Ma­gne­ti­sie­rung

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: ma­gne­ti­sche Fluss­dich­te,

Kom­pe­tenz Nr. 9: Struk­tu­ren und Ana­lo­gi­en

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen das ma­gne­ti­sche und elek­tri­sche Feld als phy­si­ka­li­sches Sys­tem be­schrei­ben und die Grund­la­gen der Max­well­theo­rie ver­ste­hen, in der die Elek­tro­dy­na­mik auf vier Aus­sa­gen zu­rück­ge­führt wird. Grund­kennt­nis­se wer­den bei fol­gen­den The­men er­war­tet - In­hal­te Feld ... elek­tri­sches und ma­gne­ti­sches Feld, Lor­ent­z­kraft, Wech­sel­wir­kung mit Ma­te­rie

Aus dem Un­ter­richt ist die Fluss­dich­te als Funk­ti­on der Strom­stär­ke und den Spu­len­da­ten be­kannt. In glei­cher Weise kann man davon aus­ge­hen, dass die Kraft auf einen strom­durch­flos­se­nen Lei­ter in einem Ma­gnet­feld der Fluss­dich­te B be­kannt ist. In der fol­gen­den Team­ar­beit wird ein Elek­tro­ma­gnet - also eine Spule mit Ei­sen­kern un­ter­sucht. Über dem Elek­tro­ma­gne­ten hängt ein Ei­sen­stück an einem Kraft­sen­sor, das von dem Elek­tro­ma­gne­ten an­ge­zo­gen wird. Die Kraft wird in An­hän­gig­keit von der Strom­stär­ke durch den Elek­tro­ma­gne­ten un­ter­sucht.

Ver­suchs-Ma­te­ri­al

• Note­book, Daten-Log­ger-Soft­ware, Da­ten­log­ger, Netz­teil, 1-Ω-Mess­wi­der­stand
• USB-Ver­bin­dungs­ka­bel, Kraft­sen­sor, U-I-Sen­sor, Ma­gnet­feld­sen­sor
• Gleich­span­nungs­netz­ge­rät, Spule mit Ei­sen­kern, Ei­sen­stück, Sta­tiv­ma­te­ri­al, Roll­wa­gen, Schnur

Hy­po­the­se/Theo­rie → Vor­her­sa­ge

[V.01]

Wel­chen Zu­sam­men­hang zwi­schen der Fluss­dich­te am Ei­sen­kern und der Strom­stär­ke durch die Spule er­war­ten Sie?

[V.02]

Wel­ches F-I-Dia­gramm er­war­ten Sie bei einem Elek­tro­ma­gne­ten. F ist hier­bei die Kraft auf ein Ei­sen­stück im Ma­gnet­feld des Elek­tro­ma­gne­ten?

Vor­her­sa­ge → Ex­pe­ri­ment

• In­stal­lie­ren Sie das Note­book, den Da­ten­log­ger und die Daten- Log­ger-Soft­ware
• Über­prü­fen Sie Ihre Vor­her­sa­gen im Ex­pe­ri­ment

Re­fle­xi­on

• Wel­chen Bezug hat die­ses Ex­pe­ri­ment zu den Krä­nen, die man auf einem Schrott­platz fin­det?

Down­load des ge­sam­ten Work­shops 2

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

Wei­ter mit En­tro­pie­strom