PL:Michelson-Interferometer: Unterschied zwischen den Versionen
Aus Wiki Physik und ihre Didaktik
13>Sschmitt Keine Bearbeitungszusammenfassung |
13>Sschmitt Keine Bearbeitungszusammenfassung |
||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
[[Kategorie:Optik]] | [[Kategorie:Optik]] | ||
Auf dieser Seite befinden sich die Materiallisten, Aufbauanleitungen und Versuchsbeschreibungen für die Teilversuche der Schülerlaborsreihe Interferometer. Die SuS bekommen begleitend zu den Versuchen einen Moodle-Kurs auf dem iPad, der alle Teilversuche begleitet. | Auf dieser Seite befinden sich die Materiallisten, Aufbauanleitungen und Versuchsbeschreibungen für die Teilversuche der Schülerlaborsreihe Interferometer. Die SuS bekommen begleitend zu den Versuchen einen Moodle-Kurs auf dem iPad, der alle Teilversuche begleitet. Die Versuche 2, 3 und 4 können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Versuch 5 eignet sich gut als Abschlussversuch. | ||
__INHALTSVERZEICHNIS__ | __INHALTSVERZEICHNIS__ | ||
| Zeile 7: | Zeile 7: | ||
= Einführungsvortrag = | = Einführungsvortrag = | ||
== Wichtige | == Wichtige Hinweise == | ||
* Laserstrahlung | * Laserstrahlung: Nicht in den Laser schauen. Sich nicht auf Augenhöhe mit Laserstrahl begeben. Uhren/Schmuck ausziehen. | ||
* Strom | * Strom (nur Versuch 2): Während das Netzgerät an ist, nichts am Aufbau anfassen. Falls der Draht glüht oder es komisch riecht, Netzgerät ausschalten. | ||
* Optische Bauteile nicht anfassen, Handschuhe verwenden | * Optische Bauteile nicht anfassen, Handschuhe verwenden. Laser nicht abknicken. | ||
* Unterlegscheiben verwenden, um Postholder nicht zu verkratzen | * Unterlegscheiben verwenden, um Postholder nicht zu verkratzen | ||
| Zeile 36: | Zeile 37: | ||
Tipps: | Tipps: | ||
* Vor dem Zusammenschrauben auf Länge der Posts und Postholder achten und passend auswählen damit alle Bauteile auf gleicher Höhe sind. | * Vor dem Zusammenschrauben auf Länge der Posts und Postholder achten und passend auswählen damit alle Bauteile auf gleicher Höhe sind. | ||
* Die SuS benötigen für den Aufbau ca. 30-45 min. | |||
= Versuch 1: Laserwellenlänge bestimmen = | = Versuch 1: Laserwellenlänge bestimmen = | ||
| Zeile 46: | Zeile 50: | ||
# Falls für den Grundaufbau schon die NanoFlex 5 mm Travel Translation Stage verwendet wurde, muss nichts umgebaut werden. | # Falls für den Grundaufbau schon die NanoFlex 5 mm Travel Translation Stage verwendet wurde, muss nichts umgebaut werden. | ||
# Andernfalls muss einer der beiden Spiegel auf der NanoFlex 5 mm Travel Stage befestigt auf dem BreadBoard festgeschraubt werden. Die Spiegel müssen dann erneut so justiert werden, dass ein Interferenztmuster auf dem Schirm sichtbar ist. | # Andernfalls muss einer der beiden Spiegel auf der NanoFlex 5 mm Travel Stage befestigt auf dem BreadBoard festgeschraubt werden. Die Spiegel müssen dann erneut so justiert werden, dass ein Interferenztmuster auf dem Schirm sichtbar ist. | ||
== Versuchsdurchführung == | |||
Tipps: | |||
* Vor allem beim An- und Absetzen an der Stellschraube der Stage kann es zu Messfehlern kommen. Daher ist es sinnvoll mindestens 20 Hell-Dunkel-Hell Übergänge zu messen ohne zwischendurch die Hand abzusetzen. | |||
| Zeile 55: | Zeile 66: | ||
* Kanthaldraht (ca. 1m lang) | * Kanthaldraht (ca. 1m lang) | ||
* PT100 | * PT100 | ||
* | * Gleichspannungsquelle | ||
* Handmessgerät | * Handmessgerät | ||
| Zeile 65: | Zeile 76: | ||
# Umwickelt die Maschinenschraube, an der der Spiegel festgeklebt ist, mit ca. 1 m Kanthaldraht. | # Umwickelt die Maschinenschraube, an der der Spiegel festgeklebt ist, mit ca. 1 m Kanthaldraht. | ||
# Ersetzt einen der beiden Spiegel des Michelson-Interferometers durch den an der Schraube festgeklebten Spiegel. | # Ersetzt einen der beiden Spiegel des Michelson-Interferometers durch den an der Schraube festgeklebten Spiegel. | ||
# Bringt an je einem Ende des Drahts ein Kabel mit Krokodilklemme an und steckt die andere Seite des Kabels mit dem Bananenstecker in das | # Bringt an je einem Ende des Drahts ein Kabel mit Krokodilklemme an und steckt die andere Seite des Kabels mit dem Bananenstecker in das Gleichspannungsnetzgerät. | ||
# Schließt einen PT100 mit ??? und zwei Kabeln an ein Handmessgerät an. | # Schließt einen PT100 mit ??? und zwei Kabeln an ein Handmessgerät an. | ||
== Versuchsdurchführung == | |||
= Versuch 3: Brechungsindex von Glas = | = Versuch 3: Brechungsindex von Glas = | ||
| Zeile 76: | Zeile 91: | ||
== Aufbauanleitung == | == Aufbauanleitung == | ||
== Versuchsdurchführung == | |||
| Zeile 86: | Zeile 103: | ||
== Aufbauanleitung == | == Aufbauanleitung == | ||
== Versuchsdurchführung == | |||
| Zeile 97: | Zeile 116: | ||
== Aufbauanleitung == | == Aufbauanleitung == | ||
Versuchsdurchführung | |||
Version vom 11. Juni 2024, 08:46 Uhr
Auf dieser Seite befinden sich die Materiallisten, Aufbauanleitungen und Versuchsbeschreibungen für die Teilversuche der Schülerlaborsreihe Interferometer. Die SuS bekommen begleitend zu den Versuchen einen Moodle-Kurs auf dem iPad, der alle Teilversuche begleitet. Die Versuche 2, 3 und 4 können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Versuch 5 eignet sich gut als Abschlussversuch.
