3B Scientific Air Cushion Plate - Handbuch (Seite 46)

Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch
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Durchführung:
Man richtet den Luftkissentisch horizontal aus
und bringt die magnetischen Barrieren an. Die
Schwebekörper werden auf der Experimentier-
fläche regelmäßig angeordnet. Man befestigt die
Haltevorrichtung am Luftkissentisch und hängt
das Gittermodell ein. Es wird auf eine mittlere
Höhe eingestellt. Man erhöht die Leistung des
Gebläses so weit, daß alle Schwebekörper gut
abheben. Falls erforderlich, sorgt man mit dem
Manipulierstab dafür, daß sich unter jedem hän-
genden Magnet ein Schwebekörper befindet.
Durch wiederholte Betätigung des Impulsventils
erhöht man die Geschwindigkeit der Schwebe-
körper. Man beobachtet deren Anordnung und
Bewegung. Schließlich neigt man durch Verstel-
len der Justierschraube bei der Barriere Nr. 2 den
Tisch mehr und mehr und beobachtet den Einfluß
der Neigung auf die Schwebekörper.
Ergebnis:
Bei geringen Geschwindigkeiten sind alle
Schwebekörper unter den Magneten des Gitter-
modells angeordnete. Bei größeren Geschwindig-
keiten entfernt sich ein Teil der Schwebekörper
von ihren Plätzen. Die Neigung der Experimen-
tierfläche bewirkt, daß die ungeordnete Bewegung
der Schwebekörper eine Vorzugsrichtung erhält.
Deutung:
Bei einem Eigenhalbleiter werden unter dem Ein-
fluß der erhöhten Temperatur einige Elektronen aus
dem Gitter herausgelöst, die sich dadurch im ge-
samten Halbleiter bewegen. Die herausgelösten
Elektronen hinterlassen positive „Löcher“. Die
Anzahl der wänderungsfähigen Elektronen und der
Löcher ist gleich. Nach dem Anlegen einer Span-
nung fließt ein elektrischer Strom. Die Elektronen
bewegen sich bevorzugt in Richtung der positiven
Elektrode, die „Löcher“ scheinbar in entgegeng-
esetzter Richtung.
2.4.12 Elektrischer Leitungsvorgang in einem
Halbleiter — n-Leitung (nachgebildet
durch mechanische Kräfte)
Geräte:
Luftkissentisch mit Gebläse
Tageslichtprojektor
magnetische Barriere, lang
2 Stück
magnetische Barriere, kurz 2 Stück
Haltevorrichtung l Stück
Gittermodell l Stück
Manipulierstab l Stück
Schwebekörper, rot 28 Stück
Modellierung
Realobjekt Modell
Teil eines Halbleiters Experimentierfläche
des Luftkissentisches
Kristallgitter des Gittermodell
Halbleiters
positive Ionen des
Gittermagnete
Kristallgitters
Elektronen
Schwebekörper
Stärke des Neigung der
elektrischen Feldes Experimentierfläche
Durchführung:
Nach dem horizontalen Ausrichten des
Luftkissentisches werden die magnetischen Bar-
rieren um die Experimentierfläche angeordnet.
Die Schwebekörper verteilt man regelmäßig auf
der Experimentierfläche, befestigt die Haltevor-
richtung und hängt das Gittermodell ein. Seine
Höhe wird auf einen mittleren Wert eingestellt.
Man erhöht die Leistung des Gebläses so weit,
daß alle Schwebekörper frei schweben. Anord-
nung und Bewegung der Schwebekörper werden
beobachtet. Danach neigt man die Experimentier-
fläche des Luftkissentisches.
Das Experiment wird nach mehrmaligem Betäti-
gen des Impulsventils mit größerer Geschwindig-
keit der Schwebekörper wiederholt.
Ergebnis:
Bei niedrigen Geschwindigkeiten sind 25
Schwebekörper Verhältnismäßig fest an die
Magnete des Gittermodells gebunden. Die übri-
gen 3 bewegen sich unregelmäßig in den Zwi-
schenräumen. Beim Neigen der Experimentier-
fläche wird der ungeordneten Bewegung eine ge-