Physikalisches Fortgeschrittenpraktikum

In dem Praktikum waren in Zweiergruppen insgesamt sieben Versuche zu bearbeiten, in denen irgendein physikalisches Phänomen zu beobachten war. Während das herumbasteln in vielen Fällen Spaß gemacht hat, war das anschließende Schreiben eines Protokolls, in dem erklärt werden mußte warum wir das gemessen haben was wir gemessen haben, schon anstrengender.

Das Praktikum habe ich zusammen mit Kay Römer bestritten. Im folgenden findet ihr unsere Protokolle, die allesamt für recht gut befunden wurden. Nichtsdestotrotz übernehme ich natürlich keine Garantie für absolute Fehlerfreiheit.

In allen diesen Protokollen steckt viel Arbeit, und deshalb kann ich es nun wirklich nicht tolerieren, wenn jemand die Protokolle einfach abschreibt. Sie sind eher als Inspiration gedacht, falls euch mal die Ideen ausgehen. Deshalb bestehe ich auf meinem copyright. Wer also meine Texte abschreibt (bzw. in juristischem Sinne zitiert), ist demnach verpflichtet, mich als Quelle zu nennen.
Insbesondere falls ihr das gleiche Praktikum macht, solltet ihr daran denken, daß es sicher gibt mehrere Leute gibt, die diese Seite gelesen haben, und es ist einigermaßen auffällig, wenn mehrere Leute unabhängig identischen Text abgeben. Falls Ihr dabei erwischt werdet, werde ich mich genüßlich kaputtlachen.

Alle Protokolle sind im Postscript-Format. Wie man unschwer erkennen kann, wurden sie mit LaTeX geschrieben. DVI-Dateien hier abzulegen würde keinen Sinn machen, da in einer DVI-Datei die Grafiken nicht enthalten sind.

• Wechselstrombrücke (Kay). Eine vereinfachte Variante der Wechselstrombrücke haben wir bereits im Anfängerpraktikum kennengelernt (siehe Messung von Induktivitäten in der Wechselstrombrücke), wobei sowohl Induktivität und reeller Widerstand in einer Brückenschaltung abgeglichen wurden. In diesem Versuch wird mit einer geschickteren Schaltung direkt der komplexe Widerstand eines Kondensators bzw. einer Spule gemessen.

• Betatron (Frank). Das Betatron ist ein kreisförmiger Beschleuniger kompakter Bauart mit der Besonderheit, daß die (geladenen) Teilchen vom gleichen Feld sowohl beschleunigt als auch auf der Kreisbahn gehalten werden. Primär erzeugt wird das magnetische "Führungsfeld", welches nach Maxwell das elektrische "Beschleunigungsfeld" induziert.

• Digitalelektronik (Kay). Aus digitalen Schaltelementen (AND, OR, Flip-Flop, etc.) werden verschiedene Schaltungen aufgebaut. Beim Schalten einer "Digitaluhr" wurde es schon schwierig, den Überblick auf dem Steckbrett zu behalten. Dennoch insgesamt ein Versuch zum Ausruhen.

• Bestandteil des Praktikums war auch ein Seminarvortrag zu einem der Versuche. Kay und ich durften die Leute mit dem Thema "Digitalelektronik" langweilen. Hier sind die Folien, die wir dabei aufgelegt haben: Kay's Folien (Boole'sche Algebra), Meine Folien (Realisierung digitaler Schaltelemente, ausgewählte Schaltungen). Was wir dazu erzählt bzw. an die Tafel gemalt haben, kann ich hier leider nicht rüberbringen.

• Vierpolketten (Frank). Im Versuch wird die Wellenausbreitung in verschiedenen elektrischen Bauelementen untersucht, die sich allesamt als "Vierpole" abstrahieren lassen. Übertragungsmaß und Phasenverschiebung werden an verschiedenen Kabeln sowie elektrischen Filtern (Hochpaß, Tiefpaß, Bandpaß) gemessen, weiterhin wird die Resonanz eines Hohlraumresonators beobachtet.

• Gammaspektroskopie (Kay). Wir messen die Gammaspektren verschiedener radioaktiver Stoffe (Na-22, Cs-137 sowie Co-60). Jedes Element emittiert Gammaquanten spezifischer Energie, so daß man ein unbekanntes Element (Isotop) mittels Messung seines Spektrums bestimmen kann.

• Mikroprozessor (Frank). Auf einem 68HC11-gesteuerten Mikrocomputer werden verschiedene Assemblerprogramme implementiert, von der 16bit-Multiplikation zu einem einfachen "digitalen Voltmeter".

• Radar (Kay/Frank). Wir basteln eine Radarfalle und überführen eine Modelleisenbahn der überhöhten Geschwindigkeit. Bei dem Versuch geht es weniger um die Messung, sondern vielmehr um das ganze drumherum und um die Bauelemente der Hochfrequenztechnik.
  Das Kapitel über das "Reflexklystron" stammt von mir, der ganze Rest von Kay.

Da wir eine Woche "zu früh" fertig waren, haben wir uns in der letzen Woche auch noch das Elektronenmikroskop kennengelernt, aber kein Protokoll mehr geschrieben.