3B Scientific Air Cushion Plate - Handbuch (Seite 11)

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Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch
1.2 P
RINZIPIELLE
E
INSATZMÖGLICHKEITEN DES
L
UFTKISSENTISCHES
Das Gerätesystem ermöglicht
– eine nahezu reibungsfreie Bewegung der
Schwebekörper
– durch das Luftkissen;
– eine Modellierung der Wechselwirkungen
zwischen den Mikroobjekten und zwischen
Mikroobjekten und Feld
– durch magnetische Kräfte,
– durch elektrische Kräfte
– durch Neigen der Experimentierfläche;
– gute Sichtbarkeit aller Experimente
– durch die Projektion mit dem Tageslichtpro-
jektor;
– geringen Aufwand bei der Vorbereitung
– durch die übersichtliche und einfache
Konstruktion des Gerätes,
– durch geringen Justieraufwand.
Der Experimentator kann die beeinflussenden
Größen kontinuierlich einstellen und in den ex-
perimentellen Ablauf direkt eingreifen.
All das sichert vielfältige Einsatzmöglichkeiten,
bevorzugt zur Demonstration des Verhaltens von
einzelnen Mikroobjekten oder Systemen von
Mikroobjekten. So lassen sich bewegte, anschau-
liche, jedoch stark vereinfachte Modelle schaf-
fen von komplizierten, der direkten Beobachtung
unzugänglichen physikalischen Objekten und
Phänomenen.
Die in den Modellexperimenten wirksamen Kräf-
te weichen z. T. erheblich von denen ab, die zwi-
schen den Realobjekten auftreten. In vielen Fäl-
len sind jedoch die Kraft-Abstand-Beziehungen
sehr ähnlich, so daß ihnen nur bei quantitativen
Experimenten die notwendige Aufmerksamkeit
geschenkt werden muß.
Trotz dieser Einschränkung ist der Luftkissen-
tisch in der Hand eines fachlich und methodisch
qualifizierten und geschickten Experimentators
ein vielseitiges, wirksames und attraktives Un-
terrichtsmittel. Beim vollen Verständnis für die
Funktion der Anlage und bei Beachtung der im
folgenden dargelegten Hinweise zum Gerät und
seiner Handhabung kann der Lehrer Experimen-
te mit physikalisch überzeugenden und effektvol-
len Ergebnissen vorführen.
1.3 Aufbau des Luftkissentisches
Der Luftkissentisch besteht aus einem Rahmen
und einer Druckkammer. Die Deckplatte der
Druckkammer ist mit 1089 Bohrungen versehen
(Ø 0,8 mm). Sie bildet die Experimentierfläche.
Der seitliche Teil der Druckkammer, in dem sich
das Impulsventil befindet, wird über den Schlauch
mit dem Gebläse verbunden. Die Horizontal- oder
Schrägeinstellung der Experimentierfläche läßt
sich durch zwei Justierschrauben erreichen.
.
.
Zum Luftkissentisch gehören fünf verschiedene
Arten von Schwebekörpern. Sie bestehen aus far-
bigen, transparenten Plastscheiben bzw. Alumi-
niumscheiben, auf denen zylinderförmige kera-
mische Magnete befestigt sind. Diese Schwebe-
körper simulieren, getragen vom Luftkissen, die
sich bewegenden Objekte.
Die Experimentierfläche ist von einem flachen
Plastrahmen umgeben. Sie kann außerdem durch
magnetische Barrieren, die nahezu vollelastische
Stöße der Schwebekörper ermöglichen, begrenzt
werden. Dadurch lassen sich Wechselwirkungen
mit den Gefäßwänden darstellen.
Zur Erzeugung eines elektrischen Feldes können
2 stabförmige Elektroden auf die Arbeitsfläche
aufgelegt werden. Die Wirkung eines elektrischen
Feldes kann modellmäßig auch durch eine ein-
stellbare Neigung des Luftkissentisches erzielt
werden.
Mit dem Impulsventil läßt sich ein Luftstrom pa-
rallel zur Experimentierfläche erzeugen, der die
Bewegung der Schwebekörper beeinflußt. Auf
diese Weise kann die Geschwindigkeit der
Schwebekörper vergrößert werden.
Das Gebläse sorgt für ein ausreichendes Luftkis-
sen über der Arbeitsfläche. Seine Leistung ist stu-
fenlos einstellbar und kann den experimentellen
Bedingungen angepaßt werden. Das Gebläse ist
mit einem Druck- und einem Sauganschluß aus-
gestattet. Beim Experimentieren mit dem Luft-
kissentisch wird der Druckanschluß verwendet,
der Sauganschluß kann für andere physikalische
Experimente eingesetzt werden (z.B. mit dem
Diapaneelgerät).
Das Gittermodell besteht aus 25 keramischen
Magneten, die an dünnen Stahldrähten hängen.
Dieses System schwingt mit kleiner Dämpfung.
Es wird verwendet, um die Wechselwirkung z.B.
eines Metallgitters mit den sich bewegenden La-
dungsträgern zu modellieren. Man setzt es in glei-
cher Weise wie die zur Ausstattung gehörende
Piacrylplatte in die Haltevorrichtung ein. Die für
das jeweilige Experiment günstige Höhe, in der