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Beobachtungen:

Beschleunigte und abgebremste Ladungen


Ändert ein Teilchen mit Ladung seinen Bewegungszustand, d.h. Veränderung von Geschwindigkeit oder Richtung der Bewegung, so tritt eine elektromagnetische Strahlung auf.

1. Übersicht

2. Dipol
 

3. Ablenkung ohne elektrisches Feld, Aufspaltung durch Erdmagnetfeld?

4. Einfluß der Erdachse
 
4.1 Dipol
  4.2 Helmholtz-Spule

  4.3 Spule mit Lichtleiter

5. Beugung
  5.1 Beugung am Drahtgitter
  5.2 Beugung an Loch und Scheibe

  5.3 Beugung an Stäben

  5.4 Beugung beim Doppelspalt
  5.5 Beugung an zwei Stäben

  5.6 Rotation um lotrechte Achse
     5.6.1 Rotation um lotrechte Achse, Beugung an einem Aluminium-Stab
     5.6.2 Rotation um lotrechte Achse, Beugung an einem Drahtgitter

  5.7 Beugung an einem Stab, unterschiedliche Materialien
  
    5.7.1 Ablesung direkt während der Beobachtung
     5.7.2  Markierung der Positionen auf Holzbrett
  5.8 Linsen

6. Rotierender Zylinder

7. Resonanzrohr


8. Ringe und Spulen

1. Übersicht

Änderung der Geschwindigkeit:

Bei vielen technischen Anwendungen (Beleuchtungskörpern, Halbleiterelektronik) kommt es zur Beschleunigung oder Abbremsung von Elektronen oder ionisierten Gasen mit vergleichsweise geringen Energiedifferenzen. Die Spannungsdifferenz beträgt einige Volt bis einige Hundert Volt.
Bei Röhrenfernsehern oder Röntgenanlagen im medizinischen Bereich sind die Beschleunigungsspannungen etwa 20 kVolt.
In großtechnischen Forschungseinrichtungen arbeitet man mit 1 MVolt und höher.
Bei der Kernspaltung treten sehr viel größere Energien auf, die auch zu starken Beschleunigungen von geladenen Elemetarteilchen führen.

Änderung der Richtung:
Energiesparlampen mit gewendeltem Entladungsrohr,
Forschungsgeräte:    Fadenstrahlrohr, Cyclotronbeschleuniger, Synchrotronbeschleuniger, Undulator
Kernspaltung, Teilchen: alpha-, beta-, gamma-Strahlung


Bei Spannungen unterhalb von 1000 Volt sind bisher keine Beschleunigungs- oder Bremsstrahlungen mit Meßgeräten nachgewiesen worden.

Es wäre aber denkbar, daß auch die bei einigen Volt abgebremste Ladungsträger in einer Halbleiterdiode oder LED eine Art Strahlung aussenden.
Das wären dann
"die kleinen Brüder der Röntgenstrahlung".

s.a. /Gebbensleben 2010/    /Kernbach (1) 2013/

Bedingt durch die Miniaturisierung bei Festkörper-Halbleitern und deren perfektem kristallinen Aufbau entsteht eine nahezu punktförmige Quelle für die Strahlung. Dies kann zu höheren Strahlungsdichten und möglicherweise auch zu Kohärenzen führen.


Bei organischen Materialien für LEDs (OLED) könnte die "Bremsstrahlung" eine andere Qualität haben.

OLED-Fernseher gibt es schon auf dem Markt. Sie erzeugen sehr viel weniger spürbare Belastung als Halbleiter-LED-Bildschirme.


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Abb. 01-01:  Abgebremste Ladungen mit hoher Energie (20 000 eV) erzeugen Strahlung.
Eine nicht abgeschirmte Röntgenröhre hängt an einem Gestell und belichtet den Film, der unter dem Oberschenkel der Person liegt. Auch der Arzt setzt sich ungeschützt der Röntgenstrahlung aus.
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Abb. 01-02:
Auch bei niedrigen Spannungen (500 V, 3 V oder 1 V) kommt eine unsichtbare "Strahlung" heraus. Bei der Gasentladungsröhre (r.o.) zeigen die beiden gelben Linien die Begrenzung dieser "Strahlung". (FB)




"Bremsstrahlung ist die elektromagnetische Strahlung, die entsteht, wenn ein geladenes Teilchen, zum Beispiel ein Elektron, beschleunigt wird. Jede Geschwindigkeitsänderung eines geladenen Teilchens erzeugt Strahlung. Von Bremsstrahlung im engeren Sinne spricht man, wenn Teilchen in Materie gebremst werden."
https://de.wikipedia.org/wiki/Bremsstrahlung
"Bremsstrahlung (German pronunciation: [ˈbʁɛmsˌʃtʁaːlʊŋ] ( listen), from bremsen "to brake" and Strahlung "radiation", i.e. "braking radiation" or "deceleration radiation") is electromagnetic radiation produced by the deceleration of a charged particle when deflected by another charged particle, typically an electron by an atomic nucleus. The moving particle loses kinetic energy, which is converted into a photon, thus satisfying the law of conservation of energy. The term is also used to refer to the process of producing the radiation. Bremsstrahlung has a continuous spectrum, which becomes more intense and whose peak intensity shifts toward higher frequencies as the change of the energy of the accelerated particles increases.
Strictly speaking, braking radiation is any radiation due to the acceleration of a charged particle, which includes synchrotron radiation, cyclotron radiation, and the emission of electrons and positrons during beta decay. However, the term is frequently used in the more narrow sense of radiation from electrons (from whatever source) slowing in matter.
Bremsstrahlung emitted from plasma is sometimes referred to as free/free radiation. This refers to the fact that the radiation in this case is created by charged particles that are free, i.e. not part of an ion, atom or molecule, both before and after the deflection (acceleration) that caused the emission." 
https://en.wikipedia.org/wiki/Bremsstrahlung

Röntgenstrahlung
X-radiation (composed of X-rays) is a form of electromagnetic radiation. Most X-rays have a wavelength ranging from 0.01 to 10 nanometers, corresponding to frequencies in the range 30 petahertz to 30 exahertz (3×1016 Hz to 3×1019 Hz) and energies in the range 100 eV to 100 keV. X-ray wavelengths are shorter than those of UV rays and typically longer than those of gamma rays. In many languages, X-radiation is referred to with terms meaning Röntgen radiation, after Wilhelm Röntgen,[1] who is usually credited as its discoverer, and who had named it X-radiation to signify an unknown type of radiation.[2]  https://en.wikipedia.org/wiki/X-ray

Cyclotronstrahlung
Cyclotron radiation is electromagnetic radiation emitted by moving charged particles deflected by a magnetic field. The Lorentz force on the particles acts perpendicular to both the magnetic field lines and the particles' motion through them, creating an acceleration of charged particles that causes them to emit radiation as a result of the acceleration they undergo as they spiral around the lines of the magnetic field. https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclotron_radiation

Synchrotronstrahlung
"The electromagnetic radiation emitted when charged particles are accelerated radially (\mathbf{a}\perp \mathbf{v})  is called synchrotron radiation. It is produced, for example, in synchrotrons using bending magnets, undulators and/or wigglers. It is similar to cyclotron radiation except that synchrotron radiation is generated by the acceleration of ultrarelativistic charged particles through magnetic fields. Synchrotron radiation may be achieved artificially in synchrotrons or storage rings, or naturally by fast electrons moving through magnetic fields. The radiation produced in this way has a characteristic polarization and the frequencies generated can range over the entire electromagnetic spectrum."   https://en.wikipedia.org/wiki/Synchrotron_radiation


Anwendungen bei unterschiedlicher Bremsspannung.

Halbleiterdioden

Gasentladungen

gebogener Elektronenstrahl

Röntgenröhren

Beschleuniger


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Abb. 01-03: Gleichrichterdiode. Spannungsabfall am pn-Übergang im Betrieb ca. 1 Volt
s.a. /Gebbensleben 2010/  hyperschall.htm    (FB)
imj_8361-a_g.jpg
Abb. 01-04: Verschiedene LEDs. Im Betrieb gibt es einen Spannungsabfall von rund 3 Volt. (FB)
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Abb. 01-05: blaue Leds, Spannungsabfall im Betrieb ca. 3 Volt. (FB)
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Abb. 01-06: Gasentladungsrohr, schwach evakuiert. Zwischen den beiden Ringelektroden liegt eine Spannung von rund 600 V. Es gibt eine Entladung mit scheibenförmig erleuchteten Bereichen.
gasentladung.htm   (FB)
imp-0448-a-002_g.jpg
Abb. 01-07: Gasentladungsrohr. An beiden Enden des Rohres gibt es einen kegelförmigen Bereich, in dem spürbar etwas herauskommt. (FB)
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Abb. 01-08: Spektrallampe, mit Neon gefüllt. Spannungsabfall ca. 400 Volt (FB)
imj_8637_g.jpg
Abb. 01-09: Leuchtstofflampe, nur im rechten Teil ist der Leuchtstoff auf das Glas aufgebracht. Es brennt eine Entladung (Plasma) mit UV-Lichtanteil. (FB)
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Abb. 01-10: Leuchtstäbe, Kaltkathodenlampen, Hintergrundbeleuchtung für LCD-Bildschirme, Brennspannung ca. 500 Volt (FB)
imm_6779_g.jpg
Abb. 01-11: Energiesparlampen unterschiedlicher Bauart. Die Röhren sind teilweise gebogen. Die Ladungen werden bei den Bögen beschleunigt, weil sie dort ihre Richtung ändern müssen. (FB)
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Abb. 01-12: Energiesparlampe mit gewendelter Röhre. Die Ladungen bewegen sich auf kreisförmigen Bahnen (Kreisförmige Beschleunigung) und erfahren bei den beiden Richtungswechseln im vorderen Bereich eine erhöhte Beschleunigung. (FB)
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Abb. 01-13: Fadenstrahlrohr: Ein Elektronenstrahl kommt aus einer Glühkathode, wird mit etwa 250 V beschleunigt und verläßt den Aufbau durch eine kleine Öffnung. Die spezielle Gasfüllung in dem Glaskolben macht den Strahl sichtbar (FB)
imp_4485-a_g.jpg
Abb. 01-14: Fadenstrahlrohr: Legt man ein statisches Magnetfeld an, so laufen die Elektronen auf Kreisbahnen, wenn Strahlachse und Achse des Feldes exakt senkrecht zueinander stehen. Sind sie etwas verkippt zueinander, gibt es eine Spiralbahn. (FB)
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Abb. 01-15: Oszillograph. Ein Elektronenstrahl wird beschleunigt, trifft auf einen Leuchtschirm auf und wird dabei abgebremst. Bei feststehendem Strahl ist in Strahlachse noch in vielen Metern Entfernung vor und hinter dem Gerät etwas zu spüren.
Auch bei älteren schwarz-weiß Fersehern, die noch keine Lochmaske aus Metall vor dem Leuchtschirm haben, dürften die gleichen Effekte auftreten.  (FB)
farbbildschirm_g.jpg
Abb. 01-16: Farbfernseher. Die Elektronenstrahlen von drei Röhren treffen auf eine Lochmaske aus Metall. Dabei entstehen Röntgenstrahlen, die von der speziell konstruierte Frontscheibe zurückgehalten werden. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/1/1c/Farbbildschirm.PNG
1200px-geissler_tubes_g.jpg
Abb. 01-17: Geißler-Röhren, Glasrohr mit verdünnten Gasen und Hochspannung
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/af/Geissler_tubes.jpg/1200px-Geissler_tubes.jpg
crookes-tube_g.jpg
Abb. 01-18: Crookes Röhre  https://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_tube
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Abb. 01-19: Experiment zum Studium der ionisierenden Wirkung der Röntgenstrahlen,
von links: Funkeninduktor, Crookes- Entladungsrohr, Elektrometer, Amperemeter, Fernrohr zur Beobachtung des Elektrometers,  (Brachner S. 85)
imh_2327_g.jpg
Abb. 01-20: Röntgens Versuchsanordnung zur Prüfung der Durchlässigkeit verschiedener Stoffe
links: Elektrometer, mitte: Röntgenröhre, rechts: Funkeninduktor (/Brachner 1995/, S. 39)
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Abb. 01-21: Röntgenröhre. Von rechts kommen die Elektronen, werden nach links  beschleunigt und treffen auf die schräggestellte Anode auf. Dabei entsteht Röntgenstrahlung.
Weitere Informationen zu den Anschlüssen, Regenerierung, harte, weiche Röhren  .... roentgen.htm
 (FB)
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Abb. 01-22: Röntgenröhre. Von rechts (k) kommen die Elektronen, werden nach links beschleunigt und treffen auf die schräggestellte Anode (ak) auf. Dabei entsteht Röntgenstrahlung. (Meyers Lexikon 1929)
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Abb. 01-23: Aufnahme des Unterschenkels (1905) mit einer transportablen Röntgeneinrichtung.
Strahlenschutz gibt es nicht.  (/Brachner 1995/, S. 70)
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Abb. 01-24: Ausbildung von Röntgenassistenten im Röntgenlabor des Lette-Vereins.
Die linke Person steht mit ihrem Rücken vor einer Röntgenröhre. Die anderen Personen betrachten das Bild des Brustkorbs auf einem Leuchtschirm. Strahlenschutz gibt es nicht.
(/Brachner 1995/, S. 84)
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Abb. 01-25: Festkörperphysik mit Röntgenstrahlung, links die Röntgenröhre, rechts ein Goniometer (Probenhalter mit Winkelverstellung in mehreren Achsen) mit der zu untersuchenden Probe.
Versuchsanordnung zur Röntgenbeugung von W.Friedrich, P.Knipping und Max von Laue, 1912, Deutsches Museum (FB)
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Abb. 01-26: Röntgenversuche mit einer Crookes Röhre.
rechts oben: Betrachtung der Hand mit einem Leuchtschirm
unten: Belichtung eines Films mit dem Bild der Hand

