Grundpraktikum Physik I und II .M 4 Oberfl¤chenspannung von Fl¼ssigkeiten ... Fl¼ssigkeiten (z

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  • MARTIN-LUTHER-UNIVERSITTHALLE-WITTENBERG

    INSTITUT FR PHYSIKGRUNDPRAKTIKUM

    Grundpraktikum Physik

    I und II

    FR DIE STUDIENGNGE

    PHYSIK, MEDIZINISCHE PHYSIK

    UND PHYSIK LEHRAMT

    10. AUFLAGE (2010)

  • PlatzhalterVorwort

    Das Physikalische Grundpraktikum fr Physik- und Medizinphysik-Bachelor erstreckt sich berdas 1. bis 4. Fachsemester des Regelstudiums. Grundpraktikum I (Einfhrung) und Grund-praktikum II sind Bestandteil des Moduls Experimentelle Physik A. Grundpraktikum III und IVsind Bestandteil des Moduls Experimentelle Physik B.

    Der regelmige und erfolgreiche Besuch des Praktikums ist entsprechend der Studien-ordnungen Bedingung fr den erfolgreichen Abschluss des Moduls.

    Im Praktikum I sind 3 Versuche im Umfang von 2 h, in den Praktika II-IV je 10 Versuche miteinem Zeitumfang von 4 h durchzufhren. Die Reihenfolge der Versuche wird durch Aushangim Praktikum und im Intranet bekannt gegeben.

    Studierende der Physik-Lehramt besuchen eine eigene Praktikumsveranstaltung, die sich berdas 3. und 4. Fachsemester des Regelstudiums erstreckt und zum Modul ExperimentalphysikLA-B gehrt. Das 3. Semester beinhaltet eine Einfhrungsvorlesung und 10 ausgewhlteVersuche aus dem gesamten vorliegenden Heft.

    In den einfhrenden Kapiteln dieses Heftes finden Sie Hinweise zu Praktikumsablauf undLeistungskontrollen, Versuchsfhrung sowie zur Protokollierung und Auswertung derMessergebnisse. Kontrollfragen und Literaturangaben am Ende jeder Versuchsanleitung sindals Hilfestellung zur Vorbereitung gedacht. Weitere Hinweise finden Sie auch im Intranet aufder Homepage des Praktikums.

    Martin-Luther-Universitt Halle-WittenbergInstitut fr PhysikPhysikalisches Grundpraktikum

    http://www.physik.uni-halle.de/Lehre/Grundpraktikum

    Herausgeber:Martin-Luther-Universitt Halle-WittenbergFachbereich Physik, GrundpraktikumTel.: 0345 55-25551, -25550Fax.: 0345 55-27300Mail: praktikum@physik.uni-halle.de

    Autoren:K.-H. Felgner, W. Frnzel, H. Grtz, J.Leschhorn, M. Stlzer

    Praktikumsleiter: Dr. Mathias Stlzer

    10. Auflage Halle, September 2010

  • Inhaltsverzeichnis

    ALLGEMEINE EINFHRUNGLaborordnung fr das Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    Hinweise zum Ablauf des Praktikums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    Richtlinien fr die Protokollfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

    Fehlerrechnung und Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    VERSUCHE IM GRUNDPRAKTIKUM IM 17 Statistische Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    W 1 Lineare Ausdehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    W 4 Wrmekapazitt eines Kalorimeters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

    VERSUCHE IM GRUNDPRAKTIKUM IIM 2 Dichtebestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

    M 4 Oberflchenspannung von Flssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

    M 6 Mathematisches und physikalisches Pendel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

    M 9 Erzwungene Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

    M 10 QUINCKEscher Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

    M 13 Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

    M 14 Viskositt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

    M 15 Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

    W 5 Kondensationswrme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

    W 6 Spezifische Wrme von Metallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

    W 10 Dampfdichte nach Dumas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

    W 12 Luftfeuchtigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

    W 16 Wrmeleitfhigkeit von Metallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

    W 21 Reales Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

    E 7 Innenwiderstnde von Spannungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

    E 10 Thermospannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

    ANHANGHinweise zur Bedienung von Cassy-S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

    Kurzanleitung zur Software ORIGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

    Einige Naturkonstanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

  • Einfhrung Laborordnung fr das Praktikum

    1

    Laborordnung fr das Praktikum

    Allgemeines Verhalten

    1 Die Praktikanten haben sich in denPraktikumsrumen so zu verhalten, dassPersonen nicht gefhrdet sowie Einrichtun-gen, Gerte und Versuchsaufbauten nichtbeschdigt werden.

    2 Die von den betreuenden Assistenten,vom Praktikumspersonal sowie die in denVersuchsanleitungen gegebenen Hinweise zurHandhabung der Gerte und Versuchsanord-nungen sind unbedingt zu beachten.

    3 Auftretende Strungen und Unregel-migkeiten bei der Durchfhrung der Versu-che, Beschdigungen und Funktionsstrungenan Gerten und Einrichtungen sowie Unfllesind sofort zu melden. Es ist nicht zulssig,Gerte selbst zu reparieren!

