Physikalisches Praktikum: mit multimedialen Ergänzungen
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart [u.a.]
Teubner
2001
|
| Ausgabe: | 12., durchges. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Systemvoraussetzungen: ab PC-486 mit mind. 16 MB RAM; Windows 95 oder 98; Graphikkarte mit 256 Farben, Auflösung 800 x 600 |
| Beschreibung: | 302 S. graph. Darst. CD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 3519102064 |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
Einführung n
1.1 Größen und Einheiten 13
1.2 Internationales Einheitensystem (SI) 14
1.3 Erfassung von Meßwerten 16
1.3.1 Sensoren und Meßgeräte 16
1.3.2 Rechentechnische Meßwerterfassung 17
1.3.3 Meßwertdarstellung 17
1.4 Verarbeitung von Meßwerten 18
1.4.1 Ausgleichsrechnung 19
1.4.2 Rechnergestützte Versuchsdurchführung 20
1.5 Meßgenauigkeit 20
1.5.1 Meßabweichungen 21
1.5.1.1 Systematische Meßabweichungen 21
1.5.1.2 Zufällige Meßabweichungen 22
1.5.1.3 Meßunsicherheit 23
1.5.2 Meßunsicherheit einer Einzelmessung 23
1.5.2.1 Direkte Meßgröße 23
1.5.2.2 Fehlerfortpflanzung (Größtfehlergleichung) 24
1.5.3 Meßunsicherheit von Meßreihen (statistische Theorie) 25
1.5.3.1 Direkte Messungen 25
1.5.3.2 Fehlerfortpflanzung für Größen mit zufälligen Meßabweichungen .... 27
1.5.3.3 Meßunsicherheit beim linearen Ausgleich 28
1.5.4 Angabe des Meßergebnisses 28
1.6 Statistische Tests 29
1.6.1 Ermittlung von Häufigkeitsverteilungen 29
1.6.2 Verteilungen und Prüfverfahren ™
1.7 Regression und Korrelation
1.8 Versuchsvorbereitung und Protokollführung 36
Mechanik
I Wägung und Dichte 38
10 Allgemeine Grundlagen 38
II Mohr Westphalsche Waage 40
12 Pyknometer 4*
1.3 Schwingrohr 3
14 Stimmgabeldichtemesser ^
1 5 Dampfdichte nach Menzies
2 Schwingungen 50
2.0 Allgemeine Grundlagen ^
2.0.1 Bewegungsgleichungen • iV
2.0.2 Satz von Steiner ti
2.0.3 Reduzierte Pendellänge M
2.1 Fadenpendel 55
Inhalt 9
2.2 Reversionspendel 56
2.3 Gekoppelte Pendel 60
2.4 Drehtisch 64
3 Deformationsverhalten 67
3.0 Allgemeine Grundlagen 67
3.1 Elastizitätsmodul 68
3.1.1 Dehnung 70
3.1.2 Biegung 70
3.2 Torsionsmodul 74
3.2.1 Statische Meßmethode 74
3.2.2 Dynamische Meßmethode 75
3.3 Schraubenfeder 76
3.4 Poissonsche Zahl 78
4 Schall 81
4.0 Allgemeine Grundlagen 81
4.0.1 Wellengleichung 81
4.0.2 Schallwandler 85
4.1 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern 87
4.2 Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten und Gasen 88
4.2.1 Phasenbeziehungen 88
4.2.2 Lichtbeugung (Debye Sears Effekt) 88
5 Oberflächenspannung 91
5.0 Allgemeine Grundlagen 91
5.1 Abreißmethode 92
5.2 Steighöhenmethode 93
6 Viskosität und Strömung 96
6.0 Allgemeine Grundlagen 96
6.0.1 Bernoullische Gleichung 96
6.0.2 Gesetz von Hagen und Poiseuille 97
6.1 Kugelfallmethode nach Stokes 99
6.2 //öpp/er Viskosimeter 100
6.3 Ubbelohde Wskosimelu 102
6.4 Strömung im Rohr (Reynoldssche Zahlen) 104
Wärmelehre
1 Temperaturmessung 106
1.0 Allgemeine Grundlagen 106
1.0.1 Temperatur, Maßeinheit und Temperaturskalen 106