"Taking an X-ray image with early Crookes tube apparatus, late 1800s. The Crookes tube is visible in center. The standing man is viewing his hand with a fluoroscope screen. No precautions against radiation exposure are taken; its hazards were not known at the time."
https://en.wikipedia.org/wiki/X-ray

https://en.wikipedia.org/wiki/X-ray#/media/File:Crookes_tube_xray_experiment.jpg
syncrotron.png
Abb. 01-27: Ein Elektronenstrahl verläuft in einem homogenen Feld. Feld und Strahlachse stehen senkrecht aufeinander. Die Ladungen behalten ihre Geschwindigkeit bei, aber die Bewegungsrichtung ändert sich.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Syncrotron.png
undulator_g.jpg
Abb. 01-28: Undulator: Ein Elektronenstrahl geht durch eine Barriere mit wechselnden Magnetfeldern. Dabei entstehen Bahnen mit kreisförmigen Abschnitten. Dort ändert sich die Bewegungsrichtung mehrmals (Beschleunigung). Dabei bildet sich eine Strahlung.  https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9f/Undulator.png
linearbeschleuniger_g.jpg
Abb. 01-29: Linearbeschleuniger. Ein elektrisches Wechselfeld und Beschleunigungsstrecken mit zunehmender Länge sorgen dafür, daß die geladenen Teilchen auf ihrem Weg eine größere Geschwindigkeit bekommen.
Die beiden Zustände (obere und untere Bildhälfte) wechseln sich zeitlich nacheinander ab.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Lineaer_accelerator_en.svg


Funkantennen, Dipol

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Abb. 01-30: Kleiner Dipol aus zwei Messingdrähten, der zugehörige Sender liefert Frequenzen im Kilohertz-Bereich. Während die Magnetfelder der beiden Zuleitungen entgegengesetzt sind und sich "auslöschen", strahlen jeder der beiden Drähte abwechselnd ein elektrisches und ein magnetisches Feld ab. Die Ladungen werden im Draht periodisch beschleunigt und abgebremst.
(FB)
imn_5830_g.jpg
Abb. 01-31: Große Dipolantennen im Megahertz-Bereich (FB)

aus
kuehlwasser-sechs.htm
In Kronshagen bei Kiel gibt es einen Sender (191 m), der seit 1949 auf Mittelwelle und Ultrakurzwelle abstrahlt.
Daneben steht ein etwas kleinerer Mast (104 m) mit UKW und TV-Antennen. In geringer Entfernung gibt es noch einen Mobilfunkmast.
http://de.wikipedia.org/wiki/Sender_Kiel

In einzelnen Frequenzbereichen werden jeweils bis zu rund 15 kW abgestrahlt. (FB)



Beschleunigte Ladungen bei Windkraftanlagen

Die Rotorblätter sind überwiegend aus nichtleitendem Kunststoff. Für den Blitzschutz sind Metallbänder oder Metallstreifen eingearbeitet. Durch die Reibung mit der Luft kann es Reibungselektrizität geben, die zu unterschiedlicher Ladungsverteilung auf den Flügeln kommt. Wegen der Kreisbewegung gibt es eine ständige Radialbeschleunigung. 

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Abb. 01-32: Der Rotor dieser Windkraftanlage hat einen Durchmesser von 112 Metern - eine der ersten Anlagen dieses Typs (FB)
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Abb. 01-33: Nach Absturz eines Rotorblattes kann man einige Details der Konstruktion erkennen:
Glasfaserverstärkter Kunststoff, Holz und in zwei Streifen verlegte Blitzableiter. (FB)
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Abb. 01-34: Aluminiumstreifen als Blitzschutz (FB)




Beschleunigte Ladungen bei Kernreaktionen


Das Kerkraftwerk Krümmel an der Elbe wird zurückgebaut. Radioaktive Strahlung sollte es nicht geben, dennoch findet man spürbare Strukturen, die sowohl vom Reaktorblock als auch vom Zwischenlager ausgehen.
Da bei der Kernspaltung auch große Kräfte entstehen, dürften die Ladungen in den Atomen Beschleunigungen ausgesetzt sein.

Sind die bei der Spaltung entstehenden
Antineutrinos als Folgeprodukte von Beschleunigungen anzusehen?

Antineutrinos sind nur sehr schwer nachzuweisen.

kruemmel.htm

imp_1944_g.jpg
Abb. 01-35: Das Zwischenlager östlich vom Reaktorblock (FB)
imp_1946_g.jpg
Abb. 01-36: Das große Foto gibt einen Eindruck vom Innenleben des Reaktorgebäudes. (FB)
kruemmel-005_g.jpg
Abb. 01-37: schematisch: Beim Gehen entlang der Elbuferstrasse gibt es mehrere Gruppen von spürbaren Streifen, die aus zwei unterschiedlichen Richtungen kommen, aus dem Reaktorblock (gelb) und aus dem Zwischenlager (türkis). Die Entfernung bis zur Straße (schwarze Linie) beträgt etwa 100 Meter (FB)


Beobachtungen Mai 2012
Das Kraftwerk ist dauerhaft vom Netz, es wird zurückgebaut.

Obwohl der Reaktor nicht mehr im Betrieb ist, waren beim Gehen entlang der Elbuferstraße einige mehrere Meter breite spürbare Streifen wahrzunehmen, die in mehreren Gruppen auftraten. (Abb. 19)
Ein Teil der Streifen war so ausgerichtet, daß er zum Reaktorblock und der andere Teil in Richtung auf das Zwischenlager zeigte.

Offensichtlich kommen von den Zerfallsreaktionen in den nicht mehr aktiven, abklingenden Brennelementen weiterhin Teilchen heraus, deren Wirkung man noch in hundert Meter Entfernung spüren kann.
Ist das die Strahlung, die noch bis zum anderen Elbufer reicht und dort die Ursache für die erhöhte Erkrankungsrate von Leukämie bei Kindern darstellt?

Erhöhte Radioaktivität in 300 Metern Entfernung hat man nicht gemessen.
Es gibt aber noch andere Zerfallsprodukte, z.B. die Antineutrinos beim beta(-)  Zerfall.   http://de.wikipedia.org/wiki/Neutrino
Möglicherweise sind die Antineutrinos spürbar.


Antineutrinos

Demtröder Band IV Seite 48                                 /Demtröder 2005/
Als dann das Neutron 1932 von Chadwick als Baustein der Atomkerne mit einer Masse mn ≈ mp entdeckt wurde, war schnell klar, dass es sich beim β-Zerfall um ein anderes neutrales Teilchen handeln musste, dessen Masse wesentlich kleiner, sogar kleiner als die des Elektrons ist, weil sonst nicht die maximale Energie E(β) ≈ Emax im β-Energiespektrum auftreten kann.
Deshalb wurde das hypothetische Teilchen Neutrino ν (kleines Neutron) genannt. Aus Symmetriegründen muss es dann, wie bei allen Elementarteilchen auch ein entsprechendes Antiteilchen, das Antineutrino ¯ν geben
Demtröder Band IV Seite 163
Insgesamt werden daher 201MeV Energie frei, von denen die unbeobachtbare Antineutrinoenergie entweicht.
Demtröder Band IV Seite 174
Ursprünglich nahm man an, dass es nur eine einzige Sorte von Neutrinos ν mit ihren Antiteilchen ¯νgibt. Es stellte
sich dann aber heraus, dass es drei verschiedene Neutrinoarten mit jeweils einem Antineutrino gibt:
Das
Elektron-Neutrino νe,¯ν e, das Myon-Neutrino νμ, ¯νμ und das τ-Neutrino ντ ,¯ντ
Demtröder Band IV Seite 199
Solche Teilchen werden linkshändig genannt. Alle Antineutrinos haben dagegen positive Helizität, sie sind rechtshändig.





smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23-seite25-001.jpg
Abb. 01-38: http://www.biosensor-physik.de/biosensor/smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23_07.pdf
smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23-seite30-001.jpg
Abb. 01-39: http://www.biosensor-physik.de/biosensor/smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23_07.pdf
smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23-seite31-001.jpg
Abb. 01-40:  http://www.biosensor-physik.de/biosensor/smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23_07.pdf
smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23-seite32-001.jpg
Abb. 01-41: http://www.biosensor-physik.de/biosensor/smart-dgeim-heidelberg-2018-04-23_07.pdf





dscn6598_g.jpg
Abb. xx:
aus felder.htm#kapitel-04-07-01c
Abb. 04-07-01c-05: Eine Spule aus einem Experimentiertrafo mit 1000 Windungen liegt auf der großen Leiterschleife. Es wird kurzzeitig ein kleiner Gleichstrom aus einer 9V-Batterie durch die Spule geschickt. (FB)

2016-06-18-0853-1000windungen-1-ampere-003_g.jpg
Abb. xx

aus felder.htm#kapitel-04-07-01c
Abb. 04-07-01c-08a: (Ausschnitt)
Spannung an der großen Leiterschleife (schwarz) und deren Integral über die Zeit (violett).
Die Spule wird mit Gleichstrom von 1A aus einem Netzgerät betrieben. Der Strom läßt sich langsam auf den Maximalwert regeln (links) oder schnell ein - und ausschalten (rechts).
Die gleichbleibende Höhe des Integral zeigt, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes keine Rolle spielt. Daraus läßt sich schließen:
  • Das Magnetfeld wird beim Einschalten des Stromes während der (oder durch die?) Beschleunigung der Ladungsträger in der Spule erzeugt  (roter Pfeil).
  • Durch den fließenden Strom wird es nur aufrecht erhalten.
Die Höhe des Plateaus ist durch die Änderung des Magnetfeldes in der Leiterschleife bestimmt:
0,013 mVs.   (FB)









2. Dipol, Ablenkung der "Strahlung" mit elektrischem Feld




Ergebnis:

An der Spitze des Dipols kommen geladene Teilchen heraus, die sich im elektrischen Feld ablenken lassen.
Sie verhalten sich änlich wie die beim Experiment mit der Gleichrichterdiode.

