Applied Sciences - Phywe Systeme GmbH

Applied Sciences
3 Applied Sciences
3.1 Angewandte Mechanik 543
3.1.1 Statik und Dynamik
544
3.1.2 Strömungsmechanik
553
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
563
3.2 Angewandte Optik - Photonik 573
3.2.1 Laser und Faseroptik
574
3.2.2 Interferometrie
579
3.2.3 Holografie
589
3.3 Erneuerbare Energie 593
3.3.1 Allgemein
594
3.3.2 Wärme
598
3.3.3 Photovoltaik
612
3.3.4 Brennstoffzelle
616
3.3.5 Wind und Wasser
628
3.4 Elektrotechnik - Elektronik 631
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
541

542
3 Applied Sciences
3.4.1 Bauelemente
632
3.4.2 Schaltungen
648
3.5 Materialwissenschaften 655
3.5.1 Metallographie
656
3.5.2 Mechanische Eigenschaften
659
3.5.3 Magnetische Eigenschaften
662
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften
666
3.5.5 Röntgenstrukturanalyse
671
3.5.6 Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz
675
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
679
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
689
3.6 Geowissenschaften 695
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
696
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
706
3.7 Medizin 713
3.7.1 Biomechanik
714
3.7.2 Strömungsmechanik - Blutkreislauf
716
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
720
3.7.4 Ultraschalldiagnostik
727
3.7.5 Röntgenstrahlung - Röntgendiagnostik und Dosimetrie
730
3.7.6 Absorptionsspektrometrie und Photometrie
733
3.7.7 Geometrische Optik - Auge
737
3.7.8 Humanphysiologie
740
3.7.9 Neurophysiologie - Nervensystem
753
3.7.10 Biochemie
757
3.7.11 Modelle
766
excellence in science

Angewandte Mechanik
3 Applied Sciences
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik 544
3.1.2 Strömungsmechanik 553
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung 563
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543

544
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
Statik und Dynamik
Im Bereich der angewandten Mechanik für Bauingenieure und Maschinenbauingenieure stehen statische und dynamische Eigenschaften von
Bauwerken und Maschinen im Fokus. Zu diesen Eigenschaften gibt es eine Vielzahl von Experimenten, die charakteristische Größen wie Elastizitäts-
oder Torsionsmodul oder Schwingungsverhalten/-analyse und Trägheitsmomente thematisieren. Eine Besonderheit sind hierbei die
Ausbildung an optischen Methoden zur Untersuchung statischer und dynamischer Eigenschaften, wie Interferometrie und Holografie, die am
Ende dieses Kapitels aufgeführt sind.
Statische Eigenschaften
Elastizitätsmodul
Prinzip
Ein dünner, flacher Balken wird horizontal mit seinen beiden Enden
auf gehärtete Schneiden gelegt. In seiner Mitte angehängte
Massen bewirken eine Verformung, die mit einer empfindlichen
Messuhr registriert wird. Aus den Messwerten lassen sich die Verformungsparameter
der Testsubstanz berechnen.
Aufgaben
1. Bestimmung der charakteristischen Linie der Messuhr.
2. Bestimmung der Biegung des Flachstahls als Funktion der
Kraft, der Dicke, der Breite und des Abstandes zwischen den
Stützpunkten.
3. Bestimmung des E-Moduls von Stahl, Messing und Al.
Lernziele
Young´s modul, E-Modul, Stress, Deformation, Querkontraktionszahl,
Hooke'sches Gesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110200
excellence in science
Flachstäbe, Satz
Funtkion und Verwendung
Set aus 7 Flachstäben unterschiedlicher Querschnitte, Längen und
Werkstoffe z. B. zur Untersuchung des Elastizitätsmoduls.
Ausstattung und technische Daten
Werkstoffe: Stahl, Messing, Aluminium, Querschnitte: 10, 15 bzw. 20
mm x 1,5, 2, 3 mm; Längen: 160 und 500 mm
17570-00
Messuhr 10/0,01 mm
Funktion und Verwendung
Messuhr zur Messung von 1/100 mm, mit umlaufendem Zeiger. Zur Bestimmung
des Elastizitätsmoduls.
Ausstattung und technische Daten
Ein Umlauf pro Millimeter, Skalendurchmesser: 50 mm, Gesamthub:
10 mm, Skalenteilung: 0,01 mm.
Zubehör
Halter für die Messuhr (03013-01)
Messuhr 10/0,01 mm
03013-00
Halter für Messuhr
03013-01
Bügel mit Schneide
03015-00

Drehmomente
Prinzip
An der Momentenscheibe greifen beiderseits des Drehpunktes koplanare
Kräfte an (Gewicht, Kraftmesser). Im Gleichgewicht werden
die Drehmomente als Funktion der Größe und Richtung der
Kräfte sowie des Bezugspunktes bestimmt.
Aufgaben
1. Moment als Funktion des Abstandes zwischen dem Ursprung
der Koordinaten und dem Punkt der Kraftwirkung.
2. Moment als Funktion des Winkels zwischen der Kraft und dem
Ortsvektor zum Punkt Kraftwirkung.
3. Moment als Funktion der Kraft
Lernziele
Moment, Kräftepaar, Gleichgewicht, Statik, Hebel, koplanare Kräfte
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110100
Momentenscheibe
Funktion und Verwendung
Scheibe zur Untersuchung der allgemeinen Gleichgewichtsbedingungen
eines unter dem Einfluss von Kräften stehenden Körpers, der im
Schwerpunkt drehbar gelagert ist.
Ausstattung und technische Daten
Lackierte und drehbar gelagerte Metallscheibe mit Rasterbohrungen
und 5 Einsteckknöpfen, Mit Hilfskreisen mit Winkelskalen, Scheibendurchmesser:
270 mm, Anzahl der Bohrungen: 64, Rastermaß (mm)
30 x 30
Zubehör
Bolzen mit Stift (02052-00) zum reibungsarmen Haltern
02270-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Mechanische Hysterese
Prinzip
Bei der Torsion von Metallstäben wird der Zusammenhang zwischen
dem Drehmoment und dem Drehwinkel bestimmt. Die
Hysterese-Kurve wird für verschiedene Metalle aufgenommen.
Aufgaben
1. Aufzeichnung der Hysteresekurve von Stahl- und Kupfer-Stäben.
2. Notieren Sie sich die Spannungsrelaxationskurve mit verschiedenen
Relaxationszeiten aus verschiedenen Materialien.
Lernziele
Mechanische Hysterese, Elastizität, Plastizität, Entspannung, Torsions
Modul, Fließen, Drehmoment, Hooke'sches Gesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110300
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Agrarwissenschaft, Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten Versuchsbeschreibungen
in englischer Sprache
16508-02
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
545

546
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
Torsionsschwingungen und Torsionsmodul
Prinzip
Stäbe aus verschiedenen Materialien werden in Drehschwingungen
versetzt. Das Verhältnis zwischen der Schwingungszahl und den
geometrischen Abmessungen der Stäbe wird abgeleitet werden
und das spezifische Schubmodul für die Materialien ermittelt.
Aufgaben
1. Statische Bestimmung der Torsions-Modul eines Stabes.
2. Bestimmung des Trägheitsmomentes des Stabes und der Gewichte.
3. Bestimmung der Abhängigkeit der Schwingungsperiode von
der Länge und Dicke der Stangen.
4. Bestimmung des Schubmodul von Stahl, Kupfer, Aluminium
und Messing.
Lernziele
▪ Gleitmodul
▪ Winkelgeschwindigkeit
▪ Drehmoment
▪ Trägheitsmoment
▪ Winkelrückstellmoment
▪ G-Modul
▪ E-Modul
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110400
Laufgewicht
Funktion und Verwendung
Gewicht aufsetzbar und verschiebbar auf der Hebelstange des Torsionsgerätes.
03929-00
excellence in science
Torsionsgerät, komplett
Funktion und Verwendung
Zur Untersuchung der Deformationswirkung durch Drehmomente.
▪ Demonstration des Zusammenwirkens von Kraft und Hebel.
▪ Einführung des Begriffs Drehmoment durch die Torsionswirkung.
▪ Aufnahme elastischer Kennlinien durch Torsionsstäbe, die sich in
Länge, Durchmesser oder Material unterscheiden.
▪ Abhängigkeit der Richtgröße eines Torsionsstabs von seinen Abmessungen
und dem Schubmodul.
▪ Elastische Hysterese des Kupfertorsionsstabs.
▪ Statische und dynamische Torsionsbeanspruchung.
▪ Zusammenhang zwischen Schwingungsdauer, Trägheitsmoment
und Richtgröße bei Torsionsschwingungen.
Ausstattung und technische Daten
▪ Torsionsstab, Kupfer, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Messing, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 4 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 3 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 300 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 400 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Stahl, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsgerät
Zubehör
▪ Empfohlen: Laufgewicht aufsetzbar und verschiebbar auf Hebelstange
des Torsionsgeräts.
Torsionsgerät, komplett
02421-88
Torsionsgerät
02421-00
Torsionsstab, Stahl, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-01
Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-02
Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 400 mm
02421-03
Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 300 mm
02421-04
Torsionsstab, Aluminium, d = 3 mm, l = 500 mm
02421-05
Torsionsstab, Aluminium, d = 4 mm, l = 500 mm
02421-06
Torsionsstab, Messing, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-07
Torsionsstab, Kupfer, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-08

