Physikalische Schulexperimente: 2 Optik, Kernphysik, Elektrizitätslehre : Experimente für die Sekundarstufe I
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Volk-und-Wissen-Verl.
[1999]
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| Ausgabe: | 1. Auflage |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Hier auch später erschienene, unveränderte Nachdrucke |
| Beschreibung: | 320 Seiten Illustrationen, Diagramme |
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INHALT
Vorwort 13
ELEKTRIZITÄTSLEHRE 17
DER STROMKREIS 17
Elektrische Ladungen 17
1 Kräfte zwischen Reibzeug und geriebenem Körper 18
2 Kräfte zwischen geriebenen Stäben 19
3 Kräfte zwischen geladenen Körpern _ 20
4 Trennung elektrischer Ladungen ._ 21
5 Bestimmung der Polarität elektrischer Ladungen __ 23
6 Nachweis elektrischer Ladungen 23
7 Abhängigkeit der Kräfte zwischen geladenen Körpern von ihren Ladungen 25
Stromstärke, Spannung und Grundwirkungen des elektrischen Stromes 26
8 Einfacher elektrischer Stromkreis 27
9 Ladungstransport zwischen geladenen Körpern 28
10 Leiter und Isolatoren im elektrischen Stromkreis .._ 29
11 Die Richtung des elektrischen Stromes 29
12 Messung der elektrischen Stromstärke 30
13 Die elektrische Spannung als Antrieb für den elektrischen Strom 30
14 Messung der elektrischen Spannung 31
15 Urspannung und Klemmenspannung . 32
16 Polarität einer Spannungsquelle 32
17 Wärmewirkung des elektrischen Stromes . __ __ 33
18 Modell einer Schmelzsicherung 35
19 Thermoschalter 35
20 Chemische Wirkung des elektrischen Stromes - Metallabscheidung
durch Elektrolyse .._ 36
21 Magnetische Wirkung des elektrischen Stromes 37
22 Lichtwirkung des elektrischen Stromes 38
Spannung, Stromstärke, elektrischer Widerstand und
Abmessungen des Leiters 39
23 Das Ohm sche Gesetz 40
24 Das Ohm sche Gesetz für elektrisch leitende Flüssigkeiten 42
25 Modellexperiment zur Störung der Bewegung von Ladungsträgem
durch einen Gitterbaustein 43
6 INHALT
26 Mechanisches Modellexperiment zum elektrischen Widerstand 44
27 Der elektrische Widerstand 45
28 Die Gleichung für den elektrischen Widerstand — 45
29 Zusammenhänge zwischen Spannung, Stromstärke und
elektrischen Widerstand _ _ — - 46
30 Der elektrische Widerstand verschiedener Bauelemente 48
31 Die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes eines Leiters
von seiner Länge _.. _ - 49
32 Die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes eines Leiters
von seinem Querschnitt — 50
33 Widerstandskette 52
34 Der spezifische elektrische Widerstand _ 52
Unverzweigter und verzweigter Stromkreis 53
35 Modellexperimente zum unverzweigten und verzweigten Stromkreis 55
36 Die Spannung im unverzweigten Stromkreis 56
37 Spannungsabfall längs eines Drahtes 58
38 Die Spannung bei der Reihenschaltung von Glühlampen 59
39 Messbereichserweiterung von Spannungsmessern 60
40 Die Stromstärke im unverzweigten Stromkreis 60
41 Der elektrische Widerstand im unverzweigten Stromkreis 61
42 Die Spannung im verzweigten Stromkreis 61
43 Die Stromstärke im verzweigten Stromkreis 62
44 Der elektrische Widerstand im verzweigten Stromkreis 63
45 Messbereichserweiterung eines Strommessers ...._.. _ ._. _ 64
46 Die Spannungsteilerschaltung .._... ._ _ __ 64
Elektrische Arbeit und Leistung 65
47 Elektrische Leistung 66
48 Elektrische Arbeit .__ . . . _ . 67
49 Bestimmung der elektrischen Leistung _ . 69
50 Bestimmung der elektrischen Arbeit 70