Aufbau der Ablenkeinrichtung wie bei der Gleichrichterdiode in konische-koerper.htm#kapitel-04-01a

Es gelten ähnliche Regeln wie bei einer horizontal gewordenen Masse, die dem Einfluß der Erdbeschleunigung unterliegt. Sie fliegt auf einer Parabel fliegt.
  
  •    Je höher die Anfangsgeschwindigkeit, um so geringer die Ablenkung.
  •    je stärker die zur Bewegung senkrechten Beschleunigung, um so stärker die Ablenkung.
  •    Das Vorzeichen der Beschleunigung bestimmt die Richtung der Ablenkung.



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Abb. 02-01: Ablenkeinrichtung durch elektrische Felder bei einem Oszillograph.
aus  kuehlwasser-achtzehn-06.htm#kapitel-06
Abb. 06-04: Elektronstrahlquelle in einem Oszillograph.
von links nach rechts:
Röhrensockel, Elektronenquelle mit geheizter Kathode, Fokussierungselektroden, Anode und zwei senkrecht zueinander stehende Systems mit Ablenkplatten zur Ausrichtung des Strahls. (FB)
dsco5584_g.jpg
Abb. 02-02: Ein Dipol aus Messing. Von den Spitzen geht etwas aus, das sich mit einem elektrischen Feld ablenken läßt.
Der rechte Stab ist am Signalausgang, der linke am Massepol des Generators angeschlossen.
(FB)
dsco5588-a_g.jpg
Abb. 02-03: Maßstab zum Vergleich
Länge des Dipols: 16 cm, Abstand der Platten: 5 cm (FB)
dsco5586_g.jpg
Abb. 02-04: linkes Instrument: Ablenkspannung 1.6798 V,
rechtes Instrument: Signalamplitude 0.1922 V RMS
darunter:
Gleichstromquelle, Frequenzgenerator Dreieck, 4,88 Hz (FB)
dreieck-spannung-diag01-001.jpg
Abb. 02-05: Ausgangsspannung vom Generator: Dreieck   z.B. mit 5 Hz und 2 Hz
Bei der roten Kurve steigt die Spannung langsamer an.
 (FB)

Vereinfachung:  der Dipol soll durch einen Plattenkondensator angenähert werden.

Beschleunigung eines geladenen Teilchens im elektrischen Feld eines Plattenkondensators.

Elektrisches Feld E, Spannung U,  Ladung q, Länge L, Kraft F, Masse m, Beschleunigung a

E = U / L  , Definition

E = F / q  , Definition

F = m * a 
, Newton

m * a = q * E

a= q / m * E

a = q / m * U / L
 
a = c1 * U
a = c2 / L


Die Beschleunigung a eines geladenen Teilchens mit Masse m und Ladung q in einem homogenen elektrischen Feld eines Plattenkondensators mit Abstand L ist
                proportional  zur Spannung U    
und         
                umgekehrt proportional zum Abtand L


q/m  beim Elektron    1,76 1011  C / kg

Wenn die Spannung beim Dipol  mit der Zeit dreieckförmig ansteigt und abfällt, dann verhält sich auch die  Beschleunigung entsprechend.
D.h. die Beschleunigung steigt und fällt zeitlich linear zwischen einem positiven und einem negativen Grenzwert periodisch hin und her.

dsco5587-a_g.jpg
Abb. 02-06: Der "Strahl" wird in 1.15 m Entfernung vor dem Maßstab verfolgt und jeweils dessen linke und rechte Position notiert. Er hat etwa eine Breite von 10 cm. (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag01-003.jpg
Abb. 02-07:  Ablenkwinkel als Funktion der Frequenz für positive und negative Polung der Platten.
Die kurzen Striche geben die gemessenen Randpositionen wieder, die Raute ist deren Mittelwert.
Die schwächeren Markierungen bei 15 Hz gehören zu beiden nachfolgenden Abbildungen bei unterschiedlichen Signalamplituden und Ablenkspannungen.

Ergebnis:
  • Die Wirkung der Ablenkung wird bei höheren Frequenzen kleiner.
  • Das Vorzeichen der Ablenkspannung gibt die Richtung der Ablenkung des Strahls vor.
Weil die Anstiegsgeschwindigkeit des Dreieck-Signals mit der Frequenz zunimmt, ist wächst auch die Beschleunigung der Ladungsträger mit der Frequenz.
Bei dem Dreieckssignal ist die Beschleunigung für eine halbe Periode jeweils konstant sowohl beim Anstieg als auch beim Abfall.
Verwendet man statt des Dreiecks ein Sinussignal, dann ist die Struktur sehr aufgeweicht.
(FB)
dipol-bremsstrahlung-diag02-003.jpg
Abb. 02-08: Ablenkwinkel als Funktion der Signalspannung.
Ergebnis: Die Wirkung der Ablenkung wird mit zunehmender Spannung kleiner.

Je größer die Signalspannung umso stärker ist die Beschleunigung und damit sinkt der Einfluß der Ablenkung. (FB)

dipol-bremsstrahlung-diag03-003.jpg
Abb. 02-09: Ablenkwinkel als Funktion der Ablenkspannung.
Ergebnis: Mit zunehmendem Betrag der Spannung wird die Ablenkung größer.
(FB)
dsco5590-a_g.jpg
Abb. 02-10: Die Enden sind flach gefeilt. 06.04.2020 (FB)
dsco5592_g.jpg
Abb. 02-11: Dipol 32 cm Länge, reicht bis zum Strich,  4 cm vor den Aluplatten (FB)
dsco5594_g.jpg
Abb. 02-12: alle Dipole 11 cm, 16 cm und 32 cm Länge, der kurze reicht bis zum Strich vor den Aluplatten.  (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag04-003.jpg
Abb. 02-13: Die Länge des Dipols hat einen Einfluß.
Bei kurzen Dipolen scheint die Beschleunigung höher als bei langen zu sein - bei sonst gleichen Eigenschaften.

Beobachtung:
  • Beim langen Dipol mit 32 cm ist die Ablenkung sehr viel größer als bei den anderen.
  • Man muß die Frequenz erhöhen, um wieder zu kleineren Ablenkwinkeln zu kommen.

Begründung

Wenn in dem Messingdraht Ladungsträger durch Anlegen einer Spannung U beschleunigt werden, dann steckt die elektrische Feldstärke E dahinter. Beide Größen sind über eine Länge L miteinander verknüpft.     E = U / L
Bei einem langen Draht ist die Feldstärke kleiner als bei einem kurzen.
Also ist die Beschleunigung bei langen Drähten kleiner.

Bei höherer Frequenz ist erfolgt der Anstieg der Dreiecksflanken schneller.
D.h. dann ist die Beschleunigung ebenfalls größer.
06.04.2020 (FB)
Wie hängt die Länge der Beschleunigungsstrecke damit zusammen?
Matematische Formeln z.B. wie bei einer Gewehrkugel im Lauf?

In einem Rohr der Länge s wird eine Kugel beschleunigt in der Zeit t. Am Anfang hat sie keine Geschwindigkeit. Am Ende des Rohres ist diese v = s / t / 2
 
Für die Beschleunigung a gilt      a =  2 s / t²
Verdoppelt man die Länge des Rohres, ist  die Beschleunigung doppelt so groß.

 
Bei vorgegebener Zeit für die Beschleunigung t , muß bei kurzen Beschleunigungsstrecken s die Beschleunigung a größer als bei langen Strecken sein. ??????????  v = a t

Länge s1, s2,  Beschleunigung  a1, a2, Beschleunigungszeit (Periodendauer beim Dreieck)  t1,  t2

s = a /  2 *  t²  
--->   a1 = 2 * s1 / t1²       a2 = 2 * s2 / t2²

a1 / a2   =   s1/s2 * t1² / t2²

Wenn s2 = 2*s1  (längerer Dipol)
a1 / a2 = 1/2   t1² /  t2²
wenn t1 = t2   (Frequenz gleich)
a1/a2 = 1/2 ;
 a2 = a1/2

Für die Gewehrkugel gilt somit:
  • Bei doppelter Länge des Rohres ist die Beschleunigung halb so groß. ??????
  • Bei gleicher Länge und kürzerer Beschleunigungszeit (doppelter Frequenz) ist die Beschleunigung doppelt so groß.???


imp_7736_g.jpg
Abb. 02-14:Unter dem Einfluß der Schwerkraft ist die Bahn dieser Wasserstrhlen parabelförmig.
Je größer der Druck ist, um so weniger gekrümmt ist die Bahn des Wassers. (FB)
aus bbewegte-materie.htm#kapitel-03-03
Abb. 03-03-03: Der rechte Strahl fließt unterhalb vom linken. (FB)




3. Ablenkung ohne elektrisches Feld, Aufspaltung durch Erdmagnetfeld?

dsco5625_g.jpg
Abb. 03-01:   Frequenzgenerator und  Meßgerät mit der Einstellung Volt RMS
Einstellung    SINUS  !!!!, geplant war Dreieck
Vergleichsmessung s. Abb. 03-06  hat nur geringe Unterschiede ergeben.
15.04.2020 (FB)
dsco5626-a_g.jpg
Abb. 03-02:  die beiden Messingstäbe haben die gleiche Orientierung bezüglich der Ziehrichtung des Materials. Die "Wurzel-Seite" zeigt nach rechts (Osten). 15.04.2020 (FB)
dsco5629-a_g.jpg
Abb. 03-03: Blick nach Osten.  Es gibt links und rechts von der Hauptrichtung jeweils drei Streifen mit spürbarer Intensität, die ausgelegten Hölzer am Meßkreis (Radius 3,5 m) markieren die Lagen der Streifen.
Ausgelegt ist eine Einstellung von Frequenz und Amplitude, bei der die Ablenkung stark ist.
15.04.2020  (FB)
dsco5630-a_g.jpg
Abb. 03-04: andere Einstellung, die Ablenkung ist schwächer. 15.04.2020 (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag06-001.jpg
Abb. 03-05: Dipol in Ost-West-Richtung, passend zu den beiden Abbildungen vorher.
Auf beiden Seiten der Dipolachse (Ost und West) gibt es jeweils eine Struktur mit drei Sektoren.
Deren Lage (Ablenkungswinkel) hängt von der Frequenz und der Amplitude ab.
Ausgemessen wurde nur die östliche Seite.
rot: hohe Frequenz - geringe Ablenkung, blau: niedrige Frequenz - größere Ablenkung,
(die Amplituden sind nahezu gleich).


