Buchvorstellung
Buchcover

Man darf nicht das, was uns unwahrscheinlich und unnatürlich erscheint, mit dem verwechseln, was absolut unmöglich ist.
Carl Friedrich Gauß

Ausarbeitungen für Physik und Physikalische Messtechnik

Nachfolgend die Ausarbeitungen der Übungen des Fachs Physik und Physikalische Messtechnik, die bei Herrn Prof. Dr. sc. nat. Werner Melle und Herrn Prof. Dr.-Ing. Winfried Malorny durchgeführt wurden.


Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Luft mittels stehender Wellen

Bestimme mit Hilfe stehender Wellen in einem Resonanzrohr die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Luft.

Aus dem bekannten Zusammenhang zwischen Frequenz, Wellenlänge und Geschwindigkeit soll die Schallgeschwindigkeit bestimmt werden.

Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Luft


Impulsbestimmung zweier Kugeln vor und nach einem Stoß

Bestimmung des Impulses zweier Kugeln unterschiedlicher Masse vor und nach einem geraden, zentralen und elastischen Stoß und Überprüfung des Impulserhaltungssatzes.

Der Impuls ist eine der wichtigsten Größen der klassischen Mechanik, mit der die Bewegung eines Systems charakterisiert wird. In einem abgeschlossenen mechanischen System gilt für jeden Zeitpinkt einer Bewegung der Impulserhaltungssatz und der Energieerhaltungssatz.

Bestimmung des Impulses zweier Kugeln


Bestimmung von Ohmschen Widerständen unterschiedlicher Größe

Bestimmung von Ohmschen Widerständen unterschiedlicher Größe und in verschiedenen Schaltungen.

Die Kenntnis elektrischer Größen ist für die effektive Nutzung elektrischer bzw. elektronischer Systeme von grundlegender Bedeutung. Für die richtige Auswahl von Bauelementen und die Beurteilung elektro-elektronischer Systeme der Meßtechnik ist es häufig notwendig, ihren Ohmschen Widerstand zu bestimmen.

Bestimmung ohmscher Widerstände


Brechzahl von Glas und Grenzwinkel der Totalreflexion

Bestimme die Brechzahl für Glas, und ermittle den Grenzwinkel beim Übergang des Lichtes von Glas nach Luft.

  1. Wie lautet das Brechungsgesetz des Lichtes (für den Fall Luft)?
  2. Unter welchen Bedingungen tritt Totalreflexion des Lichtes auf?

Brechung von Glas/Grenzwinkel der Totalreflexion


Bestimmung der Brennweite einer Konvexlinse

Bestimme die Brennweite einer Konvexlinse mit unterschiedlichen Methoden unter Ausnutzung der Bild- und Gegenstandsweite sowie der Besselschen Methode.

Brennweite einer Linse


Bestimmung des Divergenzwinkels α eines He-Ne-Laserstrahls

Ein Laser ist eine universelle Lichtquelle, die eine kohärente Strahlung mit geringer Strahldivergenz aussendet. Die Erzeugung dieser Art von Strahlung beruht auf der sogenannten induzierten- oder stimulierten Emission.

Die Intensität der Laserstrahlung ist ein Maß für ihre Stärke und sie wird bestimmt über den Fotoeffekt. Wenn die Frequenz f des Laserlichtes größer ist als eine Grenzfrequenz fg, so ist die Anzahl der Elektronen, die bei Einfall des Lichtes in einen Halbleiter vom Valenz- in das Leitungsband überführt werden, und damit der meßbare Fotostrom proportional der Intensität der Laserstrahlung.

Divergenzwinkels eines He-Ne-Laserstrahls


Bestimmung der Wellenlänge λ eines He-Ne-Lasers

Bestimmung der Wellenlänge λ eines He-Ne-Lasers in nm mit einem Beugungsgitter bekannten Gitterabstandes d.

Licht ist eine elektromagnetische Transversalwelle. Die Eigenschaften der elektromagnetischen Wellen werden in vielfältiger Weise in der Meßtechnik genutzt. Beugung und Interferenz sind wesentliche Eigenschaften elektromagnetischer Wellen. Fällt Licht auf ein Hindernis, z.B. auf ein Beugungsgitter mit lichtdurchlässigen- und lichtundurchlässigen Stellungen, so wird es abgebeugt, d.h. das Licht gelangt auch hinter die lichtundurchlässigen Stellen. Die Interferenz von zwei oder mehreren kohärenten Wellen führt in Abhängigkeit der Phasendifferenz der Einzelwellen zu einer Verstärkung oder Schwächung der resultierenden Welle, die sich aus der Summe der Einzelwellen ergibt.

Wellenlänge eines He-Ne-Lasers