3B Scientific Air Cushion Plate - Handbuch (Seite 42)

Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch
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Modellierung
Realobjekt Modell
Teil eines metallischen Experimentierfläche
Leiters
des Luftkissentisches
Metallgitter Gittermodell
Stärke des Neigung der
elektrischen Feldes Experimentierfläche
Elektron Schwebekörper
Durchführung:
Der Luftkissentisch wird horizontal ausgerichtet.
Die magnetische Barriere Nr. 2 dreht man um
180° und legt sie an ihren Platz auf die Experi-
mentierfläche. Man befestigt die Haltevor-
richtung am Luftkissentisch und hängt das Gitter-
modell ein. Es wird in der Rinne der Haltevor-
richtung so weit verschoben, daß sich seine Kan-
te bei der Barriere Nr. 2 mit der letzten Reihe
von Bohrungen der Düsenplatte deckt.
Auf diese Weise entsteht zwischen dem Gitter-
modell und der Druckkammer ein etwa 3 cm brei-
ter Streifen, durch den man den Schwebekörper
auf die Arbeitsfläche legen kann. Das Gitter-
modell wird auf die niedrigste Stellung gebracht.
Mittels der Justierschraube bei der Barriere Nr. 2
stellt man eine geringe Neigung des Tisches durch
Absenken des Tischteils an dieser Stelle ein. Der
Schwebekörper wird neben die Druckkammer auf
die Experimentierfläche gelegt. Man erhöht die
Leistung des Gebläses so weit, daß der Schwebe-
körper schwebt. Dann beobachtet man seine Be-
wegung und die der hängenden Magnete. Das
Experiment wird mit verschiedenen Neigungen
der Experimentierfläche wiederholt.
Ergebnis:
Das Gittermodell beeinflußt die Bewegung des
Schwebekörpers so, daß die mittlere Driftge-
schwindigkeit konstant ist.
Durch die Wechselwirkung mit den schwingen-
den Magneten wird der Schwebekörper abge-
bremst. Er gibt einen Teil seiner Energie an die
Magneten ab, so daß die Amplitude der Schwin-
gungen zunimmt. Die Geschwindigkeit des Schwe-
bekörpers und die Amplitude der Gitterschwingun-
gen werden mit zunehmender Neigung des Luft-
kissentisches größer.
Deutung:
In einem metallischen Leiter bewegen sich die
Elektronen unter dem Einfluß des elektrischen
Feldes mit konstanter mittlerer Driftgeschwin-
digkeit. Infolge der Wechselwirkung mit den Git-
terbausteinen übertragen sie an diese einen Teil
ihrer Energie, wodurch deren Gitterschwingun-
gen heftiger werden und damit die Temperatur
des Leiters zunimmt.
2.4.7 Bewegung der freien Elektronen in
einem Metall
Geräte:
Luftkissentisch mit Gebläse
Tageslichtprojektor
magnetische Barriere, lang
2 Stück
magnetische Barriere, kurz 2 Stück
Haltevorrichtung 1 Stück
Gittermodell 1 Stück
Schwebekörper, rot 25 Stück
Modellierung
Realobjekt Modell
Teil eines metallischen Experimentierfläche
Leiters
des Luftkissentisches
Metallgitter Gittermodell
Elektronen Schwebekörper
Durchführung:
Man richtet den Luftkissentisch horizontal aus
und ordnet die magnetischen Barrieren um die
Experimentierfläche an.