Hooke'sches Gesetz mit Cobra3
Prinzip
Die Gültigkeit des Hook'schen Gesetz (F= D · x ) wird für zwei
Schraubenfedern mit verschiedenen Federkonstanten bestimmt.
Die Längenveränderung der Feder wird als Funktion der angehängten
Masse und damit der angreifenden Kraft ermittelt. Zum Vergleich
wird noch ein Gummiband, für das die Proportionalität von
angreifender Kraft und Dehnung nicht besteht, unter gleichen Bedingungen
wie die Schraubenfedern untersucht.
Aufgaben
1. Kalibrierung des Messsystems bestehend aus Bewegungssensor
und Newton-Sensor (Kraft)
2. Messung der Zugkraft als Funktion der Auslenkung von 3 Federn
und eines Gummibandes
3. Ermittlung der Federkonstante und der Hysterese-Kurve
4. Überprüfung des Hook'schen Gesetz.
Lernziele
Federkonstante, Elastizitätsgrenze, Dehnung und Kompression
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2130111
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Newton-Sensor
Funktion und Verwendung
Zum Anschluss an COBRA3-Messmodul Newton (Kraft). Metallgehäuse
mit Lasthaken für Zugkräfte u. Lastteller für Druckkräfte.
Ausstattung und technische Daten
Mit Haltestiel und festem Anschlusskabel, Endanschläge für Überlastschutz,
Hub ca. 0,4 mm/N, Messbereich: max. +/- 4 N, Auflösung: max.
+/- 0,0035 mN, Kompensation: +/- 4 N, Maße (mm): 62 x 40 x 120.
Newton-Sensor
12110-01
Cobra3 Messmodul Newton
12110-00
Software Cobra3 Kraft/Tesla
14515-61
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Bewegungsaufnehmer mit Kabel
Funktion und Verwendung
Inkrementalgeber mit extrem hoher Auflösung zur Erfassung von
Dreh- und linearen Bewegungen in Verbindung mit Digitalzählern
oder den Interfacesystemen COBRA3.
Ausstattung und technische Daten
▪ Auflösung: 512 Schritte/Umdrehung
▪ Mit Signalausgabe für Drehrichtung
▪ Schnurrillen 6 mm und 12 mm
▪ Kunststoffgehäuse mit Haltestiel und Anschlusskabel
▪ Maße (mm): 72 x 34 x 113
12004-10
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
547

548
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
Dynamische Eigenschaften
Trägheitsmoment und Winkelbeschleunigung mit
einem Präzisionsdrehlager
Prinzip
Auf einen reibungsarm rotierenden Körper wirkt ein Drehmoment.
Aus der Winkelbeschleunigung wird sein Trägheitsmoment bestimmt.
Aufgabe
1. Von der Winkelbeschleunigung, wird das Trägheitsmoment
verschiedener Körper in Abhängigkeit von der Masse und der
Entfernung zu der Rotationsachse bestimmt.
Lernziele
Winkelgeschwindigkeit, Drehbewegung, Moment, Trägheitsmoment
einer Scheibe, Trägheitsmoment einer Profilstange, Trägheitsmoment
eines Massenpunktes
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2131305
Präzisions-Drehlager
Funktion und Verwendung
Einsetzbar für viele Versuche zum Thema Rotationsbewegungen: Winkelgeschwindigkeit,
-beschleunigung, Rotationsenergie, Dreh-, Trägheitsmomente.
Vorteile
Sicherer Versuchsablauf, minimale Vorbereitungszeit, schneller Aufbau
und minimaler Justieraufwand, präzise und leise, weil kein Luftstromerzeuger
nötig ist.
Präzisions-Drehlager
02419-00
Trägheitsstange
02417-03
Präzisionsrolle
11201-02
Gabellichtschranke mit Zähler
11207-30
Drehplatte mit Winkelskale
02417-02
excellence in science
Trägheitsmomente verschiedener Körper /
Steinerscher Satz mit Cobra3
Prinzip
Das Trägheitsmoment eines Körpers hängt von der Massenverteilung
und der Rotationsachse ab. Der Steinersche Satz verdeutlicht
diesen Zusammenhang.
Aufgaben
1. Die Trägheitsmomente der verschiedenen Körper werden
durch Messung der Schwingungen bestimmt.
2. Das Steiner-Theorem wird überprüft.
Lernziel
▪ Starrer Körper
▪ Trägheitsmoment
▪ Zentrum der Schwerkraft
▪ Drehachse
▪ Torsionsschwingungen
▪ Federkonstante
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2132811
Drehschwingungsgerät
Funktion und Verwendung
Gerät zur Untersuchung von Trägheitsmomenten.
Das Gerät besteht aus: Drillachse mit Spiralfeder, Metall- und Styroporscheibe,
Voll- und Hohlwalze, Kugel und Stab mit verschiebbaren
Massen.
Drehschwingungsgerät
02415-88
Gabellichtschranke compact
11207-20
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99

Kreiselgesetze / Kreisel mit 3 Achsen
Prinzip
Das Trägheitsmoment des Kreisels wird durch Messung der Winkelbeschleunigung
für unterschiedliche, bekannte Drehmomente bestimmt.
In diesem Experiment sind zwei der Kreiselachsen fixiert.
Die Beziehung zwischen der Präzessionsfrequenz und der Kreiselfrequenz
für den Kreisel mit drei freien Achsen wird ebenfalls für
unterschiedliche Drehmomente die auf die Rotationsachse wirken
untersucht. Wenn die Rotationsachse des kräftefreien Kreisels
leicht ausgelenkt wird, kommt es zur Nutation. Die Nutationsfrequenz
wird in Abhängigkeit von der Kreiselfrequenz untersucht.
Aufgaben
1. Bestimmung des Trägheitsmoments des Kreisels durch Messung
der Winkelbeschleunigung
2. Bestimmung des Trägheitsmoments des Kreisels durch Messung
der Rotationsfrequenz und der Präzessionsfrequenz
3. Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Präzession
und der Rotationsfrequenz sowie deren Abhängigkeit vom
Drehmoment
4. Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Nutationsfrequenz
und Rotationsfrequenz
Lernziele
Trägheitsmoment, Drehmoment, Drehimpuls, Präzession, Nutation
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2131900
Kreisel mit 3 Achsen
Funktion und Verwendung
Gerät zur Erarbeitung der Kreiselgesetze.
Vorteile
Kugelgelagerte, um drei Achsen frei bewegliche u. reibungsarm laufende
Kreiselscheibe, die mit Hilfe eines Fadens aufgezogen wird,
montiert auf Tischgestell, verschiebbare Kontermasse zum Austarrieren
der Kreiselscheibe.
02555-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Harmonische Schwingungen von Spiralfedern -
Parallel- und Reihenschaltung von Federn
Prinzip
Die Federkonstante D wird für die verschiedenen Anordnungen aus
der Schwingungsperiode und der schwingenden Masse bestimmt.
Aufgaben
1. Bestimmung der Federkonstante D für verschiedene Federn
2. Bestimmung der Federkonstante für parallel verbundene Federn
3. Bestimmung der Federkonstante für in Serie verbundene Federn
Lernziele
Federkonstante, Hooke'sches Gesetz, Schwingungen, Elastizitäts-
Modul, Parallel Federn, Serielle Federn
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2132611
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
Beschreibung
Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Physik.
Themenfelder: Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre,
Struktur der Materie.
DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten
16502-32
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
549