Es gibt eine ähnliche Struktur am anderen Ende des Dipols, auf der Westseite.
Die Qualität ist anders (komplementär?).
 (FB)
dsco5631-a_g.jpg
Abb. 03-06: Blick nach Norden, der Dipol zeigt in Richtung Ost-West. 15.04.2020 (FB)
dsco5633-a_g.jpg
Abb. 03-07: Effektivwerte und Spitzenwerte:  Sinus 3.44 Vss 9.785 Hz,  1.415 V RMS  (FB)
dsco5634-a_g.jpg
Abb. 03-08: Dreieck, 3.76 Vss 9.785 Hz, 1.440 V RMS    (FB)





dipol-bremsstrahlung-diag07-001.jpg
Abb. 03-09: Winkelposition der Streifen am Meßkreis  für 1,5 V Amplitude und Frequenzen von 10 Hz, 15 Hz und 20 Hz. Die Steigungen der Trendlinien geben an, um wieviel der Ablenkwinkel von Streifen zu
Streifen zunimmt. 
Je höher die Frequenz um so geringer ist der Ablenkwinkel.

Die gelben Quadrate gehören zu einer Messing mit Dreieck-Signal.
1.5 V 10 Hz Dreieck verhalten sich ähnlich wie 1.5 V 15 Hz Sinus
Da die Spannung als TRUE-RMS-Signal (Effektivwert) gemessen wurde und nicht als Spitz-Spitze-Signal, könnte der Unterschied an der nicht vergleichbaren Einstellung der Spannung liegen.
Beim Nachmessen ergibt sich ein Unterschied von etwa 10 % für die Spannung:
Dreieck: 1.46 V RMS  entspricht 3,8 Vss  d.h.  1.9 V (Der RMS-Wert schwankte ein wenig. )
Sinus   : 1.40 V RMS  entspricht 3,4 Vss     d.h. 1,7 V

Für den Scheitelfaktor zur Umrechnung von Effektivwerten in Spitzenwerte sollte gelten:
       Sinus     Spitzenwert = Wurzel (2) * Effektiwert      (Faktor 1.414), 
       Dreieck  Spitzenwert = Wurzel (3) * Effektivwert     (Faktor 1.732)
 (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag08-001.jpg
Abb. 03-10: Unterschiedliche Frequenzen bei gleicher Signalamplitude
Je höher die Frequenz um so geringer ist der Ablenkwinkel.  (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag09-001.jpg
Abb. 03-11: Unterschiedliche Signalamplituden bei gleicher Frequenz.
Je höher die Amplitude um so geringer ist der Ablenkwinkel. (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag10-001.jpg
ABb. 03-12: Bei unterschiedlichen Amplituden:
 Je höher die Frequenz um so geringer ist der Ablenkwinkel (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag11-001.jpg
Abb. 03-13: bei unterschiedlichen Frequenzen:
Je höher die Amplitude um so geringer ist der Ablenkwinkel (FB)






4. Einfluß der Erdachse

Der "Forschungsgarten" hat eine geografische Breite von
49.63°



erdachse-aequator-007-a_g.jpg



Abb. 04-00-01:
schematisch: Die Erdkugel (türkis) mit Erdachse (schwarz),
Äquatorebene (gelblich),
Horizont und Gebäude bei 50° nördlicher Breite (grün),
Ebene bei 50° nördlicher Breite parallel zur Äquatorebene  (rötlich)
(FB)
erdachse-aequator-04-001-a_g.jpg
Abb. 04-00-01a:
Ebene parallel zur Erdachse (gelblich)
erdachse-aequator-02-001-a_g.jpg
Abb. 04-00-02: Blick auf den Norpol.
Ruhende Teilchen beim Gebäude werden von der Fliehkraft nach außen beschleunigt, sofern keine anderen Kräfte wirken. Sie bleiben innerhalb der roten Ebene und werden von der Corioliskraft nach rechts abgelenkt (schematisch) (FB)


4.1 Dipol

dsco5635_g.jpg
dsco5635-a.jpg
Abb. 04-01-01: Dipol senkrecht zur Erdachse, es gibt  wenige, einfache spürbare Strukturen
16.04.2020  (FB)
dsco5636-a_g.jpg
Abb. 04-01-02: Dipol parallel zur Erdachse, "alles voll" , viele spürbare Strukturen
16.04.2020 (FB)
erdachse-aequator-03-008-a_g.jpg
Abb. 04-01-03: Dipol parallel zur Erdachse (FB)
dipol-bremsstrahlung-diag12-003.jpg
Abb. 04-01-04: Die Reichweite der inneren Struktur in Richtung der Dipolachse wächst mit der Frequenz, d.h. mit der Beschleunigung.
Außerhalb von dieser Grenze gibt es das "Beugungsmuster" wie in Kapitel-3.
(Übergang von Teilchen in Wellen?) (FB)







4.2 Helmholtz-Spule

dsco5644-a_g.jpg
Abb. 04-02-00: Helmholtzspule, Wicklung aus seidenumsponnenem Kupferdraht,
Ausrichtung senkrecht zur Erdachse (FB)
erdachse-aequator-03-006-a_g.jpg
Abb. 04-02-00a: Erdachse und Äquatorebene. (FB)
dsco5645-a_g.jpg
Abb. 04-02-01: Gleichstromquelle für PicoAmpere Spannungsteiler 1:1000, Vorwiderstand 10 MOhm
Der Innenleiter vom BNC-Kabel ist der Pluspol  (rot), Minuspol (blaus)
Eingestellte Ströme: 114 pA,  50 pA,  25 pA, 14 pA      (+/- 5 pA Schwankung)
(FB)
dsco5647_g.jpg
Abb. 04-02-02: Helmholtzspule mit seidenumsponnenen Kupferdraht,
Spulenachse zeigt senkrecht zur Erdachse, nahezu Nord-Süd-Richtung
Neigungswinkel ca. 49 °, geografische Breite des Ortes (FB)
dsco5649-a_g.jpg
Abb. 05-02-03:  nahezu Nord-Süd-Richtung (FB)
dsco5650_g.jpg
Abb. 04-02-04: Der rote Draht (Pluspol) geht nach oben  (CCW), der andere nach unten (Pfeil, CW) (FB)
dsco5653_g.jpg
Abb. 04-02-05:  Wichtig:  Wasserwaage und Schnur für die Ausrichtung Nord-Süd

Noch Forschungsbedarf:    hier nicht die exakte Nordrichtung, Schnur zeigt etwa 5° nach NordOst
, Spulenhälften nicht parallel   usw.
(FB)

spherical-harmonics-plotylm-005_g.jpg
Abb. 04-02-06: schematisch, Spulenachse in Nord-Südrichtung (im Bild oben-unten)
An jedem Ende gibt es in Achsenrichtung mehrere räumliche Objekte.
In der Mitte ist eine eingebeulte Keule (sehr viel kleiner als die Schalen in dieser Zeichnung), weiter zur Seite schließen sich zwei schalenförmige Gebilde an. Nord- und Südseite unterscheiden sich in der Größe.

Berechnet für spherical harmonics ,  mit Programm von R. Matzdorf, Universität Kassel
http://www.uni-kassel.de/fb10/institute/physik/forschungsgruppen/oberflaechenphysik/quantum-analogs/sperical-harmonics.html
(FB)


magnetfeld-spule-005_g.jpg
Abb. 04-02-07: Wenn durch den gelben Ring ein Gleichstrom fließt, wirkt auf die Ladungsträger eine Zentrifugalkraft (lila Pfeile) nach außen. Bei exakter Anordnung steht die Zentrifugalkraft durch die Rotation der Erde (blaue Pfeile) senkrecht dazu. (FB)
magnetfeld-spule-006_g.jpg
Abb. 04-02-08: Ist der Ring nicht orthogonal, dann gibt es Unsymmetrien, die zu Wirbeln führen können (FB)


Bei exakter Orientierung  (Spulenachse zeigt senkrecht auf die Erdachse ) sind die Strukturen  auf der Südseite klein.
Schon bei einigen Grad Abweichung von dieser Richtung wachsen die Strukturen an. Ihre Intensität nimmt zu.

Bei umgekehrter Polung werden die Strukturen intensiv ( auf der Südseite unangenehm)


Bei 114 pA gilt für die Polung plus bei der Südseite:    Länge von Keule: 0.4 m,  Schale 1 : ca. 1 m,  Schale 2: ca. 1.5 m
       Nordseite:   einige Meter
bei Polung minus:  Südseite  Strukturen im Bereich von einigen Metern.

Bei kleineren Strömen schrumpfen die Strukturen entsprechend proportional.

  noch Forschungsbedarf!



4.3 Spule mit Lichtleiter

Bei Beleuchtung eines Faserendes mit Sonnenlicht entstehen ähnliche Strukturen wie bei der Helmholtzspule.
Sie unterscheiden sich allerdings in der Anzahl d.h. es gibt nicht 3 sondern erheblich mehr ( 9?) Elemente.
Bei einer Entfernung zur Spule entlang der Achse um ca. 5 m, sind die "Schalen"  etwa 1 m dicht auseinander.


dsco5654_g.jpg
Abb. 04-03-01:  Spule mit Lichtleiter. Das eine Ende ist mit einer lichtundurchlässigen Kappe verschlossen. Das andere Ende hängt am oberen Rand. Es ist dem Sonnenlicht ausgesetzt (FB)
dsco5655_g.jpg
Abb. 04-03-02: Die Spule ist etwa 49° gegen den Horizont (geografische Breite) geneigt.
Das Sonnenlicht scheint auf das Ende der Faser. (FB)
dsco5657_g.jpg
Abb. 04-03-03: Mit Hilfe der Zwinge läßt sich das Faserende bequem zur Richtung der Sonne ausrichten.
Sofern das Ende beleuchtet wird, gibt es ähnliche Strukturen wie bei der Helmholtz-Spule.
Je nach Fehlstellung zur Richtung der Sonne kann die eingestrahlte Intensität variiert werden.

Deckt man es wie hier mit einem Schattengeber ab, verschwinden die Strukturen. Sie kommen sofort wieder, wenn man den Schattengeber entfernt.
(FB)
dsco5657-a_g.jpg
Abb. 04-03-04: Faserende im Schatten (FB)






5. Beugung


Zusammenfassung

Bei den Experimenten zeigt sich, daß die Richtung senkrecht zur Rotationsachse der Erde eine besondere Rolle spielt.
Es ist die Richtung der Fliehkraft der Erdrotation.

bewegte-materie-oszillierend.htm#kapitel-10-02

Beschleunigung auf der Erdoberfläche durch Tagesrotation   
Radius R6 300 000m
Tag T86400s
Winkelgeschwindigkeit ω = 2 pi / T7.27221E-051/s
Geschwindigkeit
v = ω * R
458.1
 m/s
Zentrifugalbeschleunigung.ω² * R 3.33E-02m/s²
  33.3mm/s²

Die Erdbeschleunigung ist 9,81 m/s² und daher etwa um den Faktor 300 größer.
Mit der üblichen Annahme, daß schwere Masse zahlenmäßig gleich der trägen Masse ist, d.h. die beiden Größen nicht unterscheidbar sind, kommt man hier nicht weiter. Es dürfte keine Wirkung geben, weil die Erdanziehung die Zentrifugaleffekte überwiegt.

