Physik-Praktika

Grundpraktikum Physik - Teil I im Wintersemester

  • Lehrende im WiSe 2016/2017

    Sarinah Sutojo, Marijn van Dooren, Andre Fuchs, Michael Hölling, Michael Krüger, David Hülsmeier, Dörte Fischer, Nico Gößling, Martin Reck, Leonid Govor (v. l. n. r). Nicht auf dem Bild: Kathleen Poland, Andreas Häussler, Tobias de Taillez, Mareike Buhl.
  • TutorInnen im WiSe 2016/2017

    Timo Hoffmann, Abhilash Javaji, Alexander Fricke, Björn Espenhahn, David Onnen, Felix Offner (v. l. n. r.). Nicht auf dem Bild: Wiebke Middelberg, Gilad Kaplan, Yik Long Li.

Titelblatt und Inhaltsverzeichnis

Einführung

Allgemeine Hinweise zum Grundpraktikum, zur Versuchsvorbereitung und Versuchsdurchführung, zur Protokollführung und Ergebnispräsentation, zum Einsatz des Computers, zum Aufbau elektrischer Schaltungen und zu mechanischen Messwerkzeugen; Einführung in die Programme MATLAB und ORIGIN.

Fehler- und Ausgleichsrechnung

Stichworte: Messgröße, Messwert, Messergebnis, Messunsicherheit, systematische und zufällige Fehler, Häufigkeitsverteilung, Dichtefunktion, Gaußkurve, Wahrscheinlichkeiten, Mittelwert, Standardabweichung, Varianz, mittlerer quadratischer Fehler, absolute und relative Fehler, Größtfehler, Fehlerfortpflanzung, Genauigkeitsangaben, Lineare Regression, Linearisierungen, Korrelation, Fehler gewichteter Mittelwerte.

Oszilloskop und Funktionsgenerator

Stichworte: Funktionsprinzip und Betriebsmodi von Elektronenstrahl- und Digital-Oszilloskopen, Funktionsgeneratoren, Gleich- und Wechselspannungen, Signalabtastung, Triggerung und Triggerarten, AC/DC-Kopplungen, Amplituden-, Frequenz- und Phasenmessungen, Netzspannung, Messung von Lichtintensitäten, Laufzeitschwankungen und Lichtimpulslängen, Lissajous-Figuren.

Messung ohmscher Widerstände, Brückenschaltungen und Innenwiderstände von Spannungsquellen

Stichworte: Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Strom- und Spannungsrichtungen, Strom- und Spannungsmessung, Brückenschaltung, Wheatstonesche Messbrücke, Dehnungsmessstreifen, Innenwiderstände von realen und idealen Spannungsquellen, Innenwiderstände von Messgeräten, Messbereichsumschaltung von Messgeräten, Strom-, Spannungs- und Leistungsanpassung, spezifischer Widerstand von Leitungswasser.

Messung von Kapazitäten - Auf- und Entladungen von Kondensatoren

Stichworte: Plattenkondensator, Auf- und Entladekurven, RC-Glieder, Kapazitätsmessungen, Kapazität von Plattenkondensator und Koaxialkabeln, Messung der relativen Permittivität von PVC, Phasenverschiebungen, Rechnung mit komplexen Größen.

Sensoren für Kraft, Druck, Abstand, Winkel und Lichtintensität

Stichworte: Messwertaufnehmer, Linearität, Ansprechzeit, Messbereich, Auflösung, Rauschen, Biegestab, Dehnungsmessstreifen, Kraftsensor, piezoresistiver Effekt, Drucksensor, Manometer, Triangulation, Laser-Distanzsensor, Hall-Effekt, Winkelsensor, Halbleiter, Dotierung, pn-Übergang, Sperrschicht, Fotodiode, spektrale Empfindlichkeit.

Kraft, Impuls und Kraftstoß

Stichworte: Kraft, Federkraft, Hookesches Gesetz, Newtonsche Axiome, Impuls, Kraftstoß, harmonische Schwingung, Abstandsgesetz für Kräfte.

Datenerfassung und -verarbeitung mit dem PC

Stichworte: Kontinuierliche und diskrete Signale, Abtastung, Auflösung, Analog/Digital-Wandlung, Dualzahlen, Bit, "single-ended" und "differential" Signalkopplung, Multiplexing, MATLAB Data Acquisition Toolbox.

Charakterisierung eines Sender-Empfänger-Systems

Stichworte: Mikrowellen, Analyse eines Mikrowellen Sender-Empfänger-Systems, Kugelwelle, ebene Welle, stehende Welle, Entfernungsabhängigkeit, Richtcharakteristik, Dämpfung, Polardiagramm, Reflexion, Brechung, Polarisation.

Trägheitsmoment - Steinerscher Satz

Stichworte: Translations- und Rotationsbewegung, Schwerpunktachsen, Trägheitsmomente, Reibungseffekte, Coulombreibung, Steinerscher Satz. 

Impuls- und Energieerhaltungssatz / Stoßgesetze

Stichworte: Impuls- und Energieerhaltungssatz, Energieumsetzung bei Stößen, elastische, inelastische und total inelastische Stöße, zentrale und schiefe Stöße, Streuwinkel, Labor- und Schwerpunktsystem, Vektorrechnung mit MATLAB. 

Erzwungene mechanische Schwingungen

Stichworte: Ungedämpfter und gedämpfter harmonischer Oszillator, Dämpfungskonstanten, Eigenfrequenzen, erzwungene harmonische Schwingungen, Resonanzverhalten, Amplituden- und Phasenmessungen, Amplituden-, Energie- und Phasenresonanzkurven, Rechnung mit komplexen Größen.

Fourieranalyse

Stichworte: Lineare Systeme, Fourierreihe und Fourierkoeffizienten, Fourieranalyse, Amplituden-Übertragungsfunktion, Amplitudenspektrum, Frequenzgang, Phasenspektrum, Abtasttheorem, Schwebung, Amplitudenmodulation, Fourieranalyse von Rechteck-, Dreieck- und Sägezahnsignal, Gibbssches Phänomen.

Oberflächenspannung, Minimalflächen und Kaffeeflecken

Stichworte: Abreissmethode, Blasendruckmethode, Entstehung und Formen von Minimalflächen, kapillare Strömungen, Stofftransport in Flüssigkeiten, Innendruck von Gasblasen, Kraft- und Drucksensoren.

Viskosität und Reynoldszahlen

Stichworte: Viskosität und kinematische Viskosität, Stokessches Gesetz, Kugelfallmethode, Kapillarviskosimeter, laminare und turbulente Strömungen, Rohrströmung, Reynoldszahlen, Kontinuitätsgleichung, Bernoullisches Gesetz, Hagen-Poisseuillesches Gesetz