550
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
Erzwungene Schwingungen - Pohlsches Pendel mit
Cobra3, Gerätesatz komplett
Prinzip
Wird einem Pohlschen Pendelerlaubt wird frei zu schwingen kann
beobachtet werden, dass der Rückgang der aufeinander folgenden
maximalen Amplituden in hohem Maße abhängig ist von der
Dämpfung. Wenn das schwingende System durch eine externes periodisches
Drehmoment angeregt wird, beobachten wir, dass die
Amplitide in gleichförmigen Zustand abhängig ist von der Frequenz,
der Amplitude des externen periodischen Drehmoments
und der Dämpfung. Die charakteristischen Frequenzen der freien
Schwingung sowie die Resonanzkurven der erzwungenen Schwingung
sollen für verschiedene Dämpfungswerte bestimmt werden.
Dafür werden die Schwingungen mit dem Interface System in Verbindung
mit dem Bewegungssensor aufgezeichnet und ausgewertet.
Aufgaben
A. Freie Schwingung
1. Bestimme die Schwingungsperiode und die charakteristische
Frequenz im ungedämpften Fall.
2. Bestimme die Schwingunsgperiode und die entsprechenden
charakteristischen Frequenzen für verschiedene Dämpfungswerte.
Fortlaufende, einseitig maximale Amplituden werden
in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet. Die entsprechenden
Verhältnisse der Dämpfung, der Dämpfungskonstanten
und das logarithmische Dekrement werden berechnet.
3. Realisiere den aperiodischen Fall.
B. Erzwungene Schwingung
1. Die Resonanzkurven werden bestimmt und graphisch dargestellt
mittels der Dämpfungswerte von A.
2. Die Resonanzfrequenzen werden bestimmt und mit den Resonanzfrequenzen,
die vorher gefunden wurden, verglichen.
3. Die Phasenverschiebung zwischen dem Torsionspendel und
dem stimulierenden externen Drehmoment wird beobachtet
für einen kleinen Dämpfungswert in der Annahme, dass in
einem Fall die stimulierende Frequenz weit unterhalb und in
dem anderen Fall weit oberhalb der Resonanzfrequenz ist.
Lernziel
Kreisfrequenz, Eigenfrequenz, Resonanzfrequenz, Torsionspendel,
Torsionsschwingungen, Drehmoment, gedämpfte / ungedämpfte
freie Schwingung, erzwungene Schwingung, Verhältnis der Dämpfung
/ Dekrement, Dämpfungskonstante, Logarithmische Dekrement,
Aperiodischer Fall
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2132711
excellence in science
Drehpendel (nach R. W. Pohl)
Funktion und Verwendung
Drehpendel zur Erzeugung von erzwungenen und freien Schwingungen
bei verschiedenen Dämpfungen.
Vorteile
Kugelgelagertes Kupferrad, Anregung durch integrierten Getriebemotor
mit Feineinstellung, Wirbelstrombremse
11214-00
Schwingungen in Metallplatten
Prinzip
Nach dem Anschlagen einer runden oder quadratischen Metallplatte
tritt jeweils ein komplexes Eigenschwingungsspektrum auf.
Mit Hilfe der Fourieranalyse können die zur Erzeugung Chladnischer
Klangfiguren geeigneten Frequenzen ermittelt werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1362200
Messmikrofon mit Verstärker
Funktion und Verwendung
Sonde zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern.
Messmikrofon mit Verstärker
03543-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Frequenzanalyse
14514-61

Optische Methoden
Michelson Interferometer - hoch auflösend, mit
optischer Grundplatte
Prinzip
Im Michelson-Aufbau wird Licht mit Hilfe zweier Spiegel zum Interferieren
gebracht. Einer der Spiegel wird verschoben. Hierbei
beobachtet man eine Änderung im Interferenzmuster woraus die
Wellenlänge des Laserlichts bestimmt werden kann.
Aufgaben
1. Bau des Michelson Interferometers aus Einzelkomponenten
2. Das Interferometer wird zur Bestimmung der Wellenlänge des
verwendeten Lasers verwendet
3. Die Kontrastfunktion K wird qualitativ aufgezeichnet, um ihrer
Hilfe die Kohärenzlänge zu bestimmen
Lernziele
Wellenlänge, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit, Phase, Virtuelle
Lichtquelle, Interferenz
P2220900
Demo expert Physics Handbook Laser 3,
Interferometry (LIT)
Beschreibung
18 Versuchsbeschreibungen zu den Funktionsprinzipien verschiedener
Interferometertypen und Beispiele für deren Anwendung
Themenfelder: Michelson-, Mach-Zehnder,- Sagnac-, Twyman-Green-,
und Fabry-Perot-Interferometer, Interferometrische Bestimmung des
Brechungsindex von Gasen, Magnetostriktion, LDA - Laser Doppler
Anemometrie
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 98 Seiten
01401-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Optische Grundplatte mit Gummifüssen
Funktion und Verwendung
Zum Aufstellen von magnetisch haftenden optischen Komponenten
mit denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie,
Interferometrie und Fourier-Optik aufgebaut werden können.
Ausstattung und technische Daten
Biegesteife, vibrationsgedämpfte und korrosionsgeschützte Metallplatte
mit (5 cm x 5 cm)-Rasterdruck und rutschsicheren Gummifüßen.
Drei fest montierte Spannstellen für Laser- und Lasershuttermontage,
Plattenmaße (mm): 590 x 430 x 24, Masse: 7 kg.
Optische Grundplatte mit Gummifüssen
08700-00
Feinsteinstelltrieb auf Platte
08715-00
Fotoelement-Silicium für Grundplatte
08734-00
Helium-Neon-Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker
zum Anschluss an Lasernetzgerät.
Ausstattung und technische Daten
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
Wellenlänge 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad: 1:500,
Strahldurchmesser: 0,81 mm, Strahldivergenz: 1 mrad, Leistungsdrift:
max. 2,5% / 8 h, Lebensdauer: ca. 15000 h, Zylindergehäuse: Ø =
44,2mm; l = 400 mm, inkl.2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen
Helium-Neon-Laser 5 mW
08701-00
Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW
08702-93
551

552
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.1 Statik und Dynamik
Holographie Echtzeitverfahren (Biegen einer Platte)
mit der optischen Grundplatte
Prinzip
In Echtzeitabläufen können die Veränderungen eines Objekts direkt
beobachtet werden. Gleichmäßige sehr kleine Veränderungen
eines Objektes während der Aufnahme eines Hologrammes führen
zu Störungen, die im Falle der Biegung einer Platte als regelmäßige
Streifen im rekonstruierten Hologramm sichtbar werden.
Aufgaben
Bilderfassung und Rekonstruktion eines Hologramms auf einer
Ebene, die während der Rekonstruktion mit definierten Massestücken
belastet wird.
Lernziele
Interferenz, optische Weglänge, Brechungsindex, Phasenunterschiede.
P2260306
Demo expert Physics Handbook Laser 2, Holography
(LHT)
Beschreibung
11 Versuchsbeschreibungen zum Thema Holographie.
Themenfelder: Fresnel-Zonenplatte, Weißlichthologramm, Transmissionshologramm,
Transferhologramm, Doppelbelichtungsverfahren,
Zeitmittelungsverfahren, Echtzeitverfahren
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 74 Seiten
01400-02
excellence in science
Grundplatte mit Haubenkoffer
Funktion und Verwendung
Zur Aufnahme von magnetisch haftenden optischen Komponenten mit
denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie, Interferometrie
und Fourier-Optik aufgebaut werden können. Zur Experimentdurchführung
verbleibt die Platte im Kofferboden.
Ausstattung und technische Daten
Biegesteife und korrosionsgeschützte Metallplatte mit (5 cm x 5 cm)
Rasterdruck und zusätzlicher schwingungsgedämpfter Lagerung im
Kofferboden, drei festmontierte Spannstellen für Laser- und Lasershuttermontage,
aufsetzbare, verschließbare Kofferhaube, Abmessungen
der Platte (cm): 59 x 43 x 2,4, Abmessungen des Koffers (cm): 62
x 46 x 28, Masse: 13 kg.
Grundplatte mit Haubenkoffer
08700-01
Küvette mit Magnetfüßen
08748-00
Magnetfuß für Grundplatte
08710-00
Einsatz für Holografieplanfilme
08748-02
Holografie-Planfilm, 50 Stück
08746-01
Küvette mit Magnetfüßen
Funktion und Verwendung
Haltevorrichtung zur Belichtung, Entwicklung und Spülung von Holografieplatten
und -filmen für Versuche zur Echtzeit-Holografie.
Ausstattung und technische Daten
Küvette aus schlierenfreien, planparallelen Glasplatten und mit 2
Schlauchanschlüssen, mit zwei Klemmelementen zur exakten Positionierung
von Holographiefilmen oder -platten, Maße (mm): 225 × 56 ×
202, Masse: 1015 g
08748-00