Wenn nun aber doch Effekte in Richtung der Zentrifugalkraft
auftreten, dann folgt daraus, daß hier Teilchen beteiligt sind, die überwiegend träge Masse haben.

Damit es Beugungseffekte geben kann, müssen die Teilchen Wellen erzeugen.
Vermutlich geschieht dies, wenn sie auf Materie wie z.B. das Drahtgitter treffen.

 
erdachse-aequator-03-005-a_g.jpg
Abb. 05-01-01a: Das "Beugungsmuster" ist symmetrisch zur roten Ebene (parallel zur Äquatorebene) (FB)




kapitel-05-01

erdachse-aequator-03-009-a_g.jpg
Abb. 05-01-07a: Neigungswinkel des Gitters, Rotation um horizontale Achse.
teilchen-beugung-2020-diag01-001.jpg
Abb. 05-01-09: Die beobachteten Strukturen bei unterschiedlichen Neigungswinkeln.
von rechts nach links  51.6; 51.1; 50.6; 50.1; 49.6; 49.1; 48.6; 48.1; 47.6; 47.1 °
Zwischen 49° und 50° gibt es ein Minimum der Ablenkung. Der Winkel entspricht der geografischen Breite des Ortes. (FB)






kapitel-05-06-02

erdachse-aequator-04-002_g.jpg
Abb. 05-06-08: Die Ebene des Gitters steht parallel zur Erdachse,
Rotation um lotrechte Achse (FB)
beugung-drahtgitter-aequator-diag04-001.jpg
Abb. 05-06-13:  von links nach rechts:  -15°, -10°, -5°, 0°, 0°, 5°, 10° und 15° (FB)
beugung-drahtgitter-aequator-diag01-001.jpg
Abb. 05-06-15: Aus den Steigungen ermittelt: Der Abstand zwischen jeweils zwei Maxima verringert sich fast um den Faktor 2, wenn das Gitter aus der Nord-Süd-Richtung herausgedreht wird. (FB)





kapitel-05-06-01

erdachse-aequator-03-010-a_g.jpg
Abb. 05-06-02: Drehung um eine lotrechte Achse, z.B. 20° (FB)
teilchen-beugung-2020-diag19-001.jpg
Abb. 05-06-06: Aus den Steigungen der vorherigen Grafik ermittelt.
Der Abstand zwischen jeweils zwei Maxima vergrößert sich, wenn der Aluminium-Stab aus der Nord-Süd-Richtung herausgedreht wird. (FB)








5.1 Beugung am Drahtgitter


dsco5660-a_g_a.jpg
Abb. 05-01-01: Probeaufbau.
Ein Drahtgitter (Pellkartoffelschneider) liegt auf dem Pult, links oben ist eine Halterung für einen "Projektionsschirm" zur Aufnahme eines "Beugungsmusters". (FB)
erdachse-aequator-03-005-a_g.jpg
Abb. 05-01-01a: Das "Beugungsmuster" ist symmetrisch zur roten Ebene (parallel zur Äquatorebene) (FB)
dsco5661_g.jpg
Abb. 05-01-02: Ein Blatt Papier zum Aufzeichnen der Beugungsmuster (FB)
dsco5665-a_g.jpg
Abb. 05-01-03: verbesserte Version: M10-Gewinde mit Flügelmutter zur Verstellung der Neigung sowie ein Neigungsmesser mit elektronischer Anzeige auf dem Pult.
Zum Aufzeichnen der Muster dient ein Pappkarton mit zwei DINA-4 Papieren darauf.
Abstand vom Gitter bis zur Projektionsebene: 550 mm. (FB)
dsco5664-a_g.jpg
Abb. 05-01-04: Neigungsmesser, Anzeige  51.0°, Auflösung 1/10°, dahinter das Drahtgitter
Dreht man das Gerät um 180°, dann ist die Anzeige bei 51.4°, d.h. der Winkelfehler ist 0.4/2 = 0.2°
(FB)
dsco5668_g.jpg
Abb. 05-01-05: Das Drahtgitter hat 20 Drähte auf 96 mm. d.h. Abstand 5.05 mm, Drahtstärke 0.30 mm (FB)
dsco5679_g.jpg
Abb. 05-01-06: Die Drähte sind in einem Aluminium-Rahmen eingespannt. (FB)
dsco5669-a_g.jpg
Abb. 05-01-07: Die Neigung läßt sich mit der Gewindestange verändern. 
ausgenutzter Verstellbereich + / - 3° (FB)
erdachse-aequator-03-009-a_g.jpg
Abb. 05-01-07a: Neigungswinkel des Gitters. Rotation um horizontale Achse. (Fb)
dsco5666-a_g.jpg
Abb. 05-01-08: Die beobachteten Strukturen bei unterschiedlichen Neigungswinkeln.
von oben nach unten  51.6; 51.1; 50.6; 50.1; 49.6; 49.1; 48.6; 48.1; 47.6; 47.1 °
Es gibt etwa alle 5 cm eine höhere spürbare Intensität.
Bei Durchgang von oben nach unten verschieben sich die Muster zunächst nach rechts. Bei etwa 49.5° kehrt sich das Vorzeichen der Verschiebung um. (FB)


teilchen-beugung-2020-diag01-001.jpg
Abb. 05-01-09: Die beobachteten Strukturen bei unterschiedlichen Neigungswinkeln.
von rechts nach links  51.6; 51.1; 50.6; 50.1; 49.6; 49.1; 48.6; 48.1; 47.6; 47.1 °
Zwischen 49° und 50° gibt es ein Minimum der Ablenkung. Der Winkel entspricht der geografischen Breite des Ortes. (FB)
v
Abb. 05-01-10: Beugungswinkel bei unterschiedlichen Neigungswinkeln. Die Maxima werden der Reihe nach durchgezählt. Mittelstellung beim Index = 0
Der Abstand der Maxima beträt etwa 5.7°. 
Mit zunehmendem Abstand des Neigungswinkels von 49.6° wandern die Beugungswinkel im Diagrammnach oben.
(Die Markierungen auf dem Projektionsschirm haben sich nach links verschoben.)  (FB)
teilchen-beugung-2020-diag03-001.jpg
Abb. 05-01-11: Für die mittlere der Kurvenschar läßt sich eine Wellenlänge von etwa 0.5 mm mit der Gleichung   n*lambda = d * sin(alpha)     ausrechnen.
Für die anderen Kurven gibt es Abweichungen besonders im Bereich der Mitte, denn das "nullte" Maximum liegt nicht in der Mitte.   (FB)


Weitere Beobachtungen

Haushaltsfolie und Drahtgitter

Die Intensität ist verringert. Dabei spielt die Ausrichtung horizontal, vertikal keine Rolle.ausbreitung.htm
/Reddish 2010/  Seite IX und XV

"If the interferometer is shielded from the sun by aluminium foil or crossed sheets of stretched polyethylene film, the pattern disappears.

About this time an article by two Russian authors, Nachalov and Parkhomov, appeared on the Internet reporting that stretched polyethylene film (commonly used as 'clingfilm' in Britain for wrapping food) polarises torsion radiation, a comprehensive term used by them and their colleagues that supposedly includes fields produced by rotating masses.
This seemed to me then to be a remarkable discovery, and still does. I was sufficiently suspicious to want to confirm it and that was easily done by polarising the field by reflection with aluminium and cross-polarising by transmission through stretched polyethylene film, which eliminated the field (having first established that the film transmitted the unpolarised field)."

Gestrecktes Polyethylen polarisiert die Strahlung von rotierenden Körpern.  Reddish hat diese Aussage von zwei russischen Autoren Nachalov und Parkhomov mit an Aluminium reflektierter Strahlung bestätigen können.

Yu.V.Nachalov, E.A.Parkhomov.  Experimental detection of the torsion field. http://www.amasci.com/freenrg/tors/doc15.html


dsco5670_g.jpg
Abb. 05-01-12: Drahtgitter und Haushaltsfolie (FB)





5.2 Beugung an Loch und Scheibe


dsco5671-a_g.jpg
Abb. 05-02-01: Eine leicht elliptische Scheibe aus Aluminiumfolie erzeugt ein ringförmiges "Beugungsbild". Die matte Seite muß zum Projektionsschirm zeigen. (FB)
dsco5672-a_g.jpg
Abb. 05-02-02: Auch bei der Folie mit dem Loch gibt es ein ähnliches Muster. Babinet'sche Theorem,
Das gestanzte Aluminiumblech erzeugt ein zweidimensionlases Muster. (FB)
dsco5673_g.jpg
Abb. 05-02-03: Scheiben aus Aluminiumfolie mit unterschiedlichen Durchmessern, Blick auf die matte Seite. (FB)
dsco5675-a_g.jpg
Abb. 05-02-04: Aufbau zum Ausmessen der Beugungsbilder bei Scheiben mit unterschiedlichen Durchmessern (FB)
dsco5676_g.jpg
Abb. 05-02-05: Der Satz der Aluminiumscheiben auf dem Lochblech. (FB)
teilchen-beugung-2020-diag04-001.jpg
Abb. 05-02-06: Die von dem Papier abgenommenen Maße für die unterschiedlichen Scheiben aus Alufolie, jeweils Anfang und Ende einer Struktur (FB)
teilchen-beugung-2020-diag05-001.jpg
Abb. 05-02-07: Schematisch, aus den Meßpunkten konstruierte Kreisringe
rot: große Scheibe, 65mm;  blau: 55 mm;  grau: kleine Scheibe  28 mm (FB)



5.3 Beugung an Stäben


v
Abb. 05-03-01: Zwei Titanbleche mit einer Lücke dazwischen erzeugen eine "Beugungsbild". (FB)
dsco5693_g.jpg
Abb. 05-03-02:  Zwei Eisenstäbe, parallel zueinander, erzeugen ein "Beugungsbild"
Abstand 105 mm (FB)
dsco5695_g.jpg
Abb. 05-03-03: Abstand 56 mm (FB)
dsco5697_g.jpg
Abb. 05-03-04: Abstand 189 mm (FB)
dsco5702_g.jpg
Abb. 05-03-05: vierter Versuch mit Aluminium-Stäben, Abstand 56 mm (FB)




5.4 Beugung beim Doppelspalt


Überlagerung von Kreiswellen von zwei unterschiedlichen Mittelpunkten
aus ueberlagerung.htm

doppelringe-100-05_m.jpg
doppelringe-100-07_m.jpg
Abstand der Mittelpunkte: 5 Einheiten,
3 helle Streifen
Abstand der Mittelpunkte: 7 Einheiten
5 helle Streifen
doppelringe-100-10_m.jpg
doppelringe-100-15_m.jpg
Abstand der Mittelpunkte: 10 Einheiten
7 helle Streifen
Abstand der Mittelpunkte: 15 Einheiten
11 helle Streifen
doppelringe-100-20_m.jpg
Abstand der Mittelpunkte: 20 Einheiten
15 helle Streifen

Abb. 05-04-01a bis 01e: Konstruktive Überlagerung von zwei Systemen konzentrischer Kreise. Die Mittelpunkte haben jeweils unterschiedliche Abstände. Dort wo sich zwei Kreise exakt treffen, ist es heller und an anderen Stellen dunkler.

