Wie kann man die Funktionsweise simulieren? Computertomographie Wie kann man die Funktionsweise simulieren?
Einordnung in den Lehrplan Lehrplan für Gymnasien und Gesamtschulen Oberstufe Klasse 13 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Ausbreitung von Licht
Vorkenntnisse Absorption von Licht Wie kann man die Intensität von Licht messen?
Materialien Halogenlampe mit passendem Trafo 2 Linsen f=150 plankonvex Lochblende 2 Vierkammersysteme mit Halterung Tinte, Wasser Optische Bank Multimeter Photowiderstand
Aufbau
Aufbau - Vierkammersystem
Durchführung Stelle 4 verschieden konzentrierte Lösungen her. Fülle sie in die beiden Vierkammersysteme. Messe jeweils die Absorption von zwei verschiedene Flüssigkeiten zusammen z.B.: 1und 2 ; 3 und 4; 1 und 4; 1 und 3
Auswertung Durch verschiedene Stellungen des Systems zur Lampe ergibt sich ein lineares Gleichungssystem. Die Lösung dieses Systems ergibt die einzelnen Absorptionskoeffizienten der eingesetzten Lösungen.
Auswertung Bestimme die Summe der Absorptionskoeffizienten aus dem Beerschen Absorptionsgesetz. (ai+aj) = - ln(I/I0)/x Hier: x = 5cm Löse das Gleichungssystem
Messwerte/Auswertung Lösung Nr. Widerstand ai + aj 1 + 2 0,438 kW 350·10-3 cm-1 3 + 4 149,7 W 135,6·10-3 cm-1 1 + 4 355,0 W 308·10-3 cm-1 1 + 3 0,402 kW 0,382 kW 328·10-3 cm-1
Auswertung a1 250,5·10-3 cm-1 a2 99,5·10-3 cm-1 a3 77,5·10-3 cm-1 a4
Probleme So messen, dass das Gleichungssystem lösbar ist. Ein 2x2 Gefäß ist nicht ausreichend! Die Messungen funktionieren nur mit passenden Gefäßen Die Proportionierung der Lichtquelle mit den 4 verschiednen Lösungen ist schwer kein Licht kommt durch (zu dunkel) zu kleine Änderungen im Widerstand
Anwendung http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Sensation16.JPG
Literatur Eckert, B.: Low Cost – High Tech, Aulis Verlag Deubner, Köln, 2000 http://cg.cs.tu-berlin.de/~pooh/uni/car/html/node7.html Stand: 06.05.2006