen Apertur und des Auflösevermögens. Bestätigung der Abbeschen Theorie. Kalibrieren eines Okularmikrometers mit anschließender Messung. Es wird vor allem vermittelt, wie man das subjektive Empfinden der "Bildqualität" messbar quantifiziert. Der Versuch steht damit Modell auch für die Elektronenmikroskopie.

Kalibrierung eines Prismenspektrometers mit Hilfe zweier Spektrallampen und gegebener Linientabellen. Bestimmung der Wellenlängen von Spektrallinien eines "unbekannten" Elements. Der Versuch führt quantitativ in die Methode der Spektralanalyse ein, die besonders für sehr geringe, vorhandene Substanzmengen geeignet ist.

Versuchsanleitung [pdf, 444 kB]


Elektrizität

Elektrische Stromkreise/Wheatstonesche Brücke (ESK)

Aufnahme der Kennlinien eines Ohmschen Widerstandes und einer Diode, Systematisches Erlernen von Schaltkreisregeln (Kirchhoffsche Regeln), Ermittlung unbekannter Widerstände mit der Wheatstoneschen Brückenschaltung.

Ein anschauliches Verständnis zur elementaren Elektrizitätslehre soll aufgebaut werden - zu den Begriffen Widerstand, Spannung und Stromstärke sowie deren gegenseitige Beeinflussung in Stromkreisschaltungen

Versuchsanleitung [pdf, 648 kB]

Oszilloskop, RLC-Schwingkreis (RLC)

Übung im Umgang mit einem Oszilloskop. Darstellung von Wechselspannung. Frequenzmessung, sowie Messung von Kapazität und Induktivität im Wechselstromkreis. Bestimmung der Eigenfrequenz eines Schwingkreises. Modellmäßige Interferenzversuche mit Hilfe des Zwei-Kanal-Oszilloskop.

Da man mit dem Gerät (kleine) Spannungen nahezu stromlos messen kann, sind seine Anwendungsmöglichkeiten in der experimentellen Physiologie vielfältig. Auch die zeitliche Kürze von EKG- und EEG-Signalen macht den Oszillographen zum geeignetsten Messinstrument in diesem Zusammenhang.

Versuchsanleitung [pdf, 631 kB]


Atomphysik

Radioaktivität (RAD)

Messung der Absorption von gamma-Strahlen durch Blei und Aluminium, sowie Bestimmung der Aktivität einer auf Grund des Tschernobyl-Fallouts mit 137Cs belasteten Milchpulverprobe aus dem Jahre 1986. Die Verwendung von Szintillationszählern mit angeschlossenen Rechnern ermöglicht die Aufnahme von Energiespektren und damit die Probenidentifikation.

Versuchsanleitung [pdf, 811 kB]

Versuchsaufbau [mp4, 1793 kB]

Oszilloskop, Teilversuch 1 [mp4, 3133 kB]

Bildschirm des Oszilloskops, Teilversuch 1 [mp4, 1034 kB]

Für Betreuer: Die Bedienung des Demonstrationsaufbaus kann der Ergänzung zur Versuchsanleitung [pdf, 142 kB] entnommen werden.

Röntgen (ROE)

Versuchsanleitung [pdf, 1770 kB]