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Beobachtungen:

Kuehlwasser-zwanzig-ein

Experimentelles Seminar 8.2. - 9.2 2014 in Clausthal

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Teilnehmer: W.A, F.B., G.E., I.K., A.S.

Protokoll: G.E.
Fotos der Protokolle: imp_9996.jpg bis imq_0009.jpg

Abb 00: die Teilnehmer (FB)

1. Kupferspule und Eisenkern
2. Draht unter mechanischer Spannung
3. Feld eines Neodym-Magneten
4. Biegbalken
5. LED
5.1 "Durchstrahlung" verschiedener Quader
5.2 Reichweite, Ausbreitungsgeschwindigkeit
5.3 Strukturen
5.4 "Durchstrahlung" einer Betonwand, Zeitlicher Verlauf
5.5 "Durchstrahlung" einer Betonwand, Einfluß auf Körperfeld von Menschen
5.6 Reflexion
5.7 Lichtleiter mit Flüssigkeit
6. Wasser im Schlauch, Wasserkreuzung

1. Kupferspule und Eisenkern

Abb. 01-01: Kupferspule mit Eisenkern (FB)

Abb. 01-02: Kupferspule mit 500 Windungen und Eisenkern (FB)

Abb. 01-03: Dieses Netzteil liefert Gleichstrom 4,2 V und 1,6 A (FB)

Abb. 01-04: Spür- und "sichtbare" Strukturen sind ausgelegt.
gemeinsames Ergebnis der Beobachter: W.A., A.S., G.E. und F.B. (FB)

Abb. 01-05:Strukturen senkrecht zur Spulenachse (Fb)

Abb. 01-06: Strukturen nach rechts (FB)

Abb. 01-07: Strukturen nach rechts. (FB)

Abb. 01-08: Notizen
An den Polen gemessen 12 mT in der Mitte, 39 mT am Eckpunkt.

Erkenntnisse: Magnetfeld ist unterschiedlich (a) und (b)
wie Tulpen, innen eine andere Qualität als außen. Seiten des E-Magneten sind unterschiedlich.
A.S. "sieht" die "Tulpe" bis 30 cm.
G.E. und A.S. spüren bis 180 - 190 cm.

Abb. 01-09: Notizen.
Am Südpol ist der Offnungswinkel 30° bis zu einer Entfernung von 190 cm
spürbare Qualität innen: warm, außen: kalt

1.1 A.S. sieht bei Tageslicht, ob der E-Magnet an ist oder nicht.
(dies bestätigt den Versuch von F. Jansen 1907, dessen Proband nur bei Dunkelheit "sehen" konnte.)
Anschalten: "es dauert etwa 4 s bis es da ist."
Ausschalten: "ist sofort weg".
W.A.: " ist wellenförmig", A.S. "wellenartig".

Abb. 01-20: Notizen

1.2 Frontale Sicht, Reichweite ca. 1,8 m

Norpol: Qualität innen: wärmer, außen: kälter
Tulpe ist unerwartet viel größer, A.S. sieht sie bie 1,4 m
Unerwartet: weitere Strukturen wie Tulpen, Magnetfeld-ähnliche.

Abb. 01-21: Notizen

Einhellig: Es ist zu komplex,
-> Versuche mit kleineren Magneten: NiFe - Neodym - E-Magnet im Garten?
-> Magnete und Körperfeld.

senkrecht zur Achse des Magneten gibt es eine scharfe "Strahlung", K- ?

Abb. 01-22: Notizen
Senkrecht zur Magnetachse gibt es vier elliptische Strukturen, die in der Mitte unterbrochen sind.
Sie haben abwechselnd unterschiedliche Qualitäten. (FB)

2. Draht unter mechanischer Spannung

Abb. 02-01: Kupferdraht 0,4 mm, mit einem Gewicht belastet.
Der obere Teil ab Oberkante Tisch wurde vorher mit einer Lötflamme ausgeglüht. (FB)

Abb. 02-02: A.S. beobachtet die für ihn "sichtbaren" Strukturen am unteren nicht ausgeglühten Teil. (FB)

Abb. 02-03: Kupferdraht ausgeglüht. (nur das obere Ende ab Tischkante ist ausgeglüht)
a) durch Massestück beschwert.
A.S. "sieht", daß der untere Teil des Drahtes nicht ausgeglüht ist.
oben: "fast nackt"
unten: "wie mit Pelzmantel"
b) ohne Massestück:
A.S. sieht, daß es nicht durchgehend geglüht wurde.

