EXP:Curie-Temperatur von Eisen und Gadolinium: Unterschied zwischen den Versionen

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Physikalisches Ziel des Experiments. Beschreibe hier genauer z.B. welches Phänomen hier gezeigt werden soll oder was genau hier gemessen werden soll.
Die materialspezifische Curie-Temperatur <math>T_C</math> bezeichnet diejenige Temperatur bei deren Überschreitung ein Material volständig alle ferromagnetischen bzw. ferroelektrischen Eigenschaften verliert. Wird ein Material über diese Temperatur hinaus erwärmt so ist dieses dann nur noch paramagnetisch bzw. paraelektrisch. Mit diesem Experiment kann die Existenz der Curie-Temperatur für Eisen (<math>T_C=768^\circ C</math>) und Gadolinium (<math>T_C=19,3^\circ C</math>) gezeigt werden. Für Nickel (<math>T_C=360^\circ C</math>) liegt die Curie-Temperatur deutlich unter der von Eisen und wäre so schneller zu erreichen. Allerdings ist Nickel häufig Auslöser von Kontaktallergien und wird hier deshalb vermieden.


__INHALTSVERZEICHNIS__
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[[Datei:EXP_Magnetostatik_Curie_Aufbau_Nagel.jpg|Beschreibung|1499px|thumb|center|Abb.1: Versuchsaufbau um die Existenz der Curie-Temperatur am Beispiel eines Eisennagels zu demonstrieren.]]
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[[Datei:EXP_Magnetostatik_Curie_Aufbau_Gadolinium.JPG|Beschreibung|1499px|thumb|center|Abb.2: Versuchsaufbau um die Existenz der Curie-Temperatur am Beispiel eines Stücks Gadolinium zu demonstrieren.]]
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= Didaktischer Rahmen =
= Didaktischer Rahmen =
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== Fachdidaktische Zielsetzung ==
== Fachdidaktische Zielsetzung ==


Auf welche prozessbezogene Kompetenz soll hier Wert gelegt werden? Beschreibe hier genauer was die SuS mit diesem Experiment lernen sollen.
In diesem Experiment wird ein Phänomen gezeigt, welches die Schülerinnen und Schüler zunächst verwirrt und das Interesse weckt. Sie sollen dann mithilfe des Modells der Elementarmagnete versuchen das gezeigte Phänomen zu erklären.


== Nötige Vorkenntnisse ==
== Nötige Vorkenntnisse ==
Beschreibe hier genauer welche Vorkenntnisse ein*e SuS benötigt um das Experiment verstehen zu können. Dabei müssen auch die nötigen Vorkenntnisse aus anderen Fächern beachtet werden.


== Mögliche Schülerschwierigkeiten ==
== Mögliche Schülerschwierigkeiten ==


Beschreibe hier welche Schwierigkeiten die SuS beim Beobachten des Demonstrationsexperiments bzw. beim eigenständigen Durchführen des Experiments haben könnten. GGf. kannst du hier auch Lösungsansätze beschreiben.
* Die Nägel sind evtl. zu klein, dass die SuS diese gut erkennen können. Es bietet sich evtl. an das Experiment mit einer Dokumentenkamera zu filmen.


== Schülervorstellungen, die hier relevant werden ==
<!-- == Schülervorstellungen, die hier relevant werden ==


Gibt es in der Literatur (z.B. Schecker, Horst; Wilhelm, Thomas; Hopf, Martin; Duit Reinders (Hrsg.) (2018): Schülervorstellungen und Physikunterricht. Berlin: Springer-Verlag GmbH) bereits erforschte Schülervorstellungen, die bei diesem Experiment relevant werden könnten? Beschreibe die Schülervorstellungen mit eigenen Worten und beschreibe warum sie hier relevant sind. GGf. kannst du auch einen Lösungsansatz beschreiben.  
Eine Schülervorstellung, die hier relevant werden könnte ist die, dass für die SuS der Magnetismus etwas Elektrisches darstellt. -->


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[[Datei:00 Platzhalter.jpeg|Beschreibung|1499px|thumb|center|Die Auswahl des Bildes sollte symbolisch den gesamten Versuch beschreiben und ansprechend sein]]
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| Akustik
| Magnetostatik
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| Kapitel, Abschnitt ?
| Magnetismus und Elektromagnetismus, Punkt 3.2.4 (1)
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| Demonstrationsexperiment
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| Vertiefung
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| Einzelversuch
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== Sicherheitshinweise ==
== Sicherheitshinweise ==
Hier nötige Sicherheitshinweise notieren. Ggf. Betriebsanweisung verlinken.
Bei diesem Experiment wird mit einem Kartuschenbrenner gearbeitet. Es besteht deshalb eine Verbrennungsgefahr an den erhitzen Nägeln bzw. dem erhitzten Magneten. Erwärmt sich die Gaskartusche so besteht zusätzlich eine Explosionsgefahr. Der Kartuschenbrenner muss so verwendet werden, dass ein Auslaufen des Flüssiggases ausgeschlossen ist.
* [[BA:Influenzmaschine|Influenzmaschine]]
 
* [[BA:Kartuschenbrenner|Kartuschenbrenner]]