51 Wirkungsgrad von Heizgeräten __ _ _ __. ._ _ 71
52 Wirkungsgrad eines Elektromotors 73
ELEKTRISCHE LEITUNGSVORGÄNGE 74
Elektrische Leitung in festen Körpern 74
53 Elektrische Leitfähigkeit von Leitern, Halbleitern und Isolatoren 75
54 Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes metallischer Leiter
von der Temperatur 76
55 Stromstärke-Spannung-Diagramm einer Glühlampe 76
56 Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes eines Halbleiters
von der Temperatur 77
57 Widerstand-Temperatur-Diagramm eines Halbleiters 78
INHALT 7
58 Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes von Glas 79
59 Stromfluss in einer Halbleiterdiode 80
60 Die Kennlinie einer Siliciumdiode .._. . 81
61 Einweg-Gleichrichtung mit einer Halbleiterdiode 82
62 Zweiweg-Gleichrichtung 83
63 Basis-und Kollektorstrom am Transistor 83
64 Spannungsverstärkung am Transistor 84
65 Stromverstärkung am Transistor 85
66 Der Transistor als Schalter 86
67 Leuchtdioden (LED) 86
68 Solarzellen 87
Elektrische Leitung in Flüssigkeiten 88
69 Elektrische Leitfähigkeit von Flüssigkeiten _._ 89
70 lonenwanderung .._ 90
71 Elektrolyse von Wasser 90
72 Elektrochemische Spannungsquellen 92
73 Akkumulator 93
Elektrische Leitung in Gasen und im Vakuum 93
74 Modellexperiment zum Leitungsvorgang in Gasen 95
75 Glühelektrischer Effekt 96
76 Lichtelektrischer Effekt 98
77 Katodenstrahlung 99
78 Modell eines Oszilloskops 101
79 Unselbstständige Entladung in Gasen _. 102
80 Selbstständige Entladung in Luft bei Normaldruck 103
81 Stoßionisation 104
82 Elektrische Leitung in Gasen unter vermindertem Druck .. 105
FELDER UND INDUKTION 107
Elektrisches Feld 107
83 Elektrisches Feld in der Umgebung einer Konduktorkugel 108
84 Verlauf elektrischer Feldlinien ._.. _ _. 110
85 Elektrische Feldlinienbilder 112
86 Spitzenwirkung __. 113
87 Elektrische Gasreinigung 114
88 Influenz in Metallstäben 116
89 Influenz bei einem Elektrometer 116
90 Elektrophor 118
91 Energiespeicherung im Feld eines Kodensators 119
92 Abhängigkeit der Kapazität eines Plattenkondensators von
seinen Abmessungen 120
93 Laden und Entladen eines Kondensators 121
8 INHALT
94 Spannungsverlauf beim Laden eines Kondensators 122
95 Stromstärkeverlauf beim Entladen eines Kondensators 123
96 Proportionalität von Ladung und Spannung beim Kondensator 124
Magnetisches Feld _ _. 126
97 Magnetische Kräfte von Magneteisenstein und Magneten 128
98 Kräfte zwischen einem Magneten und einem Eisenkörper 129
99 Kraftverteilung an einem Magneten 130
100 Gegenseitige Beeinflussung von Magnetpolen 131
101 Polarten eines Magneten 132
102 Magnetfeld der Erde 134
103 Kräfte zwischen Magnetpolen 135
104 Abschirmung des Magnetismus 136
105 Verlauf magnetischer Feldlinien 137
106 Magnetisches Feldlinienbild mit Eisenfeilspänen 138
107 Dauerhafte Bilder magnetischer Felder 139
108 Magnetische Influenz 140
109 Influenz in magnetisch weichem und hartem Eisen 141
110 Magnetisieren durch Influenz 142
111 Magnetisieren eines Körpers im Magnetfeld der Erde 142
112 Teilung eines Magneten — 143
113 Ablenkung einer Magnetnadel durch einen stromdurchflossenen Leiter 144
114 Feldlinienverlauf um einen stromdurchflossenen Leiter 145
115 Bild des magnetischen Feldes eines stromdurchflossenen Leiters 147
116 Anziehung und Abstoßung stromdurchflossener Leiter 148
117 Aufwendeln eines stromdurchflossenen Leiters auf einen Stabmagneten 149
118 Bild des magnetischen Feldes einer stromdurchflossenen Leiterschleife 150