Strömungsmechanik
Die Gesetzmäßigkeiten der Strömungsmechanik und die damit verbundenen Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen lassen sich durch
eine große Anzahl von Experimenten nachvollziehen. Diese reichen von Untersuchungen von charakteristischen Eigenschaften wie Viskosität
bzw. grundlegenden Gesetzmäßigkeiten wie die von Bernoulli bis zu optischen Methoden bzw. Ultraschallmethoden, mit denen auch in industriellem
Maßstab strömende Flüssigkeiten analysiert werden.
Gase
Auftrieb und Strömungswiderstand
(Luftwiderstand)
Prinzip
(A) Körper verschiedenen Querschnitts und unterschiedlicher Formen
werden in eine laminare Luftströmung eingebracht.
(B) Eine rechteckige Platte oder ein Tragflügel, der sich in einer
Luftströmung befindet, erfahren eine Auftriebs- und eine Widerstandskraft.
Aufgaben
(A)
1. Bestimmung der Luftwiderstandskraft als Funktion der Querschnittfläche
und der Luftströmungsgeschwindigkeit
2. Bestimmung des cw-Werts für verschiedene Körperformen
(B)
1. Bestimmung der Auftriebskraft und der Luftwiderstandskraft
einer rechteckigen Platte als Funktion der Fläche, des dynamischen
Drucks und des Anstellwinkels (Polardiagramm)
2. Bestimmung der Druckverteilung über einen Tragflügel als
Funktion des Anströmwinkels.
Lernziele
Druckfestigkeit, Reibungswiderstand, Luftwiderstandsbeiwert, Turbulente
Strömung, Laminare Strömung, Reynolds-Zahl, Dynamischer
Druck, Bernoulli-Gleichung, Tragflächen, Auflage, Einfallswinkel,
Polardiagramm
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5140400
Luftstromerzeuger
02742-93
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Strömungskörper, Satz von 14 Stück
Funktion und Verwendung
Modellkörper zur Untersuchung von Strömungswiderständen als Funktion
der Körperform und Oberflächenart.
Bestehend aus: 3 Kreisscheiben, 4 Rechteckplatten plan, 1 Rechteckplatte
gewölbt, 4 Stromlinienkörper, Kugel, Halbkugel. In Aufbewahrungsbox.
Strömungskörper, Satz von 14 Stück
02787-00
Tragflügelmodell
02788-00
Staurohr nach Prandtl
03094-00
Venturirohr
02730-00
Feinmanometer
Funktion und Verwendung
Flüssigkeitsmanometer zur Unter- und Überdruckmessung, außerdem
zur Messung von Differenzdruck in Gasströmen mit der Rohrsonde
(02705-00) und dem Staurohr nach Prandtl (03094-00).
Ausstattung und technische Daten
Messrohr mit einstellbarem Neigungswinkel, in Plexiglasblock mit
Wasserwaage sowie 2 Anschlussoliven und Haltestiel, Nullpunkteinstellung
durch verschiebbare Skale, zwei durch Änderung des Neigungswinkels
einstellbare Messbereiche, Skale, zweifarbige Beschriftung
entsprechend den beiden Messbereichen, Nullpunkteinstellung
durch verschiebbare Skale, Skalenlänge: 140 mm, Anschlusstüllen:
5...8 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Stiellänge: 60 mm, Abmessungen
(mm): 250 X 30 X 190, der abgebildete Dreifuss-PASS gehört nicht zum
Lieferumfang
Zubehör
Gerätefüllöl, 100 g (04453-00), Gummischlauch
03091-00
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
553

554
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
Messung der Schallgeschwindigkeit in Luft
Prinzip
Die Schallgeschwindigkeit in Luft wird durch Schalllaufzeitmessungen
bestimmt.
Mit geringem Mehraufwand lassen sich auch Schallgeschwindigkeiten
in anderen Gasen als Luft bestimmen (z. B. Helium, CO2).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1336200
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompaktes Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie,
Biologie und Angewandte Wissenschaften.
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Timer/Counter
14511-61
Messmikrofon mit Verstärker
Funktion und Verwendung
Sonde zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern.
03543-00
excellence in science
Messung der Schallgeschwindigkeit in
verschiedenen Gasen
Prinzip
Die Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Gasen (Luft, Helium,
CO2) wird durch Schalllaufzeitmessungen bestimmt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1336300
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
Beschreibung
84 ausführlich beschriebene Experimente mit dem Phywe Interface-
System Cobra3.
Themenfelder: Mechanik (16), Akustik (15), Thermodynamik (16), Elektrizitätslehre
(28), Optik (1), Struktur der Materie (8)
DIN A4, Ringordner, s/w, 298 Seiten
01310-01

Akustischer Dopplereffekt
Prinzip
Im Alltagsleben wird der Dopplereffekt gewöhnlich nur an sich
schnell bewegenden Schallquellen bemerkt. In diesem Experiment
kann der Dopplereffekt schon bei wesentlich geringeren Geschwindigkeiten
nachgewiesen werden. Dabei werden Frequenzänderungen
sowohl für ruhenden Beobachter / bewegte Schallquelle als
auch für bewegten Beobachter / ruhende Schallquelle gemessen
und analysiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1336500
Messwagen mit Antrieb
Funktion und Verwendung
Wagen für Versuche zur gleichförmigen Bewegung.
Vorteile
▪ Mit batteriebetriebenem, funkentstörtem Elektromotor für
4-Radantrieb
▪ Stufenlose Geschwindigkeitswahl, Vor- u. Rückwärtslauf
▪ Klemme für Schreibstreifen für Zeitmarkengeber
▪ Bohrung mit Klemmfeder zur Aufnahme eines Haltebolzens für
Lastturm
▪ Exzenterklemmung zur Befestigung eines Schreibstreifens für
einen Zeitmarkengeber
Ausstattung und technische Daten
▪ Material: schlagfester Kunststoff
▪ Maße (mm): 114 x 52 x 64
Messwagen mit Antrieb
11061-00
Aufsatz für Messwagen
11061-02
Gabellichtschranke compact
11207-20
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Ultraschall-Doppler-Effekt
Prinzip
Wenn eine Schallquelle relativ zur Ausbreitungsrichtung in Bewegung
ist, wird die Frequenz der emittierten Wellen durch den
Doppler-Effekt verschoben.
Aufgaben
Die Frequenzänderungen werden für verschiedene relative Geschwindigkeiten
von Quelle und Beobachter gemessen und analysiert.
Lernziele
▪ Ausbreitung von Schallwellen
▪ Überlagerung von Schallwellen
▪ Doppler-Frequenzverschiebung
▪ Longitudinalwellen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5142015
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Agrarwissenschaften inkl. Ernährung und Ökologie,
Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten Versuchsbeschreibungen
in englischer Sprache
16508-02
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
555

