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Beobachtungen:

Elektrischer Strom, "visuelle" Beobachtungen, Teil-006

Experimentelles Seminar in Igensdorf 12. und 13. Juli 2012

Teilnehmer: W.Auer, F. Balck, G. Engelsing, A. Schumacher

Protokoll der Experimente

Die Versuche wurden durchgeführt zur Bestätigung einiger Experimente von
physik-neu.htm

Sichtbare Begleiterscheinungen an Magneten und Stromleitern

1. Anfänge des Magnetismus in der Wissenschaft
1.1 Beobachtungen mit sensitiven Personen im 19. Jahrhundert, v. Reichenbach und seine Versuche
1.2 Beobachtungen mit sensitiven Personen im 21. Jahrhundert
1.3 Begleiterscheinungen des elektrischen Stromes: das Magnetfeld, H.C. Oerstedt
1.4 Johann Wilhelm Ritter

2. Innovative Experimente mit erweiterten Ergebnissen dank Videoaufzeichnung, stromführender Draht
2.1 Das Experiment: Stromfluß durch einen senkrechten Draht mit etwa 1 mikroAmpere Gleichstrom
2.2 Szenen aus dem Videofilm MOV03F.mpg
2.3 Auswertung der Videosquenzen, Geschwindigkeit der Handbewegung beim Verfolgen der Objekte.
2.4 Auswertung der Beobachtungen, Anfertigung von Skizzen auf Papier
2.5 Modell mit Champignons
2.6 Modell mit durchbohrten Kunststoffbällen.
2.7 Modell mit Schüsseln aus Porzellan

3. Veränderungen: der Draht wird zu einer Schleife gebogen

4. An der Spitze eines bifilaren Drahtes
4.1 Spitze Drahtschlaufe, Haarnadel
4.2 Weiße zweiadrige Litze, am Ende verdrillt

5. Zwei Wege des Stromes durch einen flachen Kupferring

6. Laufzeitexperimente, die Auswirkung eines Magneten durchdringt einen Festkörper

7. Verkupferte Eisenmünze auf Magnet

8. Wasserhaltige Substanzen und Magnet

9. sichtbare Effekte bei zwei Batterien

10. sichtbare Effekte bei Magneten
10.1 Zwei Magnete
10.1.1 erster Versuch
10.1.2 Wiederholung des Versuches mit gleichen Magnetpolen Nord <-> Nord und auch Süd <-> Süd
10.1.3 Wiederholung des Versuches mit zwei Magnetstapeln
10.2.1 Magnet und Gasflamme
10.2.2 Magnet, Beobachtung des "Strahls" beim Wedeln mit einer Korkplatte
10.2.3 Magnet und Gasflamme
10.2.4: Magnet und Wasserglas
10.2.5: Batterie und Wasserglas
10.3 Magnet und Eisenring, Hohlkörper
10.4 Magnet und Batterie, Abschirmgitter mit Graphit, Korkplatte, Glasschaum

11. Mehrere Hohlkörper zusammen aus verschiedenen Materialien
11.1.1 Messing und Eisenrohr mit Kabel elektrisch verbunden
11.1.2 Messing und Eisenrohr mit Alufolie oder Kabel elektrisch verbunden
11.2 Eisen- und Messing-Hohlkörper durch Glasschaum getrennt, elektrisch verbunden
11.3 Zwei Hohlkörper, Eisen und Messingrohr mit Luftpolsterfolie und Kabelverbindung
11.4 Mehrere Hohlkörper ineinander

12: Eisen und Kupferspule

13: Schraubenfeder schwingt für den Betrachter transversal

14. Toroidspule

weitere Versuche
strom-sehen-zwei

Liste der Videos und deren Inhalte:
strom-sehen-liste

6. Laufzeitexperimente, die Auswirkung eines Magneten durchdringt einen Festkörper

Abb. 06-01: Ein sehr starker Stabmagneten aus Neodym wird so an die Unterseite des Ziegelsteins gebracht, daß man das Klopfgeräusch später in der Videoaufzeichnung hören kann.
Einige Sekunden nach dem Aufprall werden für die beiden Beobachter A.S. und W.A. oberhalb des Steins Strukturen sichtbar, die nach Entfernen des Magneten an der Unterseite sofort wieder verschwinden.
In mehreren Versuchen wurde die Reaktion der Beobachter und damit die Laufzeit für unterschiedliche Materialstärken und Materialen (Ziegelstein und Holz) aufgezeichnet.
Die stärker spürbare Seite, der Nordpol, zeigte bei allen Versuchen nach oben zum Probekörper.

Protokoll des gesprochenen Textes:
Video MOV035.mpg Zeit 00:32
A.S. Da gibt es so richtig eine Delle da oben.

(FB)

MOV035.mpg, 1:54    Ziegelstein und Magnet, Laufzeit
00:10    FB: Nordseite nach oben, und wenn man es klicken hört, berührt er den Stein.
00:18    AS: jetzt kommt es.
00:21    FB: und wann ist es weg?
00:23    AS: sobald Du unten weggehst.
            FB: wir machen das noch einmal
00:30    WA: jetzt, AS: ja
00:34    Das ist da eine richtige Delle oben
            Das kommt oben hoch und dann WA: es geht auseinander.
01:33    AS: so als wenn es zerreißt.
01:41    es kommt ganz sacht da oben an, und wenn eines draußen ist,
            dann knallt das ganze Ding auf.

Abb. 06-02: Drei unterschiedliche Laufwege beim Ziegelstein. (FB)

Abb. 06-03: Auswertung der Tonaufzeichnung: links bei der Zeitmarke 103,5 ist das Mikrofonsignal vom Aufprallgeräusch des Magneten, rechts bei der Zeitmarke 107,2 von beiden Beobachtern kurz hintereinander das des Wortes "jetzt" zu sehen. Die Zeitdifferenz beträgt 3,6 Sekunden. Alternativ zur rechten Marke, kann man auch den Beginn des Wortes "jetzt" nehmen.
Für die Bestimmung der Laufzeit daraus ist noch etwas Zeit im Sinne einer "Schrecksekunde" abzuziehen. (FB)

Abb: 06-04: Das Klopfgeräusch gibt die Startzeit, das Wort "jetzt" die Endezeit vor. Dabei wurden jeweils die Anfangs- und Endezeit des Wortes "jetzt" bestimmt (rote und grüne Balken).
Die stärker spürbare Seite, der Nordpol, zeigte bei den Versuchen zum Probekörper, nach oben. (FB)

Abb. 06-05: Laufzeiten für unterschiediche Dicken des Probekörpers Ziegelstein (rot) und für verschiedene Hölzer (blau)
Da das Rohmaterial für den Ziegelstein bei der Herstellung durch eine Öffnung mit 11,5 x 24 cm gepreßt und dann alle 7 cm abgeschnitten wurde, dürfte sich das gebrannte Material nicht in allen drei Hauptrichtungen gleichartig verhalten. Die roten Meßwerte lassen aber die Vermutung zu, daß die Laufzeit von der Materialdicke abhängt.
Der Einfluß der "Schrecksekunde" ist noch zu überprüfen. Wenn sie zu groß angenommen wird, kann sich rechnerisch die Laufzeit Null ergeben.
Trotz der genannten Einschränkungen ergibt sich aus der Ausgleichsgeraden rechnerisch eine Laufzeit pro Meter Material (=1/Geschwindigkeit) von rund 1/12 m/s, das sind rund 8 cm/s.
Diese Ergebnisse können nur grobe Anhaltswerte sein. Sie sind durch weitere Versuche zu erhärten.
(FB)