c) F.B. glüht nach

2 Massestücke je 100 g
A.S. "feine Haare gehen radial hin"
3 Stück: "alles weg"
4 Stück: "jetzt wird es richtig glatt"
5 Stück: "um den Draht herum wie ein Rohr."
700 g: "Rohr wird größer, 1 cm"
1000 g: "bleibt eine Art Rohr"
der Bereich ohne Ausglühung:" nichts auch kein Pelz mehr"

A.S. und W.A. "4 cm weit weg" sie sehen weiter größere Strukturen, auch beim Stativ

--> Wiederholung des Versuchs mit anderer Aufhängung.

3. Feld eines Neodym-Magneten

Abb. 03-01: Hallsonde mit Anzeigeelektronik. (FB)

Abb. 03-02: Ein kleiner Neodym-Magnet 10 mm lang, und 10 mm Durchmesser ist auf das Papier aufgeklebt. Die Zahlen geben die gemessene Induktionsflußdichte in mT an. (FB)

Abb. 03-03: Die Ergebnisse: blau: 0,3 mT, grün: 0,5 mT, rot 1 mT und gelb 5 mT.
Das Feld beträgt direkt am Magneten im Maximum mit 470 mT. Innerhalb von zwei Zentimetern fällt es rasch auf Werte von unter 10 mT ab. Einteilung der Achsen in Zentimeter. (FB)

4. Biegbalken

Ein stranggepreßter Aluminiumstab, 5 mm x 20 mm x 1000 mm, wird geringfügig gebogen.
Es gibt spürbare Strukturen in Längrichtung, die extrem stark auf kleinste Biegung reagieren.

Abb. 04-01: Aluminumbalken 20mm x 5 mm x 1000 mm, unten eingespannt.
Zum Fotografieren auf einen Teppichboden gelegt. Beim Experiment stand der Balken senkrecht. (FB)

Abb. 04-02: Meßuhr und Mikrometerschraube. Die Feder der Meßuhr drückt den Balken nach rechts auf die Schraube. Bei den Versuchen lag der Verstellbereich beim Experiment vom 8.2.2014 von -8 bis +15 Hundertstel mm bzw. vom 29.11.2013 von 0 bis 40 Hunderstel mm.
Die Konstruktion vom November 2013 war etwas primitiver und nicht so fein verstellen.
kuehlwasser-zwanzig.htm#kapitel-02-01 (FB)

Abb. 04-03: An dem einen Ende ist der Stab zwischen Hölzern eingeklemmt. (FB)

Abb. 04-04: Bis zur Schraube sind es 94 cm, das entspricht der Länge der Biegung. (FB)

Abb. 04-05:

aus kuehlwasser-zwanzig.htm#kapitel-02-01
Abb. 02-01-04:Schematisch: Beim Biegen des Stabes bilden sich Zonen aus. Mit zunehmender Biegung steigt deren Anzahl und der Abstand der Knoten verringert sich. (FB)

Experimentelles Seminar, 8.2.2014 in Clausthal										Steigung
Auslenkung/100mm	Position Knoten /cm	2	3	4	5	6	7	8	9
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	19	61								42.0
2	20	50	76							28.0
4	21	48	71							25.0
6	14	37	63	85						23.9
9	45	63								18.0
-2	31	74								43.0
-3	22	46								24.0
-5	12	37	62	78						22.3
-8	25	42	55	72						15.4
9.1	11	22	36	49	71	86				15.2
12	19	29	39	49	56	66	79	89		9.9
15	6	17	29	39	51	67	85			12.8

Abb. 04-06: Die von A.S. gefundenen Positionen der Knoten.
Unter der Annahme, daß es sich um eine periodische Anordnung handelt von Knoten handelt, fehlen bei einigen Auslenkungen einige. (z.B. 9, -8 )
In der rechten Spalte ist die mittlere Differenz der Knoten (Steigung der Ausgleichsgeraden) angegeben. (FB)

Abb. 04-07: Lage der Knoten. Im Bereich der Ruhelage (blaues Feld) gibt es jeweils 2 Knoten, etwa bei 1/4 und bei 3/4 der Länge. 94*1/4 = 23,5 94*3/4 = 70.5 (FB)