Ringabstand: 5 Einheiten,
Je größer der Abstand der Mittelpunkte wird, je kleiner ist der Winkelabstand der Streifen.


imm_4037_g.jpg
Abb. 05-04-02: Kreiswellen auf einer Wasseroberfläche.
Links oben ist ein luftdichtes Lautsprechergehäuse, an dessen Innenraum ein Schlauch angeschlossen ist.
Bei der Bewegung der Membrane strömt Luft durch den Schlauch bis zu den beiden Düsen aus Glasrohr über der Wasseroberfläche. Der Lautsprecher wird von einem Frequenzgenerator angeregt. Damit werden periodisch Luftstöße erzeugt, die auf die Wasseroberfläche treffen und dort Wellen machen.
Über der Wasserwanne ist eine punktförmige Lichtquelle. Sie zeichnet unten auf dem weißen Papier das Schattenbild dieser Wellen. Der Abstand der beiden Düsen ist verstellbar. (FB)
imm_4009_g.jpg
Abb. 05-04-02a:
 Die Anreger haben etwa 8 Wellenlängen Abstand. (FB)
imm_4002_g.jpg
Abb. 05-04-03: Die Anreger haben etwa 14 Wellenlängen Abstand (FB)
imm_4014_g.jpg
Abb. 05-04-04: Die Anreger haben etwa 20 Wellenlängen Abstand (FB)



bogenschlag-2D-56-001.jpg
Abb. 05-04-05: Schnittpunke von zwei konzentrischen Kreisscharen.

Die Mittelpunkte der Kreise haben einen Abstand von 56 mm.
Die Radien der Kreise steigen mit 20 mm an. Bei Beugungsexperimente entspräche dies der Wellenlänge.
Es gibt links und rechts von der Mitte jeweils zwei Richtungen, in denen die Kreisscharen Schnittpunkte haben.
Beim Abstand des Projektionsschirmes in 550 mm treffen die Kurven mit den Schnittpunkten diesen Schirm etwa  bei 600 mm, 210 mm,  0 mm von der Mitte aus gerechnet.
Die jeweilige Steigung  ist:  2.62      0.99  (FB)
bogenschlag-2D-86-001.jpg
Abb. 05-04-06: Die Mittelpunkte der Kreise haben einen Abstand von 86 mm.
Schnittpunkte auf dem Projektionsschirm sind ca. 600 mm, 300 mm, 130 mm, 0 mm von der Mitte entfernt.
Die jeweilige Steigung ist 1.91, 1.04, 0.25   (FB)
bogenschlag-2D-105-001.jpg
Abb. 05-04-07: Die Mittelpunkte der Kreise haben einen Abstand von 105 mm.
Schnittpunkte auf dem Projektionsschirm sind ca. 410 mm, 230 mm, 110 mm, 0 mm von der Mitte entfernt.
Die jeweilige Steigung ist 5.15, 2.43, 1.45, 0.88
Im unteren Bereich liegen einige Punkte nicht mehr auf der Ausgleichsgeraden.   (FB)
bogenschlag-2D-141-001.jpg
Abb. 05-04-08: Die Mittelpunkte der Kreise haben einen Abstand von 141 mm.
Schnittpunkte auf dem Projektionsschirm sind ca. 415 mm, 270 mm, 170 mm, 80 mm, 0 mm 
von der Mitte entfernt.
Die jeweilige Steigung ist  6.98, 3.38, 2.14, 1.47, 1.04, 0.64
Im unteren Bereich liegen einige Punkte nicht mehr auf der Ausgleichsgeraden.  (FB)
bogenschlag-2D-189-001.jpg
Abb. 05-04-09: Die Mittelpunkte der Kreise haben einen Abstand von 189 mm.
Schnittpunkte auf dem Projektionsschirm sind ca. 520 mm, 380 mm, 280 mm, 195 mm, 120 mm, 55 mm ,0 mm von der Mitte entfernt.
Die jeweilige Steigung ist 9.4, 4.62, 2.99, 2.15, 1.62, 1.26 
Im unteren Bereich liegen einige Punkte nicht mehr auf der Ausgleichsgeraden.  (FB)
teilchen-beugung-2020-diag20-001.jpg
Abb. 05-04-09a:Mit den "Beugungswinkeln" der Kreisscharen über einer fortlaufenden Zahl aufgetragen. (FB)
teilchen-beugung-2020-diag21-001.jpg
Abb. 05-04-09b: Probe aufs Exempel:
Aus den "Beugungswinkeln" der Kreisscharen errechnete Wellenlänge.
Die Wellenlänge liegt im Bereich  20 +/- 1 mm
Die für die Rechnung benutzten Kreisscharen haben einen Abstand von 20 mm. (FB)






doppelspalt.htm

Das Babinet’sche Prinzip (auch Babinet’sches Theorem) besagt, daß die Beugungsbilder zweier zueinander komplementärer Blenden (beispielsweise Spaltblende und ein Draht gleicher Dicke) sich nicht unterscheiden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Babinetsches_Prinzip

Im Folgenden geht es um das Beugungsbild von zwei zueinander parallelen Stäben, gerechnet wurde aber die Intensität für zwei Spalte gleicher Anordnung.

beugung-spalt-005-gciancoli-20-189-2-001.jpg
Abb. 05-04-10: Intensität bei einem Doppelspalt aufgetragen gegen die Position auf dem Schirm,  Spaltbreite 6 mm, Spaltabstand 189 mm, Wellenlänge 20 mm und
Abstand bis zum Schirm 550 mm

Formel S. 894, Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics  D.C. Giancoli
Rechnung für monochromatische Strahlung
 für sehr großen Abstand der Projektionsfläche im Vergleich zur Wellenlänge (zutreffend ??)


pi
3,141528



a
Spaltbreite



d
Spaltabstand



I0
Faktor = 1



lambda
Wellenlänge



alpha
Strahlwinkel zur Schirmnormale

beta/2 
pi/lambda * a * sin(alpha)

theta/2 
pi/lambda * d * sin(alpha)





Intensität I = I0 (   ( sin beta/2) / beta/2 * (cos theta/2)  ) ² 
 
aus der Rechnung für die Positionen der Maxima:
          -451, -342, -256, -184, -118, -58.7, 0, 58.7, 118, 184, 256, 342, 451 mm

Die Breite der Öffnung der beiden Spalte spielt für das Ergebnis nur eine vernachlässigbare Rolle.  (FB)
beugung-spalt-005-gciancoli-17-105-2-001.jpg
bb. 05-04-11: Intensität bei einem Doppelspalt,
Spaltbreite 6 mm, Spaltabstand 105 mm, Wellenlänge  20 mm und Abstand bis zum Schirm 550 mm
beugung-spalt-005-gciancoli-20-105-2-001.jpg
Abb. 05-04-11a: Intensität bei einem Doppelspalt,
Spaltbreite 6 mm, Spaltabstand 105 mm, Wellenlänge 17 mm und Abstand bis zum Schirm 550 mm
Wellenlänge geringfügig geändert, damit das Ergebnis in den nachfolgenden Grafiken unterscheidbar ist.
Position der Maxima: -466, -306, -188, 0 188, 306, 466 mm
(FB)
beugung-spalt-005-gciancoli-20-56-2-001.jpg
Abb. 05-04-12: Intensität bei einem Doppelspalt,
Spaltbreite 6 mm, Spaltabstand 56 mm, Wellenlänge 20 mm und Abstand bis zum Schirm 550 mm
Wellenlänge geringfügig geändert, damit das Ergebnis in den nachfolgenden Grafiken unterscheidbar ist.
Position der Maxima: -504, -198, 0, 198, 504 mm
(FB)
teilchen-beugung-2020-diag11a-001.jpg
Abb. 05-04-13: Intensität bei einem Doppelspalt, die geringfügig unterschiedlichen Wellenlängen spielen kaum eine Rolle, dagegen der unterschiedliche Abstand der beiden Spalte  (FB)
teilchen-beugung-2020-diag13a-001.jpg
Abb. 05-04-14: Intensität bei einem Doppelspalt.
Die in die Rechnung eingesetzte Wellenlänge kommt bei dieser Darstellung wieder heraus.
Wellenlänge wurde geringfügig unterschiedlich gewählt, damit besser unterscheidbar in der Grafik.  (FB)



Auswertung von Beugungsbildern, Auftragung der Positionen über einer fortlaufenden Zahl

gitterbeugung.htm

imk_5896-c_g.jpg
Abb. 05-04-15: Beugungsbild an einem Spalt (FB)
beugungsbild-imk_5896-001.jpg
Abb. 05-04-16: Aufgetragen ist die Position der Maxima auf dem vorherigen Foto gegen eine fortlaufende Zahl.
Diese Grafik erlaubt mit einem schnellen Blick einen groben mathematischen Zusammenhang abzuleiten, bzw. Abweichungen von dem theroretisch zu erwartendem Verlauf zu finden.
Folgen die Positionen in regelmäßigem Abständen aufeinander, dann ergibt sich eine Gerade.
In diesem speziellen Fall gibt es offensichtlich Unterschiede links und rechts vom Index 13. Das ist die Richtung der Hauptstrahls.
Aus der Steigung der Geraden lassen sich eine der Kenngrößen wie Wellenlänge, Spaltbreite,  Periode oder Abstand der Beugungsobjekte ermitteln, wenn die übrigen bekannt sind.
Die Steigung unterhalb von 13 ist 97.8 Pixel/Index. Die Reihe der Punkte ist geringfügig nach unten gekrümmt.  Oberhalb von 13 ist die Steigung 84.1 Pixel/Index.
Vermutlich stand der Schirm nicht exakt senkrecht zur Strahlrichtung.  (FB)



5.5 Beugung an zwei Stäben

teilchen-beugung-2020-diag06-001.jpg
Abb. 05-05-01: erster Versuch, mit Eisenstäben. (FB)
teilchen-beugung-2020-diag07-001.jpg
Abb. 05-05-02: zweiter Versuch, mit Eisenstäben (FB)
teilchen-beugung-2020-diag08-001.jpg
Abb. 05-05-03: dritter Versuch,  mit Aluminium-Stäben (FB)




teilchen-beugung-2020-diag12-001.jpg
Abb. 05-05-04: vier Stäbe aus unterschiedlichen Materialien, Abstand 56 mm, Beobachter GE
Position    (FB)
teilchen-beugung-2020-diag10-001.jpg
Abb. 05-05-05: vier Stäbe aus unterschiedlichen Materialien, Abstand 56 mm, Beobachter GE
Winkel    (FB
teilchen-beugung-2020-diag09-001.jpg
Abb. 05-05-06:  vier Stäbe aus unterschiedlichen Materialien, Abstand 556 mm, Beobachter GE (FB)
teilchen-beugung-2020-diag11-001.jpg
Abb. 05-05-07: vierter Versuch,  mit Aluminium-Stäben (FB)



teilchen-beugung-2020-diag13-001.jpg
Abb. 05-05-08: vierter Versuch mit Aluminium-Stäben
Die Gleichung d * sin(alpha) = n * lambda     scheint näherungsweise  zu passen
    --> Wellenlänge 15-25 mm
Allerdings könnten bei den inneren Maxima die Indizes etwa anders sein.
Möglicherweise ist der Schirm bei diesen großen Abständen der Stäbe zu dicht dran.
Auch die gerechneten Daten (Gciancoli) für d= 56, d= 105 und d= 189 mm sind dabei.
(FB)
teilchen-beugung-2020-diag14-001.jpg
Abb. 05-05-09:   unterschiedliche Materialien, Abstand der Stäbe 56 mm
Die Gleichung d * sin(alpha) = n * lambda        scheint zu passen --> Wellenlänge 10-20 mm (FB)  
teilchen-beugung-2020-diag15-001.jpg
Abb. 05-05-10: dritter Versuch,  Aluminiumstäbe
d * sin(alpha) = n * lambda        näherungsweise passend    (FB)
teilchen-beugung-2020-diag16-001.jpg
Abb. 05-05-11:  allererster Versuch mit Eisenstäben
d * sin(alpha) = n * lambda        näherungsweise passend    (FB)
teilchen-beugung-2020-diag17-001.jpg
Abb. 05-05-12:  zweiter Versuch mit Eisenstäben , große Fehler ?? 
 wird kaum erfüllt:   d * sin(alpha) = n * lambda (FB)