    4 Fr grob fahrlssig verursachte Schdenan Gerten und Arbeitsmaterialien knnen diePraktikanten zur Verantwortung gezogenwerden.

    5 Den Praktikanten steht jeweils nur dieam Arbeitsplatz befindliche Ausrstung zurVerfgung. Es ist nicht gestattet, Gerte vonfremden Arbeitspltzen zu benutzen.

    6 Zur Auswertung von Messergebnissenkann jeder freie Computer genutzt werden.Dazu haben sich die Praktikanten mit derVersuchsbezeichnung anzumelden und beiBeendigung der Arbeit wieder abzumelden.

    7 Nach Beendigung des Versuches ist derArbeitsplatz aufgerumt und sauber zu verlas-sen.

    8 Essen und Trinken ist in den Prakti-kumsrumen nicht erlaubt. Rauchen ist imgesamten Gebude untersagt.

    9 Die Benutzung von Handys ist in denPraktikumsrumen untersagt!

    10 Das Praktikum beginnt pnktlich zu derim Stundenplan angegebenen Zeit. Mehr als15 Minuten nach Praktikumsbeginn knnenkeine Versuche mehr begonnen werden.

    11 Fr einen erfolgreichen Abschlussmssen Sie alle Praktikumstermine wahr-nehmen. In sehr dringenden Fllen sowie beiKrankheit knnen mit dem Praktikumsperso-nal Ersatztermine vereinbart werden.

    Arbeiten mit elektrischen Schaltungen

    12 Der Auf- und Abbau elektrischer Schal-tungen hat stets im spannungslosen Zustandzu erfolgen (Stromversorgungsgerte aus,Batterien und Steckernetzteile nicht an-geschlossen). Die Schaltungen sind bersicht-lich aufzubauen.

    13 Bei elektrischen Messgerten ist auf dierichtige Polung, auf die Einstellung desrichtigen Messbereiches und die Verwendungder richtigen Messeingnge zu achten. (ber-lastungsgefahr!)

    14 Elektrische Schaltungen mssen vor derInbetriebnahme vom zustndigen Assistentenberprft werden!

    15 Unter Spannung stehende Anlagenmssen stndig berwacht werden.

    16 Spannungsfhrende Teile drfen nichtberhrt werden. Gefhrliche Spannungen(> 42 V) sind in jedem Fall durch Schutzvor-richtungen vor Berhrung gesichert. Es istuntersagt, solche Schutzvorrichtungen auerBetrieb zu setzen!

    17 Bei Unfllen ist die Spannung sofortabzuschalten (Notausschalter: gelb-roteTastschalter in jedem Raum). Der Unfallmuss unverzglich gemeldet werden.

  • Einfhrung Hinweise zum Ablauf des Praktikums

    2

    Arbeiten mit Chemikalien

    18 Bei der Arbeit mit Chemikalien ist aufSauberkeit zu achten. Verwenden Sie Trichterzum Umfllen und Fliepapierunterlagenbeim Abwiegen von Chemikalien!

    19 Mit dem Versuchszubehr ausgegebeneArbeitsschutzmittel (z. B. Schutzbrille)mssen getragen werden!

    20 Bei Unfllen oder bei Verschttengefhrlicher Substanzen (z. B. Quecksilber)muss sofort ein Assistent verstndigt werden!Es sind keine eigenstndigen Beseitigungs-versuche zu unternehmen!

    21 Alle Chemikalien befinden sich inGefen mit eindeutiger Kennzeichnung desInhaltes. Dies ist besonders zu beachten,wenn Chemikalien nach der Verwendung indie Aufbewahrungsgefe zurckgegossenwerden mssen.

    22 Nach Beendigung des Versuches sindalle verwendeten Gefe (auer Vorrats-gefen) sorgfltig auszusplen.

    Arbeiten mit radioaktiven Prparaten

    23 Im Praktikum wird ausschlielich mitumschlossenen Prparaten unterhalb derFreigrenze laut Strahlenschutzverordnunggearbeitet. Die Strahlenbelastung whrendeines Versuches ist 100...1000 mal geringerals bei einer Rntgenaufnahme.

    24 Vermeiden Sie trotzdem jede unntigeBestrahlung. Abstand ist der beste Strahlen-schutz! Halten Sie radioaktive Prparate nichtunntig in der Hand. Halten Sie whrend derMessung einen Abstand von 0,5 m zumPrparat ein.

    25 Es ist untersagt, die Prparate aus ihrenAcrylglashllen zu entfernen.

    Brandschutz

    26 Bunsenbrenner und elektrische Heizge-rte sind so aufzustellen, dass sich keinebenachbarten Gegenstnde entznden kn-nen. Offene Flammen und eingeschalteteHeizgerte mssen stndig beaufsichtigtwerden!

    27 Abgebrannte Streichhlzer gehren nichtin Papierkrbe! Noch glimmende Streich-hlzer drfen nicht weggeworfen werden.