Einführungsvortrag
Wichtige Hinweise
- Laserstrahlung: Nicht in den Laser schauen. Sich nicht auf Augenhöhe mit Laserstrahl begeben. Uhren/Schmuck ausziehen.
- Strom (nur Versuch 2): Während das Netzgerät an ist, nichts am Aufbau anfassen. Falls der Draht glüht oder es komisch riecht, Netzgerät ausschalten.
- Optische Bauteile nicht anfassen, Handschuhe verwenden. Laser nicht abknicken.
- Unterlegscheiben verwenden, um Postholder nicht zu verkratzen
Grundaufbau Michelson-Interferometer
Material für einen Aufbau
- Breadboardbox
- Breadboard
- Mechanische Stage (Bestenfalls NanoFlex 5mm Travel Translation Stage)
- gründer Laser (mounted) inkl. Netzteil und passendem "Netzteilaufsatz"
- Linse mit Brennweite f<100 mm (mounted)
- Strahlteiler (50:50, nicht-polarisierend) (mounted)
- 2 Spiegel (mounted)
Aufbauanleitung
- Drei Postholder in rechtem Winkel auf das Board schrauben. Schirm, Strahlteiler und Laser in den Postholdern so befestigen, dass der Laserstrahl den Strahlteiler mittig trifft.
- Einen Postholder auf der verschiebbaren Stage befestigen. Verschiebbare Stage und weiteren Postholder rechtwinklig auf dem Board befestigen, sodass beide Postholder ungefähr gleich weit vom Strahlteiler entfernt sind (ca. 10-20 cm). Jeweils einen Spiegel in den Postholdern justieren, sodass der Laserstrahl beide mittig trifft.
- Position der Spiegel so feinjustieren, dass die beiden Laserpunkte auf dem Schirm genau aufeinander liegen. (Tipp: Den Schirm einige Meter weiter weghalten und Punkte dann justieren.)
- Einen Postholder zwischen Laser und Strahlteiler auf das Board schrauben und Linse darin so montieren, dass ein Interferenzmuster auf dem Schirm sichtbar ist.
- Mithilfe der Schrauben an den Spiegeln das Zentrum des Interferenzmusters ins Zentrum der Abbildung bringen.
Tipps:
- Vor dem Zusammenschrauben auf Länge der Posts und Postholder achten und passend auswählen damit alle Bauteile auf gleicher Höhe sind.
- Die SuS benötigen für den Aufbau ca. 30-45 min.
Versuch 1: Laserwellenlänge bestimmen
Material für die Erweiterung eines Aufbaus
- NanoFlex 5mm Travel Translation Stage
Aufbauanleitung
- Falls für den Grundaufbau schon die NanoFlex 5 mm Travel Translation Stage verwendet wurde, muss nichts umgebaut werden.
- Andernfalls muss einer der beiden Spiegel auf der NanoFlex 5 mm Travel Stage befestigt auf dem BreadBoard festgeschraubt werden. Die Spiegel müssen dann erneut so justiert werden, dass ein Interferenztmuster auf dem Schirm sichtbar ist.
Versuchsdurchführung
Tipps:
- Vor allem beim An- und Absetzen an der Stellschraube der Stage kann es zu Messfehlern kommen. Daher ist es sinnvoll mindestens 20 Hell-Dunkel-Hell Übergänge zu messen ohne zwischendurch die Hand abzusetzen.
Versuch 2: Wärmeausdehnung
Material für die Erweiterung eines Aufbaus
- an Schraube festgeklebter Spiegel
- Kanthaldraht (ca. 1m lang)
- PT100
- Gleichspannungsquelle
- Handmessgerät
Aufbauanleitung
- Umwickelt die Maschinenschraube, an der der Spiegel festgeklebt ist, mit ca. 1 m Kanthaldraht.
- Ersetzt einen der beiden Spiegel des Michelson-Interferometers durch den an der Schraube festgeklebten Spiegel.
- Bringt an je einem Ende des Drahts ein Kabel mit Krokodilklemme an und steckt die andere Seite des Kabels mit dem Bananenstecker in das Gleichspannungsnetzgerät.
- Schließt einen PT100 mit ??? und zwei Kabeln an ein Handmessgerät an.
Versuchsdurchführung
Versuch 3: Brechungsindex von Glas
Material für die Erweiterung eines Aufbaus
- Objektivträger (1mm Dicke)
- Drehbare Stage
Aufbauanleitung
Versuchsdurchführung
Versuch 4: Brechungsindex von Luft
Material für die Erweiterung eines Aufbaus
- Vakuumkolben
Aufbauanleitung
Versuchsdurchführung
Versuch 5: Weißlichtinterferenz
Material für die Erweiterung eines Aufbaus
- Handytaschenlampe
- NanoFlex 5mm Travel Translation Stage
Aufbauanleitung
Versuchsdurchführung