1.0.2 Ausdehnungsthermometer 107
1.0.3 Elektrische Temperatursensoren 107
1.0.4 Strahlungsthermometrie 109
1.1 Ausdehnungskoeffizient einer Flüssigkeit 110
1.2 Gasthermometer 111
10 Inhalt
1.3 Thermoelement 112
1.4 Pyrometer U4
2 Zustandsänderungen und Phasenumwandlungen 115
2.0 Allgemeine Grundlagen 115
2.0.1 Zustandsgieichungen H5
2.0.2 Energiesatz und Adiabatengleichung l19
2.0.3 Dampfdruck l20
2.1 Isothermen eines Stoffes 121
2.2 Adiabatenexponent 123
2.2.1 Versuch von Clement und Desormes l24
2.2.2 Schallgeschwindigkeit 125
2.2.3 Resonanzmethode 126
2.3 Dampfdruckkurve und Verdampfungswärme l27
2.4 Wärmepumpe 128
3 Kalorimetrie l31
3.0 Allgemeine Grundlagen 3^
3.1 Wärmekapazität eines Kalorimeters I32
3.2 Spezifische Wärmekapazität von Festkörpern und Flüssigkeiten I33
3.2.1 Spezifische Wärmekapazität fester Stoffe l34
3.2.2 Spezifische Wärmekapazität von Flüssigkeiten l36
3.3 Umwandlungswärmen *3°
3.3.1 Spezifische Schmelzwärme des Eises 3
3.3.2 Spezifische Kondensationswärme des Wassers 138
4 Wärmeleitung in Festkörpern 139
4.0 Allgemeine Grundlagen 1
4.1 Wärmeleitfähigkeit 141
Elektrizitätslehre
1 Widerstände und Stromquellen 143
10 Allgemeine Grundlagen
1.0.1 Elektrischerwiderstand 143
1.0.2 Spannungs und Stromquelle 146
1.0.3 Induktiver und kapazitiver Widerstand 148
1.1 Widerstandsbestimmung durch Strom und Spannungsmessung *
1.2 Wheatstonesche Meßbrücke 153
13 Strom Spannungs Charakteristik einer Stromquelle ^
1.4 Phasenbeziehungen zwischen Strom und Spannung
1.5 Kapazitätsmessungen mit einer Wechselstrommeßbrücke l61
2 Elektrische und magnetische Felder 163
2.0 Allgemeine Grundlagen 163
2.0.1 Elektrisches Feld 163
2.0.2 Magnetisches Feld 165
Inhalt 11
2.0.3 Magnetismus 168
2.1 Elektrostatische Felder 170
2.2 Spulenfelder 171
2.3 Hysteresekurve 173
2.4 Hall Effekt 174
2.5 Transformator 177
3 Frequenz und Zeitverhalten passiver Schaltungen . . . . 181
3.0 Allgemeine Grundlagen 181
3.0.1 Komplexe Wechselstromrechnung und Laplace Transformation 181
3.0.2 RC Filter und Schwingkreis 184
3.1 Messungen an RC Filtern 189
3.2 Messungen am Schwingkreis 190
4 Halbleiter Bauelemente, elektronische Grundschaltungen . 191
4.0 Allgemeine Grundlagen 191
4.0.1 Leitungsvorgänge in Halbleitern 191
4.0.2 pn Übergang Dioden und Transistoren 193
4.0.3 Integrierte Schaltkreise Operationsverstärker und logische Gatter . . . . 197
4.1 Sperrschichtkapazität eines pn Überganges 201
4.2 / l/ Kennlinie einer Si und Ge Diode, Gleichrichtung 202
4.3 / ^/ Kennlinie einer Z Diode, Spannungsstabilisierung 203
4.4 Kennlinie eines npn Transistors und Verstärkerschaltung 203
4.5 Kennlinie eines n Kanal Sperrschichtfets und Verstärkerschaltung .... 205
4.6 Operationsverstärker 206
4.7 Halbaddierer 206
4.8 Taktgesteuertes RS Flip Flop 207
4.9 Digital Analog Umwandler 207
Optik und Atomphysik
1 Linsen und Linsensysteme 208
1.0 Allgemeine Grundlagen 208
1.1 Krümmungsradius und Brennweite dünner Linsen 211
1.2 Brennweite und Hauptebenen eines Linsensystems 214