5.6 Rotation um lotrechte Achse


5.6.1
Rotation um lotrechte Achse, Beugung an einem Aluminium-Stab

dsco5706_g.jpg
Abb. 05-06-01: In der Halterung auf dem Pult liegt ein 6 mm Aluminium-Stab.
Die weiße Schnur zeigt exakt die Ost-West-Richtung an. (FB)
erdachse-aequator-03-010-a_g.jpg
Abb. 05-06-02: Drehung um eine lotrechte Achse, z.B. 20° (FB)
dsco5707_g.jpg
Abb. 05-06-03: Der Aufbau ist um +30° um eine senkrechte Achse verdreht.
Alu-Stab und Projektionsrichtung mit Maßstab haben sich mitgedreht. (FB)
dsco5709_g.jpg
Abb. 05-06-04: Verdrehung um -30° (FB)
teilchen-beugung-2020-diag18-001.jpg
Abb. 05-06-05:Für die Verdrehungswinkel,
(blau)  0 ; 0 ; 0, (rot) +10;  +20; +30; (lila) -10; -20; und -30°
wurden die Postitionen einiger Beugunsmaxima ermittelt.
Die Indizes der lila und roten Kurven wurden jeweils gruppenweise um +1 bzw. -1 verschoben, damit die Kurven sich nicht überdecken. 
Bei den lila und roten Kurven zeigt sich ein Anstieg der Steigung mit zunehmendem Verdrehungswinkel.
Bei den blauen Kurven gibt es eine geringe Änderung von Messung zu Messung. Es gab eine leichte Verschiebung mit der Zeit.
Es scheint eine ständige Verschiebung des "Nullpunktes" zu geben, periodisch im Bereich von einigen Minuten?  (FB)
teilchen-beugung-2020-diag19-001.jpg
Abb. 05-06-06: Aus den Steigungen der vorherigen Grafik ermittelt.
Der Abstand zwischen jeweils zwei Maxima vergrößert sich, wenn der Aluminium-Stab aus der Nord-Süd-Richtung herausgedreht wird. (FB)




5.6.2 Rotation um lotrechte Achse, Beugung an einem Drahtgitter

dsco5795_g.jpg
Abb. 05-06-07: Das Drahtgitter (Pellkartoffelschneider) rotiert um eine vertikale Achse.
Seine Neigung ist 49.6 ° (FB)
erdachse-aequator-04-002_g.jpg
Abb. 05-06-08: Die Ebene des Gitters steht parallel zur Erdachse,
Rotation um lotrechte Achse (FB)
dsco5796_g.jpg
Abb. 05-06-09: Blick nach Süden, auf der Pappe sind die Positionen
für  -15°, -10°, -5°, 0°, 0°, 5°, 10° und 15° markiert. (FB)
dsco5797-a_g.jpg
Abb. 05-06-10: Abstand zur Pappe: 70 cm (FB)
dsco5800_g.jpg
Abb. 05-06-11:  von oben nach unten:
                                         -15°, -10°, -5°,   0°,    0°,   5°,   10°,  15°
                                         weiß, grün, rosa, blau  blau  rosa, grün, weiß
Die Positionensangaben in mm wurden anschließend auf die Pappe geschrieben.(FB)
dsco5800-b_g.jpg
Abb. 05-06-12: Ausschnitt, Bild um 90° gedreht, Bereich in der Mitte,
von links nach rechts: 
                               -15°, -10°, -5°,   0°,      0°,             5°,     10°,      15°
                               weiß, grün, rosa,  blau,    blau           rosa,   grün,     weiß
(FB)
beugung-drahtgitter-aequator-diag04-001.jpg
Abb. 05-06-13:  von links nach rechts:  -15°, -10°, -5°, 0°, 0°, 5°, 10° und 15° (FB)


beugung-drahtgitter-aequator-diag03-001.jpg
Abb. 05-06-14: Positionen der Maxima in Winkel umgerechnet. Die Verbindungskurven lassen sich mit Geraden beschreiben.  Die zugehörigen Steigungen  d.h. Differenzwinkel zwischen jeweils zwei Maxima sind ausgegeben.  (FB)
beugung-drahtgitter-aequator-diag01-001.jpg
Abb. 05-06-15: Aus den Steigungen ermittelt: Der Abstand zwischen jeweils zwei Maxima verringert sich fast um den Faktor 2, wenn das Gitter aus der Nord-Süd-Richtung herausgedreht wird. (FB)





5.7 Beugung an einem Stab, unterschiedliche Materialien

5.7.1 Ablesung direkt während der Beobachtung

dsco5710_g.jpg
Abb. 05-07-01: Unterschiedliches Rundmaterial: Messing, Aluminium, Stahl (FB)
dsco5713_g.jpg
Abb. 05-07-02: auch Aluminium-Rohre (FB)
dsco5714_g.jpg
Abb. 05-07-03: kurze Stäbe aus Blei, Zink, Nickel, Kupfer, Graphit (FB)
dsco5715_g.jpg
Abb. 05-07-04: Vierkantmaterial, Buchenholz, einfacher Stahl und Messing und dünner Stahldraht (FB)
dsco5718_g.jpg
Abb. 05-07-05: Plexiglas-Stäbe und Vierkant- sowie Rundmaterial (FB)
dsco5711_g.jpg
Abb. 05-07-06:  6 mm Kupferstab, die Schnur zeigt die exakte Ost-West-Richtung an.
Als Halterung dienen zwei Holzstäbe mit eingesägen Kerben.
Die Positionen der "Beugungsmuster" werden direkt an dem Maßstab ablesen und notiert. (FB)
dsco5716-a_g.jpg
Abb. 05-07-07:  Überblick
Die Verstelleinrichtung mit der Gewindestange ist entfernt, da deren Material zum Teil mit den zu untersuchenden in Resonanz gegangen ist. (FB)




Durch direktes Ablesen ermittelte Position auf der Skala  24.4.2020

teilchen-beugung-2020-diag22-001.jpg
Abb. 05-07-08: 24.4.2020,  Daten für den Schwerpunkt einer Struktur (FB)



25.4. und 26.4.2020
Durch direktes Ablesen ermittelte Position auf der Skala, jeweils für Beginn und Ende eines Strukturelementes
Beginn:
Quadrat (Vierkant), Kreis (Rundmaterial)  mit durchgezogenen Linien verbunden 
Ende: Dreieck, gestrichelte Linien


teilchen-beugung-2020-diag23a-001.jpg
Abb. 05-07-09: 25.4.2020, 26.4.2020
violett: Kupfer, grün: Messing, gelb: Buchenstab, rot: Aluminium, gelb/rot: Plexiglas
blau: Eisen, schwarz: Stahl (FB)
teilchen-beugung-2020-diag23a-links-001.jpg
Abb. 05-07-10: 25.4.2020, 26.4.2020
 violett: Kupfer, grün: Messing, gelb: Buchenstab, rot: Aluminium, gelb/rot: Plexiglas
blau: Eisen, schwarz: Stahl (FB)
teilchen-beugung-2020-diag23a-rechts-001.jpg
Abb. 05-07-11: 25.4.2020, 26.4.2020
blau: Eisen, schwarz: Stahl (FB)
teilchen-beugung-2020-diag25-001.jpg
Abb. 05-07-12: Jeweils über die Abstände zwischen den Werten für "Beginn" gemittelt und auch über die Differenz von "Beginn" bis "Ende".
Die Breite ist etwas weniger als der halbe Abstand. (FB)
teilchen-beugung-2020-diag24-001.jpg
Abb. 05-07-13: Jeweils über die Abstände zwischen den Werten für "Beginn" gemittelt und auch über die Differenz von "Beginn" bis "Ende".
Das Verhältnis von Breite zu Abstand ist etwas kleiner als 0.5 (FB)



5.7.2  Markierung der Positionen auf Holzbrett


dsco5720_g.jpg
Abb. 05-07-08: Zylinder aus Eisen.
Statt direkter Ablesung der Werte wird jetzt zunächst auf dem Holzbrett angezeichnet.
So läßt sich auch etwas über die Intensität der einzelnen Elemente notieren.
Das Ergebnis ist eine zur Mitte symmetrische Anordnung mit breiten Streifen und einem schmalen (sehr intensiven) Bereich in der Mitte. (FB)
dsco5721_g.jpg
Abb. 05-07-09: Messing-Zylinder 961 g
Im Vergleich zum Eisenzylinder sind die Strukturen feingliedriger. (FB)
dsco5724_g.jpg
Abb. 05-07-10: Scheibe aus Aluminium, Struktur ist etwas gröber als bei Messing. (FB)
dsco5748_g.jpg
Abb. 05-07-11: rechteckig 10 x 20 mm², Kupfer verzinnt  (Leiter aus der Elektrik) (FB)
dsco5726_g.jpg
Abb. 05-07-12: Stahlflasche mit Stickstoff (FB)
dsco5728_g.jpg
Abb. 05-07-13: Steinzeug, Flasche für Korn (FB)
dsco5733_g.jpg
Abb. 05-07-14: Weinflasche mit Wasser gefüllt. Das "Begungsmuster" besteht aus vielen Elementen. (FB)
dsco5729_g.jpg
Abb. 05-07-15: Stahlfeder,  "Slinky"  (Schraubenfeder, Kinderspielzeug) (FB)
dsco5731_g.jpg
Abb. 05-07-16: Prismatischer Bleiklotz
Das "Beugungsmuster" ist unsymmetrisch, die Hauptachse (nach oben) scheint senkrecht zur Austrittsfläche zu sein. In der Hauptrichtung (nach links oben) gibt es eine intensive Mittellinie. (FB)
dsco5736_g.jpg
Abb. 05-07-17: Prisma aus Aluminium 
Das "Beugungsmuster" ist unsymmetrisch, die Hauptachse (nach oben) scheint senkrecht zur Austrittsfläche zu sein. Aber auch in Hauptrichtung (nach links oben) gibt es ein symmetrisches Muster mit intensiver Mittellinie.
Abb. 03-03-02: Prisma aus Aluminium, im Hintergrund der Spalt in dem feuchten Karton n-strahlung.htm#kapitel-03-03
  (FB)



Ergebnisse: Gegenüberstellung der Holzbretter mit den Markierungen


dsco5744_g.jpg
Abb. 05-07-18:
Eisen 55 mm,
Aluminium 120 mm,
Heliumflasche 140 mm,
Slinky Stahlfeder (FB)
dsco5746_g.jpg
Abb. 05-07-19:
Magnesium 32 mm,
Messing 65 mm; Messing 70 mm
Argon-Flasche, 70 mm;  CO2 Flasche 70 mm,
Steinzeugflasche mit ; ohne Gummistopfen
Aluminium Prisma
Blei Prisma (FB)
dsco5747_g.jpg
Abb. 05-07-20:
Magnesium 32 mm,
Messing 65 mm; Messing 70 mm
Argon-Flasche, 70 mm;  CO2 Flasche 70 mm,
Steinzeugflasche mit ; ohne Gummistopfen
Weinflasche mit Wasser  (FB)







5.8 Linsen

Für die Experimente mit N-Strahlen ( R. Blondlot) wurden Linsen aus Aluminium mit unterschiedlichen Brennweiten angefertigt.
     
n-strahlung.htm#kapitel-03-02-02

Bei Bestrahlung mit Sonnenlicht gab es bei jeder Linse eine Reihe von "Brennpunkten".