556
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
Ultraschall Betriebsgerät, 40 kHz
Funktion und Verwendung
Mikroprozessorgesteuertes, quarzstabilisiertes Betriebsgerät mit Anschlüssen
für Ultraschallsender und -empfänger.
Vorteile
Einstellbare Ausgangssamplitude, 2 DIN-Anschlussbuchsen, eine mit
180° Phasenverschiebung, kontinuierlicher und Impulsbetrieb, 1 synchroner
BNC-Ausgang für Laufzeitmessung, Eingangssignalverstärker
mit 3 Hauptverstärkungsstufen und Feinverstellung mit einer BNC-
Buchse für Oszilloskopbetrieb und 4-mm-Ausgangsbuchsen für Schreiberanschluss,
Durch Overload-Anzeige (LED) Anpassung der Schallintensität
an das Experiment möglich, ideal damit für große Abstände
zwischen Schallsender und -empfänger einsetzbar, z. B. für Dopplereffekt
mit Ultraschall, bruchsicheres Gehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Frequenz quarzstabilisiert: 40 kHz, Verstellbereich: 39...41 kHz,
Schrittweite: 300 Hz, Sender-Anschlüsse: 2 x DIN-Buchse und 1 synchronisierter
BNC-Anschluss, Phasenverschiebung: 0° oder 180°,
Empfänger-Anschluss: BNC-Buchse, Ausgänge: ~-Signal BNC-Buchse,
Schreiber (± 10 V) 4 mm Buchsen, Anschluss: 100...260 V~/5 V, Netzfrequenz:
50...60 Hz, Maße H × B × T (mm):138 × 205 × 160, Gewicht:
980 g
Erforderliches Zubehör
Ultraschall Netzgerät 13900-99
Ultraschall Betriebsgerät, 40 kHz
13900-00
Ultraschall Sender, 40 kHz
13901-00
Ultraschall Empfänger, 40 kHz
13902-00
Netzgerät 5 V DC/2,4 A mit DC-Anschlussbuchse 2,1 mm
13900-99
Funktionsgenerator
Funktion und Verwendung
Sinus-, Dreieck- und Reckteckgenerator, besonders geeignet für Schüler-
und Praktikumsversuche.
Ausstattung und technische Daten
Frequenzbereich: 0,1 Hz...100 kHz, Klirrfaktor typ.: < 0,5 %, Spannung/Leistung:10
V /0,1 W (50 Ohm), offset stellbar, BNC- und 4 mm-
Ausgangsbuchsen, Anschlussspannung: 230 V /50-60 Hz, schlagfestes
Kunststoffgehäuse mit Traggriff, Maße (mm): 194 x 140 x 130
13652-93
excellence in science
Digitaler Funktionsgenerator, USB
Prinzip und Verwendung
Digitaler Signalgenerator zum Einsatz als programmierbare Spannungsquelle
für Praktikums- und Demonstrationsexperimente insbesondere
in der Akustik und Elektrotechnik/Elektronik
Vorteile
▪ einsetzbar als universelles Stand-Alone-Gerät oder PC gesteuert
▪ universell einsetzbar durch kontinuierlich einstellbaren breiten
Frequenzbereich
▪ durch Verstärkerausgang als programmierbare Strom- und Spannungsquelle
nutzbar
▪ intuitive menügesteuerte Bedienung über Bedienrad und Funktionstasten
mit Hilfefunktion
▪ beleuchtetes monochromes Grafikdisplay für optimale Sicht- und
Lesbarkeit
▪ einfaches Einstellen von Spannungs- und Frequenzrampen
▪ mit U = f(f) Ausgang für einfaches Auslesen der Frequenz als Spannung
- ideal zum Vermessen von Schaltkreisresponse auf Frequenzrampen
mit einem Oszilloskop
▪ niedriger Klirrfaktor und Signal-Rausch-Verhältnis für brilliante
Signale - ideal für Experimente zur Akustik / zum Hören
Ausstattung und technische Daten
Verstärkerausgang (BNC/4mm):
▪ kurzschlussfest
▪ Ausgangsspannung: 0…20Vss an Ra> 40 Ω
▪ DC-Offset: ±10V (Schrittweite 5 mV)
▪ Ausgangsleistung: 5W (bei bis zu 1A) an Ra = 20 Ω
Kopfhörerausgang (3,5mm Klinke):
▪ zuschaltbar
▪ für Standard-Kopfhöreren oder Lautsprecherboxen
▪ Ausgangsspannung: 0…1Vss an Ra = 400 Ω
Sync-(Trigger) Ausgang (BNC):
▪ Ausgangswiderstand: 50 Ω
▪ Pegel: CMOS (5V)
U=f(f)-Ausgang (BNC):
▪ kurzschlussfest
▪ zum Auslesen der Frequenz als Spannung 0...10V (0...1 MHz)
Allgemein:
▪ Frequenzbereich: n0,1Hz…1Mhz
▪ Schrittweite: 0,1Hz
▪ Klirrfaktor:

Flüssigkeiten
Oberfläche rotierender Flüssigkeiten
Prinzip
Ein Behälter mit Flüssigkeiten rotiert um eine Achse. Die flüssige
Oberfläche bildet ein Rotationsparaboloiden. Die Charakteristika
des Paraboloiden werden in Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit
untersucht.
Aufgabe
Auf der rotierenden flüssigen Oberfläche, werden ermittelt:
die Form, die Position des tiefsten Punktes als Funktion der Winkelgeschwindigkeit,
die Krümmung.
Lernziele
Winkelgeschwindigkeit, Zentrifugalkraft, Drehbewegung, Rotationsparaboloid,
Gleichgewicht
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2140200
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
Beschreibung
Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Physik.
Themenfelder: Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre,
Struktur der Materie
DIN A4, Ringordner, s/w, über 1300 Seiten
16502-32
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Motor mit Getriebe, 12 V-
Funktion und Verwendung
Funkentstörter Gleichstrommotor auf Träger mit Haltestiel.
Ausstattung und technische Daten
Mit festem 5:1-Getriebe, Seiltrommel, Exzenter und Schnurscheibe,
Betriebsspannung: 2... 12 V DC, Drehzahl: max. 1800 U / min, Dauerstrom:
max. 3 A, Dauerleistung: max. 18 W, Maße (mm): 150 130 x
55
11610-00
Zentrifugalküvette
Funktion und Verwendung
Rotierbare Küvette zur Untersuchung der Oberflächenform rotierender
Flüssigkeiten.
Ausstattung und technische Daten
Plexiglasflachkammer mit Stiel, vorsetzbare Plexiglasscheibe mit Aufdruck
von 3 Parabeln, 2 Transparentfolien mit Koordinaten für quantitative
Auswertung, Material: Plexiglas, Flachkammer (mm): 138 x 5 x
265, Stieldurchmesser: 10 mm
Zentrifugalküvette
02536-01
Gabellichtschranke mit Zähler
11207-30
Drehlager
02845-00
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
557

558
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
Viskosität Newtonscher und Nicht-Newtonscher
Flüssigkeiten (Rotationsviskosimeter)
Prinzip
Die Viskosität von Flüssigkeiten wird mit einem Rotationsviskosimeter
bestimmt, indem ein Motor mit variabler Drehzahl einen Zylinder
in die Flüssigkeit taucht, die mit einer Spiralfeder untersucht
wird. Die Viskosität der Flüssigkeit erzeugt ein Drehmoment
auf dem Zylinder, das mit Hilfe der Torsion der Spiralfeder gemessen
und auf einer Skala abgelesen werden kann.
Aufgaben
1. Bestimmen Sie die Steigung der Rotationsgeschwindigkeit als
Funktion der Torsions-Schubspannung für zwei Newtonsche
Flüssigkeiten (Glyzerin, Paraffinöl).
2. Untersuchen Sie die Temperaturabhängigkeit der Viskosität
von Rizinusöl und Glyzerin.
3. Bestimmen Sie die Fließkurve einer Nicht-Newtonschen Flüssigkeit
(Schokolade).
Lernziele
Schubspannung, Geschwindigkeitsgradienten innerer Reibung, Viskosität,
Plastizität
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5141500
Rotationsviskosimeter
Funktion und Verwendung
Klassisches Rotationsviskosimeter zur Bestimmung der Viskosität.
Viskositätsmessbereich:3 - 6.000.000 mPas, Drehzahlen (1/min):
0,1...200, Unsicherheit der Drehzahl: < ± 0,5% vom Absolutwert,
Temperaturbereich: -15 ... +120°C, Genauigkeit: ±1% bezogen auf
den Messbereichsendwert, Wiederholbarkeit: ±0,2% bezogen auf den
Messbereichsendwert, Anschlussspannung:100...240 V / 50...60 Hz
18222-99
excellence in science
Viskositätsmessung mit dem Kugelfallviskosimeter
Prinzip
Aufgrund der inneren Reibung ihrer Teilchen haben Flüssigkeiten
und Gase unterschiedliche Viskositäten. Die Viskosität ist abhängig
von der Struktur des Stoffes und seiner Temperatur. Sie kann experimentell
bestimmt werden, zum Beispiel durch die Messung des
Falls einer Kugel in einem Rohr, gefüllt mit der zu untersuchenden
Flüssigkeit.
Aufgaben
Messung der Viskosität von Methanol-Wasser Gemischen in verschiedenen
Anteilen und konstanter Temperatur, von Wasser in
Abhängigkeit von der Temperatur und von Methanol in Abhängigkeit
von der Temperatur.
Aus der Temperaturabhängigkeit der Viskosität berechnen Sie die
Energie von Hindernissen für die Verdrängungsfähigkeit von Wasser
und Methanol.
Lernziele
Flüssigkeiten, Newtonsche Flüssigkeit, Stokes-Gesetz, Fließeigenschaften,
Dynamische und kinematische Viskosität, Viskositätsmessungen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5141600
Kugelfallviskosimeter
Funktion und Verwendung
Zur präzisen Messung der Viskosität durchsichtiger Newtonscher Flüssigkeiten
in Verbindung mit einem Umwälzthermostaten.
Ausstattung und technische Daten
Präzisionsfallrohr mit Abstandsmarken,in schwenkbarem Glaszylinder
auf Stativfuß, Schlaucholiven für Zufuhr eines Thermostatbades, Messbereich:
0,6...75000 mPas (cP), Temperaturbereich: -20...+120°C, Genauigkeit:
0,1 °C, Fallrohrdurchmesser 15,95 mm, incl. 6 Fallkugeln,
Thermometer -1...+ 26 (Teilung 0,1°C), Reinigungsgerät, Kugellehre,
Kugelpinzette, Etui und Prüfschein
18220-00