1.3 Lupe und Mikroskop 215
1.4 Fernrohr 217
2 Interferenz, Kohärenz und Beugung 220
2.0 Allgemeine Grundlagen 220
2.0.1 Licht als elektromagnetische Welle 220
2.0.2 Kohärenz und Laser 221
2.0.3 Beugung an Spalt, Doppelspalt und Gitter 222
2.1 Interferenzen gleicher Dicke 225
2.2 Beugung an Spalt und Doppelspalt 227
2.3 Beugung am Gitter 229
2.4 Michelson Interferometer 232
12 Inhalt
3 Brechungsindex, Dispersion und Absorption 234
3.0 Allgemeine Grundlagen 234
3.0.1 Brechungsindex und Dispersion 234
3.0.2 Extinktion und Absorption 236
3.1 Refraktometer 237
3.2 Prismenspektrometer 240
3.3 Brechungsindex von Gasen 242
3.4 Spektralphotometer 245
4 Polarisation 247
4.0 Allgemeine Grundlagen 247
4.0.1 Polarisation durch Reflexion 247
4.0.2 Polarisation durch Doppelbrechung 248
4.0.3 Drehung der Polarisationsebene 248
4.0.4 Flüssigkristalle 249
4.1 Polarisationswinkel und Reflexionsvermögen 250
4.2 Drehung der Schwingungsebene linear polarisierten Lichtes 250
4.3 Doppelbrechung in Flüssigkristallen 252
5 Lichtstrahlung und Photometrie 253
5.0 Allgemeine Grundlagen 253
5.1 Photozelle 257
5.2 Plancksches Gesetz 259
5.3 Photometrie 260
6 Fundamentalkonstanten der Physik 262
6.0 Allgemeine Grundlagen 262
6.1 Elementarladung nach Millikan 263
6.2 Spezifische Ladung des Elektrons 265
6.3 Franck Hertz Versuch 267
6.4 Rydberg Konstante und Plancksches Wirkungsquantum 268
7 Radiometrie 270
7.0 Allgemeine Grundlagen 270
7.0.1 Wechselwirkung von Strahlung und Stoff 270
7.0.2 Strahlungsdetektoren 271
7.0.3 Radioaktive Umwandlung 274
7.1 Messungen mit dem Geiger Müller Zählrohr 275
7.2 Schwächung von y Strahlung 276
7.3 Neutronenaktivierung 278
7.4 Gammaspektrometrie 281
Tabellen 285
Sachverzeichnis 297
|
| adam_txt |
Inhalt
Einführung n
1.1 Größen und Einheiten 13
1.2 Internationales Einheitensystem (SI) 14
1.3 Erfassung von Meßwerten 16
1.3.1 Sensoren und Meßgeräte 16
1.3.2 Rechentechnische Meßwerterfassung 17
1.3.3 Meßwertdarstellung 17
1.4 Verarbeitung von Meßwerten 18
1.4.1 Ausgleichsrechnung 19
1.4.2 Rechnergestützte Versuchsdurchführung 20
1.5 Meßgenauigkeit 20
1.5.1 Meßabweichungen 21
1.5.1.1 Systematische Meßabweichungen 21
1.5.1.2 Zufällige Meßabweichungen 22
1.5.1.3 Meßunsicherheit 23
1.5.2 Meßunsicherheit einer Einzelmessung 23
1.5.2.1 Direkte Meßgröße 23
1.5.2.2 Fehlerfortpflanzung (Größtfehlergleichung) 24
1.5.3 Meßunsicherheit von Meßreihen (statistische Theorie) 25
1.5.3.1 Direkte Messungen 25
1.5.3.2 Fehlerfortpflanzung für Größen mit zufälligen Meßabweichungen . 27
1.5.3.3 Meßunsicherheit beim linearen Ausgleich 28
1.5.4 Angabe des Meßergebnisses 28
1.6 Statistische Tests 29
1.6.1 Ermittlung von Häufigkeitsverteilungen 29
1.6.2 Verteilungen und Prüfverfahren ™
1.7 Regression und Korrelation "
1.8 Versuchsvorbereitung und Protokollführung 36
Mechanik
I Wägung und Dichte 38
10 Allgemeine Grundlagen 38
II Mohr Westphalsche Waage 40
12 Pyknometer 4*
1.3 Schwingrohr 3
14 Stimmgabeldichtemesser ^
1 5 Dampfdichte nach Menzies
2 Schwingungen 50
