Teilchen und Felder (eLab)

Teilchen und Felder (eLab)

(Angepasstes) Programm für Oberstufenkurse

Dauer des Praktikums: ca. 3 Stunden (inkl. einer 15-minütigen Pause), Praktikumsbeginn: zwischen 9:00 und 10:00 Uhr oder zwischen 13:00 und 14:00 Uhr, Anzahl der Plätze: 10

Zur Zeit besteht in unseren Praktika eine Mund-Nasen-Schutz-Pflicht für alle Anwesenden! Die Masken sind selbst mitzubringen! Bitte beachten Sie auch unseren restlichen Corona-Regeln

Im Mittelpunkt des Praktikums in unserem eLab stehen die Elektronen: Wie können wir sie beschleunigen, wie können wir sie ablenken? Wie können wir ihre Geschwindigkeit oder ihre Masse bestimmen? Eine Nebenrolle spielen außerdem die Myonen, die "großen Brüder" der Elektronen, die hoch oben in der Atmosphäre als Teil der sekundären kosmischen Strahlung entstehen und trotz ihrer kurzen Lebensspanne hier unten bei uns nachweisbar sind. Die folgenden fünf Experimente stehen jeweils in zweifacher Ausführung zur Verfügung:

  • Das Fadenstrahlrohr (Bestimmung der spezifischen Ladungsdichte und somit der Masse des Elektrons)
  • Die Braunschen Röhre (Untersuchung der Bewegung von Elektronen in elektrischen und magnetischen Feldern, Erzeugung von Lissajous-Figuren, Bau eines Quadrupol-Magneten zur Fokussierung des Elektronenstrahls)
  • Induktion (Untersuchung verschiedener Proportionalitäten, Bestimmung der Erdbeschleunigung mithilfe eines Fallrohrs)
  • Nebelkammer (Identifikation radioaktiver Zerfälle mithilfe einer Diffusionsnebelkammer)
  • Cosmic Rays (Nachweis kosmischer Myonen, Vermessung der Myonen-Geschwindigkeit)

 

Die eLab-Experimente zur Zeit einzeln durchgeführt. Jeder führt jeweils nur eines der fünf Experimente durch. Zur Messung und Auswertung steht an jedem Arbeitsplatz ein Notebook zur Verfügung.

Eine etwa einstündige Nachbesprechung (via Zoom) kann hinzugebucht werden. Diese ersetzt die sonst üblichen Abschlussvorträge. Bitte vereinbaren Sie dazu bei der Anmeldung einen weiteren Termin!

Das Angebot richtet sich an Schulklassen, die dieses Thema zur Zeit im Unterricht behandeln oder bereits behandelt haben!

Entsprechendes Vorwissen ist unbedingt nötig zur Durchführung dieses Praktikums: Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits mit dem Verhalten elektrisch geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern vertraut sein und die Lorentzkraft kennen. Von Vorteil kann es sein, wenn Sie außerdem das Induktionsgesetz bereits kennen. Darüber hinaus sind erste Erfahrungen im Umgang mit Excel sehr hilfreich. Bringen Sie zur Sicherung der aufgenommenen Daten am besten einen USB-Stick mit.