Optische Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in
Flüssigkeiten
Prinzip
Eine stationäre Ultraschallwelle in einer mit Flüssigkeit gefüllten
Küvette wird mit einem divergenten Lichtstrahl gekreuzt. Die
Schallwellenlänge kann von der zentralen Projektion des Schallfeldes
auf der Grundlage des Brechungsindex bestimmt werden, welcher
sich mit dem Schalldruck ändert.
Aufgaben
Bestimmung der Wellenlänge des Schalls in Flüssigkeiten, um daraus
die Schallgeschwindigkeit zu berechnen.
Lernziel
Ultraschall, Schallgeschwindigkeit, Frequenz, Wellenlänge, Schalldruckpegel,
Stehende Wellen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2151000
Ultraschallgenerator, 800 kHz
Funktion und Verwendung
Für Sinus- und Impulsbetrieb zur Durchführung von Experimenten zur
Wellennatur und Laufzeitmessung, für beispielhafte technische Anwendungen
wie zum Beispiel Ultraschallschweißen.
Ausstattung und technische Daten
Mit 3-stelliger Frequenzanzeige und einstellbarer Frequenz für Optimierungsversuche
und exakte Wellenlängenermittlung unter verschiedenen
Experimentbedingungen, Monitor- und Triggerausgänge mit
BNC-Buchsen für Phasenbestimmung mit Oszilloskop, unzerbrechliches
Kunstoffgehäuse, wasserdichter Schallkopf, Frequenzbereich (Sinus):
780...820 kHz, Maximale Schalleistung: 16 W, Pulsfolgefrequenz: 500
Hz, Pulsdauer: 3 µs, Anschlussspannung: 110...240 V~, Maße, H x B x
T (mm):170 x 232 x 260, Gewicht: 3,67 kg
Ultraschallgenerator, 800 kHz
13920-99
Ultraschallaufnehmer, 800 kHz
13920-00
Laser, HeNe, 1.0 mW, 230 V AC
08181-93
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit
in Flüssigkeiten
Prinzip
Die Schallwellen werden durch einen Ultraschall-Sender in eine
Flüssigkeit eingebrachtabgestrahlt und mit einem piezoelektrischen
Wandler detektiert. Die Wellenlänge des Schalls wird bestimmt
durch einen Vergleich der Phase des Detektorsignal und
der Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur der
Flüssigkeit.
Aufgaben
Die Wellenlänge wird von der Phasenlage des Detektor-Signals relativ
zum Signal des Generators, in Abhängigkeit vom Schallweg
und der Geschwindigkeit der Sonde bestimmt. Die Messung wird
für Wasser und Glycerin durchgeführt, bei verändernten Temparaturen.
Lernziel
Wellenlänge, Frequenz, Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten,
Kompressibilität, Dichte, Ultraschall, Piezoelektrischer Effekt,
Piezo-Ultraschall-Wandler
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2151200
Einhängethermostat Alpha A, bis 85°C, 230 Volt
Funktion und Verwendung
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
Zur Temperierung von Badflüssigkeiten, mit leistungsstarker Umwälzpumpe
und mit Schraubklemme zur Befestigung an Badgefäßen mit
einer Wandstärke bis zu 25 mm.
Einhängethermostat Alpha A, bis 85°C, 230 Volt
08493-93
Pumpenset für Thermostat Alpha A
08493-02
Bad für Thermostat, 6 l
08487-02
559

560
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
LDA- Laser-Doppler-Anemometrie mit Cobra3
Prinzip
Kleine Partikel durchströmen das LDA Messvolumen und streuen
das Licht, dessen Frequenz durch den Doppler-Effekt durch die
Partikel-Bewegung verschoben ist. Die Frequenzänderung des gestreuten
Lichtes wird erfasst und in Teilchen- oder Strömungsgeschwindigkeit
umgerechnet.
Aufgaben
1. Messung der Lichtfrequenz-Veränderung einzelner Lichtstrahlen,
die von bewegten Teilchen reflektiert werden.
2. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit.
Lernziele
Interferenz, Doppler-Effekt, Streuung des Lichts durch kleine Partikel
(Mie-Streuung), Hoch- und Tiefpassfilter, Abtasttheorem, Spektrale
Leistungsdichte, Verwirbelung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5141011
Si-Fotodetektor mit Verstärker
Funktion und Verwendung
Si-Diode mit hohem Signal-Rausch Verhältnis für fotometrische Messungen
bei hohem Störpegel.
Ausstattung und technische Daten
Auf Rundstiel verschiebbarer Halter für Diode mit Vorsatzlinse, mit abnehmbarer
Schlitzblende und 1,5 m Kabel mit Diodenstecker zum Anschluss
an erforderliche Control-Unit, Spektralbereich 390 nm...1150
nm, Empfindlichkeitsmaximum: 900 nm, Dunkelspannung: 0,75 mV,
Empfindlichk. (900nm) 860 mV/µW/cm², Bandbreite: 65 kHz, Blendenschlitz:
d = 0,3 mm, Stiel l = 110 mm; Ø = 10 mm
Si-Fotodetektor mit Verstärker
08735-00
Control Unit für Si-Fotodetektor
08735-99
excellence in science
Helium-Neon-Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker
zum Anschluss an Lasernetzgerät.
Ausstattung und technische Daten
▪ Wellenlänge: 632,8 nm
▪ Moden TEMOO
▪ Polarisationsgrad: 1:500
▪ Strahldurchmesser: 0,81 mm
▪ Strahldivergenz: 1 mrad
▪ Leistungsdrift: max. 2,5%/8 h
▪ Lebensdauer: ca. 15000 h
▪ Zylindergehäuse: Ø = 44,2 mm; l = 400 mm
▪ inkl.2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen
Helium-Neon-Laser 5 mW
08701-00
Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW
08702-93
Optische Grundplatte mit Gummifüssen
08700-00
LDA-Zubehörsatz
08740-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompaktes Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie,
Biologie und Angewandte Wissenschaften.
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Frequenzanalyse
14514-61

