Dy­na­mi­sche Kenn­li­nie

In den Phy­sik­bil­dungs­stan­dards ste­hen fol­gen­de Kom­pe­ten­zen:

Kom­pe­tenz Nr. 3: For­ma­li­sie­rung und Ma­the­ma­ti­sie­rung in der Phy­sik

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen den funk­tio­na­len Zu­sam­men­hang zwi­schen phy­si­ka­li­schen Grö­ßen er­ken­nen, gra­fisch dar­stel­len und Dia­gram­me in­ter­pre­tie­ren und sie kön­nen funk­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge selbst­stän­dig fin­den

Kom­pe­tenz Nr. 4: Spe­zi­fi­sches Me­tho­den­re­per­toire der Phy­sik

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen phy­si­ka­li­schen Grö­ßen un­ter­su­chen, Ex­pe­ri­men­te selbst­stän­dig pla­nen, durch­füh­ren, aus­wer­ten, gra­fisch ver­an­schau­li­chen und ein­fa­che Feh­ler­be­trach­tun­gen vor­neh­men. Sie kön­nen com­pu­ter­un­ter­stütz­te Mess­wert­er­fas­sungs- und Aus­wer­tungs­sys­te­me im Prak­ti­kum selbst­stän­dig ein­set­zen.

Kom­pe­tenz Nr. 8: Grund­le­gen­de phy­si­ka­li­sche Grö­ßen

Neben dy­na­mi­schen Be­trach­tungs­wei­sen kön­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ... mit wei­te­ren grund­le­gen­den phy­si­ka­li­schen Grö­ßen um­ge­hen ... In­hal­te: En­er­gie (En­er­gie­er­hal­tung), elek­tri­sche Strom­stär­ke, elek­tri­sches Po­ten­zi­al, elek­tri­sche Span­nung, elek­tri­sche La­dung (La­dungs­er­hal­tung), En­tro­pie (En­tro­pie­er­zeu­gung).

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­wei­tern selbst­ver­ant­wort­lich und selbst­stän­dig ihr Wis­sen auf der Basis der Grund­la­gen, die in der Se­kun­dar­stu­fe I ge­legt wur­den.

Ver­suchs-Ma­te­ri­al

• Note­book, Daten-Log­ger-Soft­ware
• Glüh­lam­pe (6V, 5W), Fas­sung, Kabel, 25V-re­gel­ba­res Netz­teil
• Da­ten­log­ger, Netz­teil, USB-Ver­bin­dungs­ka­bel, USB-Link, Ana­log­ver­stär­ker, UI-Sen­sor ...

Hy­po­the­se/Theo­rie → Vor­her­sa­ge

[V.01]

Wel­che Glüh­lam­pen­kenn­li­nie er­war­ten Sie, wenn man die an­lie­gen­de Span­nung an der Glüh­lam­pe ganz lang­sam er­höht - bzw. wenn man sie sehr schnell ver­än­dert.

[V.02]

Wel­che Va­ria­ti­on er­war­ten Sie, wenn man die Span­nung von 0V an­wach­sen lässt ... bzw. von der ma­xi­mal mög­li­chen Span­nung her­un­ter­re­gelt.

Vor­her­sa­ge → Ex­pe­ri­ment

• In­stal­lie­ren Sie das Note­book, den Da­ten­log­ger und die Daten-Log­ger-Soft­ware. Bauen Sie die Schal­tung zur Auf­nah­me der dy­na­mi­schen Glüh­lam­pen­kenn­li­nie auf. Der Am­pli­fier ge­stat­tet die dy­na­mi­sche Ver­än­de­rung der Ver­sor­gungs­span­nung der Glüh­lam­pe. [1]
• Über­prü­fen Sie Ihre Vor­her­sa­gen im Ex­pe­ri­ment

Re­fle­xi­on

• In Schul­bü­chern fin­det man die Aus­sa­ge, dass die For­mel U=I⋅R das Ohm­sche Ge­setz sei. Er­läu­tern Sie, warum diese Aus­sa­ge im bes­ten Falle als Alt­last , wenn nicht sogar als Un­sinn zu be­zeich­nen ist. Was hat Georg Simon Ohm ent­deckt?
• In Schul­bü­chern fin­det man die Aus­sa­ge, dass man aus den Daten der Glüh­lam­pe - z.B. 6V, 5W - auf den Wi­der­stand der Glüh­lam­pe schlie­ßen kann. Er­läu­tern Sie, wel­che Be­deu­tung der Lam­pen­auf­schrieb hat. Be­grün­den Sie, warum man Glüh­lam­pen nur aus­schließ­lich über ihre Kenn­li­nie be­schrei­ben kann.

[1] Auf dem Da­ten­log­ger, der den Am­pli­fier an­steu­ert, wer­den fol­gen­de Daten ein­ge­stellt: Am­pli­tu­de: 1,5V / Off- set: 1,5V / Fre­quenz: 2 Hz / Re­peat Mode: One Shot

Down­load des ge­sam­ten Work­shops 2

Work­shop 2: Ex­pe­ri­ment - Mes­ser­fas­sung: Her­un­ter­la­den [pdf] [1,2 MB]

Wei­ter mit Ma­gne­ti­sie­rung