119 Bild des magnetischen Feldes einer stromdurchflossenen Spule 151
120 Bild des magnetischen Feldes einer Kastenspule .... 152
121 Kraft einer stromdurchflossenen Spule auf einen Weicheisenkern 153
122 Tragkraft eines Elektromagneten 154
123 Bilder der Magnetfelder von Elektromagneten 155
124 Modell eines Relais 156
125 Elektrische Klingel 157
126 Modell eines Drehspulmesswerks 158
Elektromagnetische Induktion 158
127 Erscheinung der elektromagnetischen Induktion 161
128 Induktionsspannung in einer bewegten Rahmenspule 163
129 Induktionsspannung durch Relativbewegung zwischen Spule und Magnet 164
130 Induktionsspannung durch Ändern des Magnetfeldes eines Elektromagneten 166
131 Lenz sches Gesetz 167
132 Selbstinduktion einer Spule beim Schließen des Stromkreises 169
133 Selbstinduktion einer Spule beim Unterbrechen eines Gleichstromes 170
134 Nachweis der Selbstinduktionsspannung mit Leuchtdioden 170
INHALT 9
135 Stromverlauf beim Ein-und Ausschalten einer Spule 171
136 Waltenhofen sches Pendel 173
137 Experiment von Arago 174
138 Schwingendes Magnetpendel 176
139 Wirbelströme in massiven Eisenkernen 177
140 Induktionserwärmung durch Wirbelströme 178
Elektrische Maschinen und Transformatoren 179
141 Modell eines Wechselstromgenerators 180
142 Wechselstromgenerator 182
143 Gleichstrommotor 183
144 Wirkprinzip des Transformators 184
145 Wirkprinzip und Anwendungen eines Induktors 186
146 Wirkprinzip des Transformators 188
147 Hochspannungstransformatoren 189
148 Hochstromtransformator 191
149 Spannungen am unbelasteten Transformator 192
150 Stromstärken am belasteten Transformator 194
151 Sparschaltung eines Transformators ... 195
Wechselstromkreis 196
152 ZeitlicherVerlauf der Wechselspannung 197
153 Wechselspannungsfrequenz 198
154 Maximal-und Effektivwert einer Wechselspannung 199
Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 201
155 Gedämpfte Schwingungen 202
156 Erregung gedämpfter Schwingungen durch die Kippschwingung
eines Oszilloskops 203
157 Langsame gedämpfte elektromagnetische Schwingungen 204
158 Erregung eines Schwingkreises zu erzwungenen Schwingungen 205
159 Langsame ungedämpfte elektromagnetische Schwingungen 206
160 Resonanz eines Schwingkreieses mit der Netzfrequenz 207
161 Erregen eines Schwingkreises mit dem Primärkreis eines Teslatransformators 208
162 Schwingkreis mit Meißner scher Rückkopplungsschaltung 209
163 Hochfrequente Schwingungen und Hertz sche Wellen bei einem
Teslatransformator 210
164 Mikrowellen 211
OPTIK 213
STRAHLENOPTIK 213
Geradlinige Ausbreitung des Lichtes 213
165 Selbstleuchtende und beleuchtete Körper 214
10 INHALT
166 Geradlinige Ausbreitung des Lichtes 215
167 Übergang vom Lichtbündel zum Lichtstrahl 219
168 Lochkamera 221
169 Schatten hinter Hindernissen _ 222
170 Lichtverlauf bei der Sonnen-und Mondfinsternis 224
Lichtdurchlässigkeit und Reflexion 225
171 Lichtdurchlässigkeit von Körpern 226
172 Reflexion des Lichtes an ebenen Spiegeln 227
173 Reflexionsgesetz 229
174 Strahlenverlauf an einem Hohl-bzw. Wölbspiegel 231
175 Verlauf von Parallel-, Brennpunkt- und Mittelpunktstrahl an
einem Hohl- bzw.Wölbspiegel 233
Brechung und Totalreflexion des Lichtes 234
176 Brechung des Lichtes 236
177 Brechung des Lichtes an der Grenzfläche zwischen zwei
durchsichtigen Stoffen 237
178 Brechungsgesetz - Untersuchung mit einer Hafttafel und einem Glastrog 239
179 Brechungsgesetz - Untersuchung mit einer planparallelen Platte 242