2.0 Allgemeine Grundlagen ^
2.0.1 Bewegungsgleichungen • iV
2.0.2 Satz von Steiner ti
2.0.3 Reduzierte Pendellänge M
2.1 Fadenpendel 55
Inhalt 9
2.2 Reversionspendel 56
2.3 Gekoppelte Pendel 60
2.4 Drehtisch 64
3 Deformationsverhalten 67
3.0 Allgemeine Grundlagen 67
3.1 Elastizitätsmodul 68
3.1.1 Dehnung 70
3.1.2 Biegung 70
3.2 Torsionsmodul 74
3.2.1 Statische Meßmethode 74
3.2.2 Dynamische Meßmethode 75
3.3 Schraubenfeder 76
3.4 Poissonsche Zahl 78
4 Schall 81
4.0 Allgemeine Grundlagen 81
4.0.1 Wellengleichung 81
4.0.2 Schallwandler 85
4.1 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern 87
4.2 Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten und Gasen 88
4.2.1 Phasenbeziehungen 88
4.2.2 Lichtbeugung (Debye Sears Effekt) 88
5 Oberflächenspannung 91
5.0 Allgemeine Grundlagen 91
5.1 Abreißmethode 92
5.2 Steighöhenmethode 93
6 Viskosität und Strömung 96
6.0 Allgemeine Grundlagen 96
6.0.1 Bernoullische Gleichung 96
6.0.2 Gesetz von Hagen und Poiseuille 97
6.1 Kugelfallmethode nach Stokes 99
6.2 //öpp/er Viskosimeter 100
6.3 Ubbelohde Wskosimelu 102
6.4 Strömung im Rohr (Reynoldssche Zahlen) 104
Wärmelehre
1 Temperaturmessung 106
1.0 Allgemeine Grundlagen 106
1.0.1 Temperatur, Maßeinheit und Temperaturskalen 106
1.0.2 Ausdehnungsthermometer 107
1.0.3 Elektrische Temperatursensoren 107
1.0.4 Strahlungsthermometrie 109
1.1 Ausdehnungskoeffizient einer Flüssigkeit 110
1.2 Gasthermometer 111
10 Inhalt
1.3 Thermoelement 112
1.4 Pyrometer U4
2 Zustandsänderungen und Phasenumwandlungen 115
2.0 Allgemeine Grundlagen 115
2.0.1 Zustandsgieichungen H5
2.0.2 Energiesatz und Adiabatengleichung l19
2.0.3 Dampfdruck l20
2.1 Isothermen eines Stoffes 121
2.2 Adiabatenexponent 123
2.2.1 Versuch von Clement und Desormes l24
2.2.2 Schallgeschwindigkeit 125
2.2.3 Resonanzmethode 126
2.3 Dampfdruckkurve und Verdampfungswärme l27
2.4 Wärmepumpe 128
3 Kalorimetrie l31
3.0 Allgemeine Grundlagen '3^
3.1 Wärmekapazität eines Kalorimeters I32
3.2 Spezifische Wärmekapazität von Festkörpern und Flüssigkeiten I33
3.2.1 Spezifische Wärmekapazität fester Stoffe l34
3.2.2 Spezifische Wärmekapazität von Flüssigkeiten l36
3.3 Umwandlungswärmen *3°
3.3.1 Spezifische Schmelzwärme des Eises '3
3.3.2 Spezifische Kondensationswärme des Wassers 138
4 Wärmeleitung in Festkörpern 139
4.0 Allgemeine Grundlagen 1
4.1 Wärmeleitfähigkeit 141
Elektrizitätslehre
1 Widerstände und Stromquellen 143
10 Allgemeine Grundlagen '
1.0.1 Elektrischerwiderstand 143
1.0.2 Spannungs und Stromquelle 146
1.0.3 Induktiver und kapazitiver Widerstand 148
1.1 Widerstandsbestimmung durch Strom und Spannungsmessung '*"
1.2 Wheatstonesche Meßbrücke 153
13 Strom Spannungs Charakteristik einer Stromquelle ^
1.4 Phasenbeziehungen zwischen Strom und Spannung '
1.5 Kapazitätsmessungen mit einer Wechselstrommeßbrücke l61
2 Elektrische und magnetische Felder 163
2.0 Allgemeine Grundlagen 163
2.0.1 Elektrisches Feld 163
2.0.2 Magnetisches Feld 165
Inhalt 11
2.0.3 Magnetismus 168
2.1 Elektrostatische Felder 170
