SUCHE EIN VERSUCH FUER PHYSIK... POLARLICHTER.

3 Antworten

Ich würde ein Fadenstrahlrohr mit Helmholtzspulen aufbauen, wie man es normalerweise verwendet, um die Lorentzkraft zu zeigen. Es ist ein Vakuum mit ein wenig Neon oder Wasserstoff drin, je nach Hersteller. Wie beim Nordlicht schießen hier geladene Teilchen in das verdünnte Gas und erzeugen dabei eine Lichterscheinung.

Anstelle des sehr gleichmäßigen Feldes der Helmholtzspulen würde ich nun versuchen, ein ungleichmäßiges und veränderliches Magnetfeld zu erzeugen, und damit den Lichtfaden einem richtigen Nordlicht ähnlicher zu machen. Man könnte mit weiteren Magneten und Elektromagneten das Feld zu stören versuchen. Man könnte auch versuchen, den Strom in den Helmholtzspulen mit einer geeigneten Schaltung chaotisch zu machen.

Was wäre eine geeignete Schaltung? Wie müsste man diese zusammen stecken? Wie hoch müsste die Stromstärke sein und was für eine Spannung benötigt man dafür?

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@LadyMay007

Zum Fadenstrahlrohr gibt es viele Versuchsbeschreibungen für den Schulunterricht im Netz. Hier ist eine solche Anleitung, sie gibt für die Spulen 20 Volt und 6 Ampere an. Normalerweise wird dafür einfach ein Labornetzteil verwendet.

http://www.physiksaal.de/index\_htm\_files/fadenstrahlrohr.pdf

Will man nun eine entsprechend belastbare chaotische Spannung anlegen, benötigt man eine entsprechende Signalquelle und einen Verstärker, der sie auf ausreichende Leistung verstärkt. Ich habe das noch nicht gemacht. Vorstellen kann ich mir die Sache ungefähr so:

Für die Erzeugung des chaotischen Signals selbst sehe ich zwei Möglichkeiten:

(a) Die Chua-Schaltung:

https://de.wikipedia.org/wiki/Chua-Schaltkreis

https://www.youtube.com/results?search\_query=chaos+oscilloscope

(b) Den Output eines Rauschgenerators durch einen Tiefpass filtern. Musiker mit Synthesizer-Erfahrung können Dir dabei helfen.

Will man wie bei Nordlichtern der allmählichen Veränderung des Signals mit den Augen zuschauen können, wären tiefe Frequenzen (unterhalb ~ 0,5 Hz) wünschenswert, und um sie zu verstärken, braucht es einen Verstärker, der so tiefe Frequenzen bis fast 0 Hz schafft. Normale Labor-Gleichspannungs-Messverstärker sind nicht so stark, und normale Hifi-Verstärker haben die Leistung, aber sie schaffen keine so tiefen Frequenzen. Es gibt aber, meine ich, einige teure HiFi-Verstärker, die das schaffen. Vielleicht können HiFi-Fachleute weiterhelfen.

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Es sollte in jedem Gymnasium (in anderen Schulen kenne ich mich nicht aus) ein Glasrohr geben mit 2 eingeschmolzenen Elektroden (Abstand ca. 50 cm), in dem man mit einer Vakuumpumpe mehr oder weniger kleinen Luftdruck herstellen kann. Legt man dann einige 1000 V Hochspannung an (i.A. aus einem Netzgerät), so sieht man eine Gasentladung, die im Prinzip dasselbe ist, wie das Polarlicht.

Die Ähnlichkeit mit dem Polarlicht liegt auch darin, dass die Entladung in Luft (von geringem Druck) stattfindet, und nicht in Edelgasen.

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@stekum

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hmm wird schwierig... Plasma kannst du dir nicht mal eben inner Schule machen :-/

Habt ihr vielleicht Glasröhren mit Edelgasen da? Die an ein Stromaggregat angeschlossen werden? Manchen Schule haben sowas zur Veranschaulichung der Spektralfarben der Elemente... leuchtet auch schön bunt und ist so ähnlich...

Könntes du mir den Versuch etwas genauer schildern? Also Edelgase wie Helium usw haben wir... Was ist ein Stromagreggat? Danke übrigens! :D

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@Bmogli

ahh ich weiß jetzt wie die dinger heißen..."Geissler röhren"

http://www.youtube.com/watch?v=fD0mItReVhM

das sind einfach glasampullen/röhren mit dem Edelgas und 2 elektroden drin auf beiden seiten.. die werden dann einfach mit strom verbunden... aber wenn ihr sowas überhaupt habt, dann fertig gefüllt... wurd uns so inner Chemievorlesung präsentiert :D

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@mgausmann

Schöner Versuch, sehr eindrucksvoll. Man braucht dafür ein paar Kilovolt Hochspannung. Im Physikunterricht nimmt man einen Funkeninduktor oder einen Teslatransformator. Bei Neonröhren in der Leuchtreklame werden Transformatoren verwendet, die gut 20000 V erzeugen. Wir hielten die Röhren damals auch, ohne sie irgendwo anzuschließen, ins Feld eines Van-de-Graaff-Generators, das bringt sie ebenfalls zum Leuchten.

Ein Unterschied zum Polarlicht ist der, daß dort die schnellen Teilchen von außen kommen, hier dagegen aus dem Gas selbst durch Ionisation entstehen.

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@Franz1957

ja das meinte ich mit ähnlich :D

aber anders lässt sich nichts in dem bereich realisieren denk ich...

aber danke für die erweiterung mit der hochspannung! das wusste ich bisher auch noch nicht... hab den versuch nur vorgeführt bekommen ;)

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