180 Totalreflexion des Lichtes 243
181 Totalreflexion des Lichtes in einem Glasstab,Wasserstrahl und Lichtleitkabel 244
182 Brechung des Lichtes an einer planparallelen Platte 246
183 Lichtverlauf durch ein Prisma . _. 246
184 Totalreflexion des Lichtes an einem rechtwinkligen Prisma 248
185 Durchgang des Lichtes durch Linsen .__ 248
186 Brechung von Parallel-, Brennpunkt- und Mittelpunktstrahlen an
Sammel-und Zerstreuungslinsen 250
Abbildung mit Linsen und Spiegeln 252
187 Abbildung von leuchtenden Punkten mit einer Sammellinse 253
188 Strahlenverlauf bei der Abbildung eines Punktes durch eine Sammellinse 254
189 Reelles Bild einer Kerzenflamme durch eine Sammellinse 255
190 Reelle Bilder durch eine Sammellinse 255
191 Linsengleichung und Gleichung für den Abbildungsmaßstab 256
192 Bestimmung der Brennweiten von Sammellinsen ._ 257
193 Virtuelle Bilder an Linsen ._.. ._. ._... 258
194 Chromatische Aberration ___ ._... 259
195 Sphärische Aberration 260
196 Astigmatismus schiefer Bündel _. _.. 261
197 Abbildung von leuchtenden Punkten mit einem Hohlspiegel 262
198 Strahlenverlauf bei der Abbildung eines Punktes durch einen Hohlspiegel 263
199 Reelles Bild einer Kerzenflamme an einem Hohlspiegel 264
200 Reelle Bilder an einem Hohlspiegel 264
201 Virtuelle Bilder an gewölbten Spiegeln 265
INHALT 11
202 Virtuelle Bilder am ebenen Spiegel 266
Optische Geräte 267
203 Diaprojektor 268
204 Fotoapparat ...... .... 269
205 Zoom-Objektiv 269
206 Strahlenverlauf an einem Zoom-Objektiv 270
207 Auge 271
208 Korrektur von Augenfehlern 272
209 Lupe 273
210 Astronomisches Fernrohr . _ 274
211 Mikroskop 274
WELLENOPTIK 276
Farbzerlegung des Lichtes durch Brechung 276
212 Ablenkung verschiedenfarbigen Lichtes durch ein Prisma 277
213 Farbzerlegung weißen Lichtes durch ein Prisma 278
214 Erzeugen eines kontinuierlichen Spektrums mit einer Wasserschicht 279
215 Farbzerlegung weißen Lichtes am Wassertropfenmodell 281
216 Nachweis der ultravioletten Strahlung _. 282
217 Leuchterscheinungen durch ultraviolette Strahlung 283
218 Nachweis der infraroten Strahlung 284
219 Erzeugen eines Spektrums ohne seitliche Ablenkung 286
220 Linienspektren leuchtender Gase ._ 287
Farbmischung und Körperfarben 289
221 Mischen von Spektralfarben des kontinuierlichen Spektrums 290
222 Mischen von farbigem Licht beim Beleuchten einer weißen Fläche
(additive Farbmischung) ._ ..- 291
223 Additive Farbmischung durch schnellen Farbwechsel 292
224 Farbänderung beim Lichtdurchgang durch Filter (subtraktive Farbmischung) 293
225 Körperfarben _ _. — - 294
Beugungs- und Interferenzerscheinungen beim Licht 296
226 Beugung und Interferenz von Licht an einem Hindernis 298
227 Beugung und Interferenz von Licht an einem Spalt 299
228 Beugung und Interferenz von Licht am Doppelspalt 301
229 Beugung und Interferenz von Licht am Gitter 302
KERNPHYSIK 3O5
Kernstrahlung 305
230 Expansionsnebelkammer 306
231 Zählrohrkennlinie 307
12 INHALT
232 Fotografischer Film als Strahlennachweisgerät 308
233 Radioaktivität der Umgebung 309
234 Statistischer Charakter des radioaktiven Zerfalls 311
235 Halbwertszeit 312
236 Schwächung der Betastrahlung _ 313
237 Schwächung der Gammastrahlung _ 314
238 Ablenkung der Betastrahlung im Magnetfeld 316
239 Abstandsgesetz der Gammastrahlung 316
240 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mit Gammastrahlung 317
Register 319
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