Abb. 04-08: Die Periode scheint mit zunehmender Auslenkung aus der Ruhelage abzunehmen. Dies gilt sowohl für eine positive als auch für negative Auslenkung.
Beim kräftefreien Stab hat die Periode etwa mit 50% des Länge des Materials ihren größten Wert.
Blaue Kurve: Anpassung mit y = 1/x * 170 + 5 (FB)

Abb. 04-09: Schematisch: Veränderung der Strukturen bei zunehmender Durchbiegung.

aus kuehlwasser-zwanzig.htm#kapitel-02-01
Abb. 02-01-07: Position der Knoten (maßstäblich) bei Durchbiegung von 5/100 mm (gelb), 10/100 mm, 15/100 mm und 18/100 mm (rot). Die Durchbiegung des Balkens ist hier stark überhöht.
Der Verlauf bei den äußersten Knoten am linken Ende ist nicht gesichert. (FB)

5. LED
5.1 "Durchstrahlung" verschiedener Quader

Blaue LED
Notiz: Nach kurzem Aufenthalt im Lichtkegel faßt sich A.S. mit der Hand schützend vor den Solarplexus.

Durchstrahlt man mit einer LED einen Quader, so gibt es dahinter mehrere Strukturen mit unterschiedlichen Eigenschaften:
Struktur Typ1 Schnelle Ausbreitung (sofort, "im Augenblick")
Struktur Typ2 langsame Ausbreitung (mehrere zehn Sekunden für einige Meter)

Typ2 wurde von den "sehenden" Beobachtern (A.S., W.A., I.K.) wahrgenommen.
Diese Struktur läßt sich durch eine Luftströmung senkrecht zur Strahlrichtung an der Quelle z.B. Wedeln mit einem Holzbrett "wegblasen". Sie wächst aber in kurzer Zeit wieder nach.

Handelt es sich um Strukturen, bei denen Edelgase in der Luft beteiligt sind?
Bei anderen Versuchen konnte eine Abhängigkeit der beobachteten Strukturen mit dem Gasdruck von Edelgasen gezeigt werden.
kuehlwasser-vier-01.htm rotierende-magnetfelder.htm#kapitel-04
Es wäre denkbar, daß die "sehenden" Beobachter Eigenschaften der Edelgase wahrnehmen können.

Abb. 05-01-01: Blaue LED, 9 Volt Batterie und Vorwiderstand, 1 mA Strom (FB)

Abb. 05-01-02: Avago Technologies HLMP-LB63-PTOZZ (FB)

Abb. 05-01-03: LED aus der Nähe (FB)

Abb. 05-01-04: Strahl der LED ist auf einen Granitklotz gerichtet. (FB)

Abb. 05-01-05: Bis dorthin reicht die "Strahlung" der blauen LED, die durch die Granitplatte geht.
Experimente mit mehreren Beobachtern im Physik-Hörsaal.
9 Volt-Batterie, Vorwiderstand (Widerstands-Dekade), Meßgerät und LED. (FB)

Abb. 05-01-06: Die LED strahlt auf einen Holzklotz (FB)

Abb, 05-01-06. Die LED strahlt auf einen Eisenklotz 16 cm lang. (FB)

Abb. 05-01-07: Die LED strahlt auf einen Klotz aus Leimholz (FB)

Abb. 05-01-08: Die LED strahlt auf einen Bleiklotz. (FB)

Abb. 05-01-09: Reichweite bei verschiedenen Objekten, siehe nächstes Kapitel

Die Qualtität des "Strahls" ändert sich, wenn er durch ein Objekt geht.

Durch Wedeln mit Pappe kann die scharfe Strahlung gestört werden, baut sich aber langsam wieder auf.

Abb. 05-01-10: Qualität des "Strahls"
Protokoll zum Video, siehe nächstes Kapitel

Abb. 05-01-11: LED und Abschirmung,
gewachsenes Holz, maximale Reichweite 2,5 m bzw. 2,4 m (Durchstrahlung in Wachstumsrichtung).
Aluminiumblech, Reichweite 7,5 m

Abb. 05-01-12:
Beobachtung: Es läuft auch etwas um die Hindernisse herum.

5.2 Reichweite, Ausbreitungsgeschwindigkeit

Vor laufender Videokamera zeigt A.S., wie sich die für ihn "sichtbaren" Strukturen in Strahlrichtung ausbreiten.
Hierzu geht er entlang der Strahlachse mit den wachsenden Strukturen mit und liest auf einem am Boden liegenden Maßband die Position der Spitze des "Strahles" laut ab, so daß das Mikrofon der Kamera es aufzeichnen kann.