2.2 Spulenfelder 171
2.3 Hysteresekurve 173
2.4 Hall Effekt 174
2.5 Transformator 177
3 Frequenz und Zeitverhalten passiver Schaltungen . . . . 181
3.0 Allgemeine Grundlagen 181
3.0.1 Komplexe Wechselstromrechnung und Laplace Transformation 181
3.0.2 RC Filter und Schwingkreis 184
3.1 Messungen an RC Filtern 189
3.2 Messungen am Schwingkreis 190
4 Halbleiter Bauelemente, elektronische Grundschaltungen . 191
4.0 Allgemeine Grundlagen 191
4.0.1 Leitungsvorgänge in Halbleitern 191
4.0.2 pn Übergang Dioden und Transistoren 193
4.0.3 Integrierte Schaltkreise Operationsverstärker und logische Gatter . . . . 197
4.1 Sperrschichtkapazität eines pn Überganges 201
4.2 / l/ Kennlinie einer Si und Ge Diode, Gleichrichtung 202
4.3 / ^/ Kennlinie einer Z Diode, Spannungsstabilisierung 203
4.4 Kennlinie eines npn Transistors und Verstärkerschaltung 203
4.5 Kennlinie eines n Kanal Sperrschichtfets und Verstärkerschaltung . 205
4.6 Operationsverstärker 206
4.7 Halbaddierer 206
4.8 Taktgesteuertes RS Flip Flop 207
4.9 Digital Analog Umwandler 207
Optik und Atomphysik
1 Linsen und Linsensysteme 208
1.0 Allgemeine Grundlagen 208
1.1 Krümmungsradius und Brennweite dünner Linsen 211
1.2 Brennweite und Hauptebenen eines Linsensystems 214
1.3 Lupe und Mikroskop 215
1.4 Fernrohr 217
2 Interferenz, Kohärenz und Beugung 220
2.0 Allgemeine Grundlagen 220
2.0.1 Licht als elektromagnetische Welle 220
2.0.2 Kohärenz und Laser 221
2.0.3 Beugung an Spalt, Doppelspalt und Gitter 222
2.1 Interferenzen gleicher Dicke 225
2.2 Beugung an Spalt und Doppelspalt 227
2.3 Beugung am Gitter 229
2.4 Michelson Interferometer 232
12 Inhalt
3 Brechungsindex, Dispersion und Absorption 234
3.0 Allgemeine Grundlagen 234
3.0.1 Brechungsindex und Dispersion 234
3.0.2 Extinktion und Absorption 236
3.1 Refraktometer 237
3.2 Prismenspektrometer 240
3.3 Brechungsindex von Gasen 242
3.4 Spektralphotometer 245
4 Polarisation 247
4.0 Allgemeine Grundlagen 247
4.0.1 Polarisation durch Reflexion 247
4.0.2 Polarisation durch Doppelbrechung 248
4.0.3 Drehung der Polarisationsebene 248
4.0.4 Flüssigkristalle 249
4.1 Polarisationswinkel und Reflexionsvermögen 250
4.2 Drehung der Schwingungsebene linear polarisierten Lichtes 250
4.3 Doppelbrechung in Flüssigkristallen 252
5 Lichtstrahlung und Photometrie 253
5.0 Allgemeine Grundlagen 253
5.1 Photozelle 257
5.2 Plancksches Gesetz 259
5.3 Photometrie 260
6 Fundamentalkonstanten der Physik 262
6.0 Allgemeine Grundlagen 262
6.1 Elementarladung nach Millikan 263
6.2 Spezifische Ladung des Elektrons 265
6.3 Franck Hertz Versuch 267
6.4 Rydberg Konstante und Plancksches Wirkungsquantum 268
7 Radiometrie 270
7.0 Allgemeine Grundlagen 270
7.0.1 Wechselwirkung von Strahlung und Stoff 270
7.0.2 Strahlungsdetektoren 271
7.0.3 Radioaktive Umwandlung 274
7.1 Messungen mit dem Geiger Müller Zählrohr 275
7.2 Schwächung von y Strahlung 276
7.3 Neutronenaktivierung 278
7.4 Gammaspektrometrie 281
Tabellen 285
Sachverzeichnis 297 |
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