Mikrowellen-Set: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 26. August 2021, 11:45 Uhr

Mikrowellen-Set

Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von ca. 1 mm - 30 cm. Mithilfe der Materialien im Mikrowellen-Set lassen sich Mikrowellen erzeugen und empfangen. Mit den Geräten sind eine Vielzahl an Experimenten im Bereich der Wellenoptik, sowohl qualitative als auch quantivative Experimente, möglich.

Materialien

Sender (Frequenz: 10,5 GHz, Wellenlänge: 2,85 cm)
Empfänger (wählbare Abstände: 0 bis 1,5 m)
Lautsprecher (Leistung 1 W)
Gelenkbank mit zwei Armen (650 mm und 480 mm Länge), mit Plattenhalter und Winkelträger
4 Platten, Maße je 155 x 155 mm: Reflektorplatte, Polarisationsgitter (11 Spalten von je 3 mm Breite), Doppelspaltplatte (Spaltweite je 35 mm), Spaltplatte (Spaltweite 50 mm)
Prisma (125 x 125 x 50 mm)
Polystyrolkörper (200 x 200 x 20 mm)
Wassertank (für Wellenabsorptionsversuche)
Winkelmesser mit 1°-Graduierung
Netzteil: 12 VDC für 110...240 V
alle erforderlichen Kabel

Aufbau

Funktionsweise

Wichtige Daten

Sammlungsposition	Optik-Schrank
Hersteller	PhyWe
technische Daten	Sender: Stromversorgung 12V - 10.5 A DC Frequenz der Trägerwelle: f=10,5 GHz (entspricht einer Wellenlänge λ=2,85 cm) Emfänger: Stromversorgung 12V - 1.5 A DC wählbarer Abstand: 0-1,5 m Lautsprecher:²

Experimente

- Kundt'sches Rohr mit unterschiedlichen möglichen Schaltquellen: Trillerpfeife, Stimmgabel oder Druckkammerlautsprecher mit Sinusgenerator

Betriebsanweisungen

- keine -

Nachfolgend sind einige Sicherheitshinweise des Herstellers aufgelistet:

Glasröhre bruchsicher aufbewahren
Glasröhre keinen mechanischen Belastungen aussetzen
Abstimmschieber beim Ein- bzw. Ausschieben nicht verkanten
Gerät nicht mehr benutzen, wenn Beschädigungen am Glaskörper vorhanden sind
Gerät vor Feuchtigkeit und Staub schützen

Bedienungsanleitung des Herstellers

Bedienungsanleitung 3B Scientific Physics

Fotos

Literatur

https://www.3bscientific.de/kundt-sches-rohr-1000814-u8432845-3b-scientific,p_837_14320.html%7C}

https://www.leifiphysik.de/akustik/schallgeschwindigkeit/versuche/messung-der-schallgeschwindigkeit-nach-kundt%7C}

https://de.wikipedia.org/wiki/Kundtsches_Staubrohr%7C}

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 === Mikrowellen-Set ===
+Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von ca. 1 mm - 30 cm.
 Mithilfe der Materialien im Mikrowellen-Set lassen sich Mikrowellen erzeugen und empfangen.  Mit den Geräten sind eine Vielzahl an Experimenten im Bereich der Wellenoptik, sowohl qualitative als auch quantivative Experimente, möglich.
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 * Gelenkbank mit zwei Armen (650 mm und 480 mm Länge), mit Plattenhalter und Winkelträger
 * 4 Platten, Maße je 155 x 155 mm: Reflektorplatte, Polarisationsgitter (11 Spalten von je 3 mm Breite), Doppelspaltplatte (Spaltweite je 35 mm), Spaltplatte  (Spaltweite 50 mm)
+* Prisma (125 x 125 x 50 mm)
+* Polystyrolkörper (200 x 200 x 20 mm)
+* Wassertank (für Wellenabsorptionsversuche)
+* Winkelmesser mit 1°-Graduierung
+* Netzteil: 12 VDC für 110...240 V
+* alle erforderlichen Kabel
 ==== Aufbau ====
-Zuerst wird mithilfe der Einfüllschiene eine geringe Menge an Korkmehl so in die Kundt'sche Röhre gefüllt. Die Röhre wird leicht geneigt, sodass sich das Korkmehl gleichmäßig in der Röhre verteilt. Anschließend wird die Röhre vorsichtig um die Längsachse gedreht, sodass auch die Glaswände bestäubt werden. Für das Experimentieren mit der Trillerpfeife wird der Trichter an einem Ende der Glasröhre befestigt. Die Trillerpfeife wird im Optimalfall unmittelbar am Röhrenende positioniert. Die Trillerpfeife sollte quer zur Röhre gehalten werden, um zu verhindern, dass beim Anblasen Luft in die Röhre gelangt. Der Abstimmschieber kann zur Abstimmung der geschlossenen Röhre auf die Resonanzlänge langsam variiert werden.
-==== Funktionsweise ====
-Die Trillerpfeife dient als Schallquelle. Von der Trillerpfeife gehen Wellen mit einer bestimmten Frequenz aus, die in die Röhre gelangen. Die von der Trillerpfeife ausgehenden Schallwellen werden am Abstimmungsschieber reflektiert und es kommt zur Ausbildung von stehenden Schallwellen. Sichtbar wird dies am verwendeten Korkpulver. Das Korkpulver gerät an den Stellen in eine sichtbare Bewegung, an denen eine intensive Bewegung der Luftteilchen stattfindet (Bewegungsbauch). An den Bewegungsknoten bleibt das Korkpulver in Ruhe.
-Stehende Wellen bilden sich aus, wenn die Resonanzbedingung für die Länge l der in der Röhre schwingenden Luftsäule und
+==== Funktionsweise ====
-für die Wellenlänge λ des Schalls erfüllt ist (n=1,2,...), d.h. es gilt:
-. l=nλ/2 für eine Reflexion am offenen Ende mit einem Schwingungsbauch
-und 2. l=(2n+1)λ/4 für eine Reflexion am geschlossenen Ende mit einem Schwingungsknoten
-Mithilfe der Schwingungsknoten lässt sich außerdem die Wellenlänge bestimmen. Genauer lässt sich die Wellenlänge berechnen aus der Anzahl n der Schwingungsknoten und dem Abstand a zwischen dem ersten und letzten Schwingungsknoten:
-=> λ=2a/(n-1)
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 | Sammlungsposition
-| Mechanik-Schrank
+| Optik-Schrank
 |-
 | Hersteller
-| 3B Scientific
+| PhyWe
 |-
 | technische Daten
-| Länge Röhre: 600 mm
+| Sender:
-   Außendurchmesser: 20 mm
+   Stromversorgung 12V - 10.5 A DC
-   Innendurchmesser: 17 mm
+  Frequenz der Trägerwelle: f=10,5 GHz (entspricht einer Wellenlänge λ=2,85 cm)
-   Abstimmschieber: 280 mm x 3mm Ø<sup>2</sup>
+  Emfänger:
+  Stromversorgung 12V - 1.5 A DC
+   wählbarer Abstand: 0-1,5 m
+   Lautsprecher:<sup>2</sup>
 |}
    </div>

HW