Videos: MOW061-led-ausbreitung.MOD und MOW062... MOW063... bis MOW064... (siehe Tabelle)

Abb. 05-02-01: Video MOW061-led-ausbreitung.mod Granit 200 mm
Zeitmarke 00:00, LED gerade eingeschaltet.

Abb. 05-02-02: Zeitmarke 00:30, "jetzt baut es sich auf", relative Zeitmessung ab 30 s

Abb. 05-02-03: Zeitmarke 00:43, "ein Meter", relative Zeitmessung 43 s - 30 s=13 s

Abb. 05-02-04: Zeitmarke 0:53, "ein Meter fünfzig" relative Zeitmessung 53 s - 30 s = 23 s

Abb. 05-02-05: Zeitmarke 1:35, "vier Meter dreißig, Ende erreicht." Dauer 1:35 - 30 s = 65 s

Abb. 05-02-06: Video MOW064-led-ausbreitung.mod, Leimholz 120 mm, Zeitmarke 0:04

Abb. 05-02-07: Video MOW-063led-ausbreitung.mod, Blei 100 mm, Zeitmarke 0:05

Abb. 05-02-08: Video MOW-062led-ausbreitung.mod, Eisen 40 mm, Zeitmarke 0:06

Abb. 05-02-06: Position der Spitze des "Strahls" als Funktion der Zeit für unterschiedliche Materialien.
Eisen 40 mm, Leimholz 120 mm, Granit 200 mm, Blei 100 mm,
Bei der Zeit 0 wurde die LED eingeschaltet. Danach dauerte es einige Sekunden, bis der "Strahl" aus dem Objekt heraustrat und "sichtbar" wurde.
Daraus ergibt sich eine Ausbreitungsgeschwingigkeit im Material und eine in Luft.
Geschwindigkeit in Luft: siehe Steigung der Ausgleichsgeraden

Material Material
Dicke
/mm Material
Durchlaufzeit
/s Geschwind. im Material mm/s Geschwind. in Luft mm/s Geschwind. in Luft mal Dicke des Materials
mm²/s Reichweite
/m Video

Eisen 40 16 2.5 121 4800
5.5 MOW062-led-ausbreitung
.mod

Leimholz 120 8 15.0 49 5900
3.7 MOW064-led-ausbreitung
.mod

Granit 200 30 6.7 68 13600 4.4 MOW061-led-ausbreitung
.mod

Blei 100 27 3.7 27 2700 1.8 MOW063-led-ausbreitung
.mod

(FB)

zweiter Schritt:
Von jedem Material wurden für alle drei Achsen die Durchlaufzeiten bestimmt.

Aus dem Ton der Videoaufzeichnung wurde die Zeitdifferenz zwischen "Kontakt" beim Anschließen der LED und "jetzt" der Beoabachter beim Austritt des "Strahls" auf der Rückseite des Körpers ermittelt.
Beide Beobachter A.S. und W.A. haben meist synchron, d.h. innerhalb einer Sekunde den "Strahl" bemerkt.

Video: MOw065-led-ausbreitung.MOD (FB)

Ähnliche Effekte mit der Durchlaufzeit wurden mit einem Ziegelstein sowie Holz und einem Neodym-Magnet beobachtet.
strom-sehen-006.htm#kapitel-06

Abb. 05-02-07: Granit, 300 mm Video: MOw065-led-ausbreitung.MOD Zeitmarke 0:12 (FB)

Abb. 05-02-08: Eisen, 160 mm, Video: MOw065-led-ausbreitung.MOD Zeitmarke 1:18 (FB)

Abb. 05-02-09: Blei, 150 mm, Video: MOw065-led-ausbreitung.MOD Zeitmarke 1:54 (FB)

Abb. 05-02-10: Blei, 60 mm, Video: MOw065-led-ausbreitung.MOD Zeitmarke 2:50
(FB)

Abb. 05-02-11: Der Bleiklotz hat auf der großen Fläche eine durchgehende Bohrung.
Das vorherige Bild zeigt, daß die LED beim Versuch einige Zentimeter neben dem Loch positioniert war.
A.S. bemerkt, daß zunächst durch das Loch etwas hindurch kommt und später durch die ganze Fläche. Daher wurde der Versuch wiederholt. Ergebnis: Laufzeit Loch 3 Sekunden, Laufzeit Klotz 7 Sekunden. (FB)