Strömungsgesetze
Prinzip
Mit Hilfe des Ultraschall-Doppler Effekts werden die für eine Vielzahl
technischer Anwendungen grundlegenden Gesetzmäßigkeiten
stationär laminar strömender Flüssigkeiten untersucht.
Aufgaben
1. Messung der mittleren Geschwindikeit für 3 verschiedene
Flüsse mit Hilfe des Ultraschall-Doppler Sonographes und der
Dopplerprismen. Bestimmung des Flusses.
2. Messung des Druckabfalles an den Messpunkten und Bestimmung
des Strömungswiderstandes.
3. Berechnung der Viskosität und Fluidität und Vergleich mit
anderen Flüssigkeiten
Lernziele
Ultraschall-Doppler Effekt, laminare und turbulente Strömung,
Kontinuitätsgleichung, Bernouillische Gleichung, Gesetz von
Hagen-Poiseuille, Viskosität und Fluidität
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5140100
Basisset: Doppler Ultraschalltechniken
Funktion und Verwendung
Dieser Basissatz enthält alle Geräte und Kleinteile zur Durchführung
von einleitenden Versuchen zum Thema Ultraschall-Sonographie. Die
mitgelieferte Software erlaubt sowohl das vom Echoskop empfangene
Primärsignal als auch Sekundärdaten darzustellen. Erweiterungssätze
für die Bereiche Hydraulik und medizinische Diagnostik sind verfügbar.
Ausstattung
1 x Ultraschall-Doppler-Gerät, 1 x Zentrifugalpumpe, 1 x Ultraschallgel,
1 x Sonographieflüssigkeit 1 l, 1 x Ultraschallsonde 2 MHz, 1 x
Dopplerprisma 3/8, 1 x Schlauchsatz
Technische Daten (Ultraschall Doppler-Gerät)
Frequenz: 2 MHz, Verstärkung: 10 - 40 dB, Anzeige: LED-Säule, akustischen
Signal, laustärkengeregelt, PC Anschluss : USB, Größe (mm): 256
x 185 x 160, Netzversorgung: 90-230 V, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme:
100 VA
13923-99
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Ergänzungssatz: Strömungsgesetze
Funktion und Verwendung
Mit diesem Set können der Doppler-Effekt sowie grundlegende Strömungsgesetze
wie z.B. die Bernoulli-Gleichung und das Hagen Poiseuille
Gesetz überprüft werden.
Vorteile
Durch den geschlossenen Strömungskreislauf kann der Versuch in jedem
beliebigen Klassenraum/Labor durchgeführt werden. Kein Wasseranschluss
wird benötigt.
Ausstattung
▪ 1x Prismensatz mit Schläuchen und Rohren
▪ 1x Manometerrohre (4) auf Tafel mit Stativ
Ergänzungssatz: Strömungsgesetze
13923-01
Doppler Dummy-Flüssigkeit 1l
13925-70
Programmierbare Kreiselpumpe
Funktion und Verwendung
Die Kreiselpumpe erzeugt eine kontinuierliche und eine pulsierende
Strömung. In Kombination mit 13923-99 können Versuche im Bereich
der Strömungsmechanik, Durchflussmessungen und Doppler-Messung
realisiert werden.
Vorteile
Die programmierbare Kreiselpumpe kann kontinuierliche und pulsförmige
Ströme erzeugen. Die Strömungsgeschwindigkeit und die Pulsfrequenz
kann am Gerät eingestellt werden.
Ausstattung und technische Daten
Geschwindigkeit: max. 15000 U/min, Durchfluss: max. 10 l/min, Pulslänge:
min. 0,25 s / max. 9,00 s, Netzspannung: 90 - 230 V DC / 50-60
Hz, Stromaufnahme: max. 1A
64569-99
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
561

562
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.2 Strömungsmechanik
Füllstandsmessung
Prinzip
Mit Hilfe von Ultraschallechoskopie wird für einen beliebig geformten
Tank/Vorratsbehälter eine Kalibrierkurve für eine Ultraschall-
Füllstandsmessung aufgenommen. Anschließend wird die Füllstandsmessung
an Hand definierter Befüllung überprüft. Für sehr
unregelmäßig geformte Behälter, die zusätzlich noch Einbauten
enthalten, kann das Füllvolumen direkt aus der Kalibrierkurve abgelesen
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5141100
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Agrarwissenschaften inkl. Ernährung und Ökologie,
Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, Versuchsbeschreibungen
in englischer Sprache
16508-02
excellence in science
Basisset Echographie Ultraschall
Funktion und Verwendung
Mit dem Ultraschallechoskop können die Grundlagen der Ultraschall-
Wellen und ihre Eigenschaften untersucht werden. Begriffe wie Amplitude,
Frequenz, Schallgeschwindigkeit oder Time GainControl TGC
werden erläutert.
Die Zylinder dienen zur Messung der Schallgeschwindigkeit und der
Messung der Schalldämpfung in Festkörpern.
Die Schallgeschwindigkeit wird benötigt um den Test-Block zu vermessen.
Die Grundlagen der Bilderzeugung (BScan-Bild) werden erläutert. Mit
den verschiedenen Sonden kann die Auflösung bewertet werden.
Vorteile
▪ Das Ultraschall Echoskop ist ein hochempfindliches Ultraschall-
Messgerät in Verbindung mit einem PC oder alternativ mit einem
Oszilloskop
▪ Die mitgelieferte Software ermöglicht eine sehr umfangreiche Signalverarbeitung
(HF-Signal-, Amplituden-Signal, B-Bild, M-Mode,
Spektralanalyse)
▪ Die Ultraschall-Sonden sind durch einen robusten Snap-In-Stecker
angeschlossen. Die Sonden Frequenz wird automatisch vom
Messgerät erfasst
▪ Das Echoskop kann fast jeden beliebigen Gegenstand vermessen.
▪ Die Dämpfung des Ultraschall-Signals, das aus tieferen Schichten
reflektiert wird, kann durch einen zeitabhängigen Anstieg der
Verstärkung (TGC time-gaincontrol) ausgeglichen werden
▪ Wichtige Signale (Trigger, TGC, RFSignal und Amplitude) können an
BNC-Buchsen abgegriffen werden.
Lieferumfang
▪ Ultraschallechoskop
▪ Ultraschallsonde 1 MHz
▪ Ultraschallsonde 2 MHz
▪ Ultraschalltestblock
▪ Ultraschalltestzylinder-Set
▪ Ultraschall-Reflexionsplatten
▪ Ultraschallgel
Technische Daten (Ultraschallechoskop)
▪ Maße: 220 x 300 x 400 mm
▪ Frequenz: 1 - 5 MHz
▪ PC-Anschluss: USB
▪ Messbetrieb: Reflexion und Durchschallung
▪ Sendesignal: 10-300 Volt
▪ Sendeleistung: 0-30 dB
▪ Verstärkung: 0-35 dB
▪ TGC: 0-35 dB, Schwelle, Anstieg, Breite
▪ Ausgänge: Trigger, TGC, HF, NF
▪ Netzspannung: 115.230 V, 50.60 Hz
▪ Leistungsaufnahme: ca. 20 VA
Basisset Echographie Ultraschall
13921-99
Ultraschall Gel 250 ml
13924-25

Zerstörungsfreie Prüfung
Bei der zerstörungsfreien Prüfung (non-destructive testing (NDT)) wird die Qualität eines Bauteiles getestet, ohne das Material selbst zu beschädigen.
Im Bereich der angewandten Mechanik (Bau und Maschinenbau) kommen hier vor allem zwei große Klassen von Prüfverfahren in
Frage: Volumenorientierte und Oberflächenorientierte Verfahren. Zu den am meisten verwendeten Prüfverfahren gehören die Volumenorientierten
Verfahren der Ultraschallprüfung und der Durchstrahlungsprüfung (Röntgenstrahlung), zu denen es eine vielzahl detailiert beschriebener
Experimente gibt. Zur Akustischen Resonanzanalyse gibt es ebenfalls eine Reihe von Experimenten.
Grundlagen der Ultraschallprüfung
Die Basis der nachfolgenden Experimente ist das Basisset Ultraschall
Echographie 13921-99, welches je nach Experiment durch
Zubehör ergänzt wird.
Schallgeschwindigkeit in Festkörpern
Prinzip
Die Schallgeschwindigkeit von Polyacryl wird durch Laufzeitmessungen
mit dem Echoskop ermittelt. Dazu werden Messungen an
drei Zylindern mit unterschiedlichen Längen in Reflexion durchgeführt.
Alle Messungen werden mit zwei verschiedenen Ultraschallsonden
mit unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt.
Aufgaben
1. Messen Sie die Länge der drei Zylinder mit einer Schieblehre.
2. Bestimmen Sie die Laufzeit der Ultraschallwellen in den drei Zylindern
mit beiden Ultraschallsonden.
3. Berechnen Sie die Schallgeschwindigkeit, die Vorlaufstreckenlänge
der beiden Sonden und benutzen Sie diese beiden Mittelwerte
zur Berechnung der Länge der drei Zylinder.
Lernziele
Schallgeschwindigkeit, Ausbreitung von Ultraschallwellen, Laufzeitmessung,
Ultraschall Echographie, Wanddickenmessung, Prüfkopfvorlauf
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert CD-ROM Laboratory Experiments Physics, Chemistry,
Biology
16502-42 Englisch
P5160100
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Schallschwächung in Festkörpern
Prinzip
Die Dämpfung von Ultraschall in Festkörpern (Polyacryl) wird für
drei verschiedene Frequenzen sowohl im Reflexionsverfahren als
auch in Durchschallung mit dem Echoskop bestimmt. Ergebnis sind
Aussagen zur Frequenzabhängigkeit der Dämpfung.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160800
Transversalwellen in Festkörpern
Prinzip
Am Schalldurchgang durch planparallele Platten unterschiedlichen
Materials wird mit dem Echoskop die Entstehung und Transmission
von longitudinalen und transversalen Schallwellen gemessen. Aus
der Beziehung Amplitude-Winkel wird die longitudinale und transversale
Schallgeschwindigkeit des Plattenmaterials bestimmt und
die elastischen Koeffizienten des Materials ermittelt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160900
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
563