= Fotos =
= Fotos =

Version vom 16. September 2022, 14:40 Uhr


Die materialspezifische Curie-Temperatur TC bezeichnet diejenige Temperatur bei deren Überschreitung ein Material volständig alle ferromagnetischen bzw. ferroelektrischen Eigenschaften verliert. Wird ein Material über diese Temperatur hinaus erwärmt so ist dieses dann nur noch paramagnetisch bzw. paraelektrisch. Mit diesem Experiment kann die Existenz der Curie-Temperatur für Eisen (TC=768∘C) und Gadolinium (TC=19,3∘C) gezeigt werden. Für Nickel (TC=360∘C) liegt die Curie-Temperatur deutlich unter der von Eisen und wäre so schneller zu erreichen. Allerdings ist Nickel häufig Auslöser von Kontaktallergien und wird hier deshalb vermieden.

Abb.1: Versuchsaufbau um die Existenz der Curie-Temperatur am Beispiel eines Eisennagels zu demonstrieren.
Abb.2: Versuchsaufbau um die Existenz der Curie-Temperatur am Beispiel eines Stücks Gadolinium zu demonstrieren.

Didaktischer Rahmen

Fachdidaktische Zielsetzung

In diesem Experiment wird ein Phänomen gezeigt, welches die Schülerinnen und Schüler zunächst verwirrt und das Interesse weckt. Sie sollen dann mithilfe des Modells der Elementarmagnete versuchen das gezeigte Phänomen zu erklären.

Nötige Vorkenntnisse

Mögliche Schülerschwierigkeiten

  • Die Nägel sind evtl. zu klein, dass die SuS diese gut erkennen können. Es bietet sich evtl. an das Experiment mit einer Dokumentenkamera zu filmen.


Allgemein
Klassenstufe Klasse 7/8
Kategorie Magnetostatik
Einordnung in den Bildungsplan von BW Magnetismus und Elektromagnetismus, Punkt 3.2.4 (1)
Klassifikation
Quantitativ/Qualitativ Qualitativ
Demo-/Schülerexperiment Demonstrationsexperiment
Unterrichtsphase Vertiefung
Einzelversuch/Versuchsreihe Einzelversuch

Versuchsanleitung

Benötigtes Material

Als Liste einfügen mit den Links zur Hardware, wenn sie sich schon im Wiki befindet. Beispiel:

Versuchsaufbau

Genauere Beschreibung des Versuchsaufbaus. Hier können auch einzelne Schritte beschrieben werden. Gerne zu jedem Schritt Bilder einfügen.

Schritt 1
BlaBla.
Schritt 2
Aber bitte nicht jede einzelne angezogene Schraube beschreiben! Wenn bestimmte Größen ausgeschrieben werden wie z.B. 500 g dann kann man zwischen der Maßzahl wie hier ein halbes Leerzeichen einfügen.
Durch das geschickte Setzen von Umgebungen kann das Bild des Kolibris hier an dieser Stelle erscheinen und könnte jetzt zum Beispiel den ersten Schritt des Experiments beschreiben

Versuchsdurchführung

Beschreibe hier genauer was man zur Durchführung tun muss. Aus was muss dabei geachtet werden?

Auswertung

Hier sollen Diagramme, Werte und eine Fehlerabschätzung zum Experiment hin. Gegebenenfalls können hier auch Gleichungen eingebunden werden. Mathematische Ausdrücke werden durch den <math>-Tag initiiert:

iℏ∂∂t|ψ(t)⟩=H^|ψ(t)⟩.

Beim Vergleich mit Literaturwerten oder ähnlichem sollte durch die Referenzumgebung <ref> auf geeignete Quellen verwiesen werden, diese erscheinen dann auch automatisch am Seitenende.[1]

Fehlerabschätzung

Mögliche Probleme und ihre Lösungen

Treten beim Experiment häufiger Fehler auf? Bitte beschreibe sie hier.

Sicherheitshinweise

Bei diesem Experiment wird mit einem Kartuschenbrenner gearbeitet. Es besteht deshalb eine Verbrennungsgefahr an den erhitzen Nägeln bzw. dem erhitzten Magneten. Erwärmt sich die Gaskartusche so besteht zusätzlich eine Explosionsgefahr. Der Kartuschenbrenner muss so verwendet werden, dass ein Auslaufen des Flüssiggases ausgeschlossen ist.

Fotos

Am Ende des Dokuments kommt eine Galerie aller Bilder, die zu diesem Experiment unter dem Namensraum "Datei:" bereits vorhanden sind. Im Allgemeinen lohnt es sich häufig auch, bereits bestehende Texte und deren Syntax zu betrachten:
<div class="row"> <div class="large-4 large-centered columns"> <ul class="example-orbit" data-orbit> <li> [[Datei:Bild.png|slide 1]] <div class="orbit-caption"> Bildbeschreibung </div> </li> </ul> </div> </div>


  • slide 1 
        Platzhalter
  • slide 2 
         Ein Kolibri

Literatur

  1. ↑ Website Abteilung Physik und ihre Didaktik Abgerufen am 31.08.2021
88x31.png Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0
Abgerufen von „http://wiki.pud-edu.de/index.php?title=EXP:Curie-Temperatur_von_Eisen_und_Gadolinium&oldid=1246“