Abb. 05-02-12: Holz 280 mm, Video: MOw065-led-ausbreitung.MOD Zeitmarke 3:04 (FB)

Abb. 05-02-13: "Durchstrahlung" von innen nach außen:
35 cm dicke Betonwand und Beton-Säule (etwa in der Bildmitte hinter der Fensterscheibe. (FB)

Abb. 05-02-14: Hinter der Wand war die LED auf die Säule (30 cm dick) gerichtet.
Kapitel-05-03 (FB)

Abb. 05-02-15: Für alle drei Achsen der Körper: durchlaufene Materialstärke pro Zeiteinheit.
Auswertung der Videoaufzeichnung.

Material	Start/s	Stop /s	Laufzeit /s	Materialdicke /mm	Geschwindigkeit /mm/s	Mittelwert

Granit	00:12	00:27	15	300	20.0
Granit	00:41	00:48	7	200	28.6	23.4
Granit	00:58	01:01	3	65	21.7

Eisen	01:18	01:21	3	160	53.3
Eisen	01:32	01:33	1	80	80.0	57.8
Eisen	01:40	01:41	1	40	40.0

Blei	01:54	02:09	15	150	10.0
Blei	02:19	02:33	14	100	7.1
Blei	02:43	02:51	8	60	7.5	7.7
Blei	04:41	04:48	7	60	8.6

Blei-Loch	04:41	04:44	3	60	20.0

Holz	03:04	03:08	4	280	70.0
Holz	03:15	03:18	3	120	40.0	50.0
Holz	03:24	03:26	2	80	40.0

Beton-
Säule	00:55	01:06	11	300	27.3
Wand	00:36	00:55	19	350	18.4	22.5
Wand und Säule	00:36	01:06	30	650	21.7

Ausbreitungsgeschwindigkeit für die unterschiedlichen Materialien. (Steigung der Ausgleichsgeraden)

Material	Geschwindigkeit mm/s
Granit	20.2
Eisen	52.6
Blei	8.8
Holz	64.0
Beton-Wand+Säule	20.6

Vergleich mit dem Experiment am 8.2.2014

	8.2.2014	9.2.2014
Eisen	2.5 mm/s	52.6 mm/s
Granit	6.7 mm/s	20.2 mm/s
Blei	3.7 mm/s	8.8 mm/s
Holz	15 mm/s	64 mm/s

Es gibt Unterschiede zwischen den beiden Experimenten, übersehene Einflußgrößen?
noch Forschungsbedarf!

5.3 Strukturen

Notiz s. o. Abb. 05-01-12
bei LED gibt es Strukturen: 4 Strahlungen, 2 Wellen, 4 Zonen, 2 Doppelschrauben

Abb. 0xx-01-00: Skizze der beobachteten Strukturen.
In Längsachse vorne und hinten eine "Stahl". Im Bereich der Diode gibt es eine Scheibe senkrecht zu dieser Achse, deren Durchmesser vom Diodenstrom abhängt.
bei 1 mA ca. 1,2 Meter, bei 0,3 mA kleiner (0.6m?)
Im Bereich der Scheibe sind zwei weitere "Strahlen", d. h. dort in alle sechs Richtungen einer, jeweils mit unterschiedlichen Qualitäten.
Weiterhin gibt es Strukturen ähnlich wie beim Elektromagneten s.o. (FB)

5.4 "Durchstrahlung" einer Betonwand, Zeitlicher Verlauf

Auswertung des Videos MOW-066led-ausbreitung.mod

Andreas Schumacher beschreibt mit seinem Zeigefinder den Ort, wo er was "sieht".

Abb. 05-04-01: Die blaue LED strahlt auf eine Betonwand.
Daten aus dem Video MOW-066led-ausbreitung.mod
siehe auch Grafik und letzte Tabelle in Kapitel 5.2 kuehlwasser-zwanzig-eins.htm#kapitel-05-02

Video Zeitmarken	Start/s	Ende/s	Dauer/s	Dicke
Säule	00:55	01:06	11	300
Wand	00:36	00:55	19	350
Wand und Säule	00:36	01:06	30	650

Die "Durchstrahlung" für die Wand dauert 19 Sekunden und für die Säule 11 Sekunden. (FB)

Abb. 05-04-01: Der "Strahl" der LED geht durch Betonwand und Betonsäule. (FB)