Wiederholung der Linsenexperimente mit "Strahlung" aus der Erde.
28.4.2020

dscn6034_g.jpg
Abb. 05-08-01: 29.4.2016, Aluminium-Linse, Beleuchtung mit Sonnenlicht von links oben
aus n-strahlung.htm#kapitel-03-02-02
Abb. 03-02-02-04: 29.4.2016  Ausgerichtet nach der Sonne, Blende mit 55 mm Öffnung aus feuchtem Karton. (FB)
dsco5737_g.jpg
Abb. 05-08-02: Aluminium-Linse R = 65 mm, "Beleuchtung" von rechts unten. (Richtung der Zentrifugalkraft der Erde.)
Mit roten Wäscheklammern sind fünf Positionen erhöhter spürbarer Intensität gekennzeichnet. (FB)
dsco5738_g.jpg
Abb. 05-08-03: Aluminium-Linse R = 90 mm
rot , blau  grün (FB)
dsco5739_g.jpg
Abb. 05-08-04: Aluminium-Linse R = 120 mm,
Markierungen für rot (R= 66 mm ),  blau (R=90 mm),  grün (R=120 mm),  gelb (R= 150 mm)  (FB)
dsco5741_g.jpg
Abb. 05-08-05: Alle gefundenen Positionen bei vier Aluminium-Linsen unterschiedlicher Brennweite
(FB)
teilchen-beugung-2020-diag26-001.jpg
Abb. 05-08-06: Für die mit Wäschklammern markierten Positionen gelten lineare Abhängigkeiten.
Die Steigungen sind 0.175, 0.229, 0.227 und 0.290 m
Die untere Kurve gehört zu den Experimenten mit Sonnenlicht und der R=66 mm Linse.
aus n-strahlung.htm#kapitel-03-02-02
Abb. 03-02-02-07: 02.05.2016: Sonnenlicht, gefundene Strukturen, markierte Positionen sind bei: 0.15;0.30;0.39;0.48; 0.63; 0.73; 0.82; 0.88; 1.03; 1.07; 1.22; 1.39; 1.46 m.
(FB)
teilchen-beugung-2020-diag27-001.jpg
Abb. 05-08-07: Die Quadrate der Steigungen aus vorheriger Abbildung, aufgetragen gegen den Radius der Linsen (FB)






6. Rotierender Zylinder


16.05.2020


bewegte-materie-oszillierend-zwei.htm


dsco5050-a_g.jpg
Abb. 06-00: Ein Messingzylinder mit 961 g rotiert um eine vertikale Achse. Der Antriebsmotor ist einige Meter davon entfernt. Antrieb über einen Zahnriemen.
aus   bewegte-materie-oszillierend-zwei.htm
Abb. 05-04-05:: Messingscheibe 961 g



dsco5834-a_g.jpg
Abb. 06-01: Ein Messingzylinder (links) wird über einen Zahnriemen vom Motor (rechts) angetrieben.
Die Motorachse zeigt schräg nach unten in Richtung Norden (in Richtung Vermessungsstange am Zaun)
(FB)
dsco5836-a_g.jpg
Abb. 06-02: Die Achse des Drehtellers ist exakt ausgerichtet für die geografische Breite 49.6° und die Nord-Süd-Richtung (FB)
dsco5837-a_g.jpg
Abb. 06-03: Antrieb über Zahnriemen, Motor oben links (FB)
dscn5338-a_g.jpg
Abb. 06-04: Wenn der Zylinder exakt ausgerichtet ist, gibt es für "sehende " Beobachter eine Struktur, die etwa die Form dieser Kerzenflamme hat. Diese Flamme folgt der Richtung der Drehachse.
Jedoch, wenn die Drehachse mit dem Zylinder nur um wenige Grad aus der idealen Richtung geschwenkt wird, verringert sich die Länge der "Flamme". Bei Abweichung von über fünf Grad, ist die Flamme nicht mehr zu beobachten. (FB)
dsco5840-a_g.jpg
Abb. 06-04: Zum Wechel der Drehrichtung wird nicht umgepolt, sondern lediglich der Zahnriemen anders aufgelegt.
dsco5839-a_g.jpg
Abb. 06-05: Ein Stapel von Ringmagneten ist auf den Messingzylinder gerichtet.
Wenn dessen Magnetfeld die gleiche Richtung wie das Erdmagnetfeld hat, wird die "Flamme" angezogen, im umgekehrten Fall abgestoßen oder weggedrückt. (FB)
dsco5842-a_g.jpg
ABb. 06-06: Ein HT Rohr ist mit seinem "spitzen" Ende gegen die "Flamme" gerichtet. Sie wird von der Drehachse weg nach links oben "geblasen". (FB)
dsco5859-a_g.jpg
Abb. 06-07: Dreht man das HT-Rohr um, dann wird die "Flamme" in das Rohr "gesaugt". (FB)
dsco5849-a_g.jpg
Abb. 06-08: . . .  und es kommt am anderen Ende des Rohres etwas heraus, daß sich sogar mit Rohrbögen und Verlängerungen weiterleiten läßt (wie ein breiter Strahl oder eine Wolke)  (FB)
dsco5851-a_g.jpg
Abb. 06-09: Mit einem kleinen Badezimmerventilator wird Luft in das Rohr geblasen.
Trotz laufendem Ventilator kommt am Rohrende etwa das Gleicher heraus wie bei ausgeschaltetem Ventilator. (FB)
dsco5860-a_g.jpg
Abb. 06-10: Im Hintergrund rotiert der Zylinder. Das "Etwas" läßt sich auch durch weitere Rohrstücke fortleiten. Hier sind in das Rohr zwei Elemente mit jeweils einer Kupferspule in axialer Richtung eingefügt. (FB)
dsco5906-a_g.jpg
Abb. 06-11: Auf dem Rohr sind etwa 35 Windungen Klingeldraht (FB)
dsco5853-a_g.jpg
Abb. 06-12:  18.05.2020, Spulen mit Gleichstrom betrieben bei 1.64 μA  d.h. etwa  1 uT.
Änderung von 30 mA entspricht 20 μT, das Erdfeld hat etwa 48 μT.    erdmagnetfeld.htm   (FB)
beugung-drahtgitter-aequator-diag09-001.jpg
Abb. 06-13: Ein kleiner Gleichstrom durch die Spule erzeugt ein sehr schwaches Magentfeld in Richtung des Rohres. Damit läßt sie die Größe der aus dem Rohr austretenden Struktur verkleinern.
Polt man den Strom um, gibt es überhaupt keinen Strahl (FB)




imn_4284-b_g.jpg
Abb. 06-01: Modell für eine Strömung in einer rotierenden Umgebung?
aus physik-neu-004.htm#physik-neu-04-2
Abb. 04-02-07: Feuertornado, im unteren Bereich schraubenförmig. (FB)










7. Resonanzrohr



dsco5875-a_g.jpg
Abb. 07-01: Beide Spulen sind an eine Wechselspannung angeschlossen, so daß dabei der Strom in den Spulen in unterschiedlicher Richtung fließt. Durch Einfügen von weiteren Rohrstücken läßt sich der Abstand zwischen Spulen variieren.  (FB)
dsco5856-a_g.jpg
Abb. 07-02: 18.05.2020
Am Ende des Rohres beginnt eine Meßstrecke zur Ermittlung der Geometrie der Struktur. (FB)
dsco5888-a_g.jpg
Abb. 07-03: Beispiel: Frequenzgenerator mit 38.5 Hz, 3,4 uA (RMS) und 60 kOhm Vorwiderstand (FB)
dsco5861-a_g.jpg
Abb. 07-04: Versuch der Feinverstimmung über die Rohrlänge.  (FB)
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Abb. 07-05: Einfluß der Frequenz auf die Länge der Struktur.
Es sieht so aus wie die Resonanzkurve bei einem schwingenden System, das bei vier unterschiedlichen Bedingungen angeregt wird.

Der Abstand zwischen den Spulen beträgt rund 1,3 m. Hier wurde es um jeweils 15 mm verlängert.
Die Abstände sind rechnerisch demnach  1.300 m , 1.315 m, 1.330 m, 1.345 m
Beobachtung: Die Frequenzmaxima verschieben sich mit zunehmender Länge etwas nach unten.
Allerdings ist die Verschiebung (sie liegt im Bereich von einigen Prozent) nicht proportional zur Längenänderung (ebenfalls im Bereich von einigen Prozent). (FB)
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Abb. 07-06: Resonanzkurve
aus resonanz.htm
Abb. 07: Erzwungene Schwingung, Anregung mit einem Motor.
Resonanzkurve eines mechanischen Schwingers (Masse + Feder). Bei Anregung mit einer Frequenz von ungefähr 3,5 Hz führt dieses System starke Schwingungen aus. Je nach Dämpfung sind die Ausschläge mehr oder weniger stark. Bei Anregung weit außerhalb der Resonanzfrequenz ist kaum eine merkliche Bewegung zu beobachten.


Resonanzrohr im Einsatz

19.05.2020

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Abb. 07-07: Ein Rohr mit einem 87° Bogen liegt horizonal. Von hinten wird mit einem Spiegel Sonnenlicht eingestrahlt. (FB)
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Abb. 07-08: Das Sonnenlicht geht durch das Rohr, vorne und hinten sind die beiden Spulen.
Bei 13.6 Hz ist der "Strahl" etwa 5,5 m lang. Es gibt in der Struktur wechselnde Bereiche (20 cm breit mit rund 70 cm Abstand (GE).
Fällt kein Licht vom Spiegel durch das Rohr, ist die Struktur äußerst schwach.   (FB)
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Sonnenlicht scheint durch das Rohr bis zum Winkel oben rechts.
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Abb. xx: Um einen Rosenquarz (roter Quader links) herum: fünf Gruppen von jeweils vier Kissen mit unterschiedlichen Eigenschaften. (schematisch)
ähnliche Abbildung wie in quarzrohr-angeregt.htm#kapitel-02-01-01a
Abb. 02-01-01a-04: schematische Aufeinanderfolge von fünf Gruppen mit jeweils vier Kissen bei einem Rosenquarz. Rechts ist das begrenzende Kugelorbital.  rosenquarz.htm#kapitel-02-02  (FB)





18.05.2020
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Abb. xx:  Beugungsmuster für die Grundfrequenz 13.6, Hölzer
die erste Oberfrequenz  26.0 (grüne Blechtafeln oben)
die zweite Oberfrequenz 38.8 Hz (rosa Blechtafeln unten)
sowie   markiert   26.2 Hz;  26.4 (gelben /roten bzw. grünen/blauen Wäscheklammern
Die Wäscheklammer gelten auch für auch 25.8; 25.6 Hz (FB)
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8. Ringe und Spulen


22.05.2020

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Literatur:  b-literatur.htm

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