564
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
Basisset Ultraschall Echographie
Funktion und Verwendung
Mit dem Ultraschallechoskop können die Grundlagen der Ultraschall-
Wellen und ihre Eigenschaften untersucht werden. Begriffe wie Amplitude,
Frequenz, Schallgeschwindigkeit oder Time Gaincontrol TGC
werden erläutert.
Die Zylinder dienen zur Messung der Schallgeschwindigkeit und der
Messung der Schalldämpfung in Festkörpern.
Die Schallgeschwindigkeit wird benötigt um den Test-Block zu vermessen.
Die Grundlagen der Bilderzeugung (BScan-Bild) werden erläutert. Mit
den verschiedenen Sonden kann die Auflösung bewertet werden.
Vorteile
▪ Das Ultraschall Echoskop ist ein hochempfindliches Ultraschall-
Messgerät in Verbindung mit einem PC oder alternativ mit einem
Oszilloskop.
▪ Die mitgelieferte Software ermöglicht eine sehr umfangreiche Signalverarbeitung
(HF-Signal-, Amplituden-Signal, B-Bild, M-Mode,
Spektralanalyse).
▪ Die Ultraschall-Sonden sind durch einen robusten Snap-In-Stecker
angeschlossen. Die Sonden Frequenz wird automatisch vom
Messgerät erfasst.
▪ Das Echoskop kann fast jeden beliebigen Gegenstand vermessen.
▪ Die Dämpfung des Ultraschall-Signals, das aus tieferen Schichten
reflektiert wird, kann durch einen zeitabhängigen Anstieg der
Verstärkung (TGC Time-Gaincontrol) ausgeglichen werden.
▪ Wichtige Signale (Trigger, TGC, RFSignal und Amplitude) können an
BNC-Buchsen abgegriffen werden.
Lieferumfang
▪ Ultraschallechoskop
▪ Ultraschallsonde 1 MHz
▪ Ultraschallsonde 2 MHz
▪ Ultraschalltestblock
▪ Ultraschalltestzylinder-Set
▪ Ultraschall-Reflexionsplatten
▪ Ultraschallgel
Technische Daten (Ultraschallechoskop)
▪ Maße: 220 x 300 x 400 mm
▪ Frequenz: 1 - 5 MHz
▪ PC-Anschluss: USB
▪ Messbetrieb: Reflexion und Durchschallung
▪ Sendesignal: 10-300 Volt
▪ Sendeleistung: 0-30 dB
▪ Verstärkung: 0-35 dB
▪ TGC: 0-35 dB, Schwelle, Anstieg, Breite
▪ Ausgänge: Trigger, TGC, HF, NF
▪ Netzspannung: 115.230 V, 50.60 Hz
▪ Leistungsaufnahme: ca. 20 VA
13921-99
excellence in science
Schallfeldcharakteristik
Prinzip
Mit einem Hydrophon wird die Schalldruckamplitude einer Ultraschallsonde
entlang der Schallfeldachse bestimmt und aus der
Amplitudenverteilung die Nahfeldlänge ermittelt. Außerdem wird
die Schalldruckamplitude im Bereich der Nahfeldlänge und an zwei
weiteren Positionen senkrecht zur Schallrichtung vermessen und
Aussagen über die Schallfeldbreite getroffen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161000
Spektrale Untersuchungen
Prinzip
Mit dem Echoskop wird anhand der Mehrfachreflexion an einer
Platte der Unterschied zwischen dem Spektrum eines Impulses und
dem Spektrum von periodischen Signalen untersucht. Aus dem periodischen
Spektrum lässt sich das Cepstrum ermitteln und die Periodendauer
des Signals bestimmen. Aus der ermittelten Periodendauer
wird die Plattendicke bestimmt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161300

Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens
Prinzip
Mithilfe des Echoskops wird anhand zweier benachbarter Fehlstellen
das unterschiedliche axiale Auflösungsvermögen einer 1 MHzund
einer 4 MHz-Ultraschallsonde untersucht. Dabei werden die
Zusammenhänge zwischen Wellenlänge, Frequenz, Pulslänge und
Auflösungsvermögen veranschaulicht.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160700
Zusätzliche Ultraschallsonden
Funktion und Verwendung
Die 2 MHz und 4 MHz Sonden sind für ein besonders breites Einsatzgebiet
geeignet. Auf Grund der höheren Frequenz ist das axiale und
laterale Auflösungsvermögen deutlich größer als bei den 1 MHz-Sonden.
Hingegen ist die Dämpfung für 2 MHz bei den meisten Materialien
noch nicht zu groß, so dass Untersuchungsgebiete in mittlerer Tiefe
noch problemlos erreicht werden können. Insbesondere eignen sich
die 2 MHz Sonden auch für Untersuchungen an medizinischen Objekten
und als Ultraschall Doppler-Sonden. Beim Einsatz der 4 MHz Sonden
geht es vorallem um die hohe Auflösung.
Vorteile
Die Ultraschallsonden zeichnen sich durch hohe Schallintensität und
kurze Schallimpulse aus. Damit sind sie besonders für den Impuls-
Echo-Betrieb geeignet. Alle Sonden haben ein robustes Metallgehäuse
und sind an der Schallfläche wasserdicht vergossen. Die Sonden werden
mit dem Spezialstecker zur Sondenerkennung geliefert.
Technische Daten
Schallanpassung an Wasser / Acryl; Größe: L = 70 mm, D = 27 mm;
Kabellänge: 1 m; Frequenzen: 2 MHz bzw. 4 MHz
Ultraschallsonde 2 MHz
13921-05
Ultraschallsonde 4 MHz
13921-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Ergänzungssatz: Zerstörungsfreie Prüfung
Funktion und Verwendung
Erarbeitung der Ultraschall Techniken die in der zertörungsfreien
Werkstoffprüfung verwendet werden:
Ungänzeortung, Winkelkopfprüfung, Time of flight diffraction (TOFD)
Speziell geeignet für Hochschulpraktika in den Bereichen Applied
Sciences.
Vorteile
Alle Techniken können mit dem gleichen Gerätesatz demonstriert werden,
kein gesondertes Gerät für TOFD notwendig
13921-01
Ultraschall Gel 250 ml
13924-25
Ergänzungssatz: Transversalwellen
Funktion und Verwendung
Wenn eine Ultraschallwelle auf einen Festkörper in einem bestimmten
Winkel trifft, werden Transversalwellen generiert. Transversalwellen
haben eine andere Schallgeschwindigkeit als Longitudinalwellen. Mit
diesem Gerätesatz kann der Übergang von Längs- zu Transversalwellen
in Abhängigkeit zum Einfallswinkel gemessen werden.
Vorteile
Mit diesem Gerätesatz können Grundlagen des Ultraschalls, die nicht
mit Industriegeräten aufzeigbar sind, auf eine sehr verständliche und
didaktische Art und Weise vermittelt werden.
Ausstattung und technische Daten
1 x Ultraschallsonde 1 MHz, 1 x Transversalwellen Set (inkl. 2 Probenhaltern),
1 x Aluminiumprobe für Transversalwellen, 1 x Hydrophon
für Schallfeldmessung, 1 x Hydrophon Platte, 1 x Hydrophon Halter, 1
x Halter Block
13921-03
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
565

566
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
Verfahren der Ultraschallprüfung
Nachfolgende Experimente können mit dem Basisset Echographie
und Zubehör durchgeführt werden.
Winkelkopfprüfung
Prinzip
Der Versuch demonstriert die Anwendung von Ultraschall-Winkelprüfköpfen
in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Mit Hilfe
von drei verschiedenen Winkelvorlaufstrecken werden die Echos
von Transversal- und Longitudinalwellen an einem Testblock aus
Aluminium untersucht. Während sich bei Normalprüfköpfen die
Justierung der Entfernung einfach aus der Laufzeit und der Schallgeschwindigkeit
ergibt, muss bei Winkelprüfköpfen zusätzlich die
Länge der Vorlaufstrecke, die Schallgeschwindigkeit der Transversalwelle
und der Einschallwinkel des Prüfkopfes sowie die Schallaustrittsstelle
der Vorlaufstrecke bestimmt werden. Die errechneten
Werte werden durch eine Messung des halben und vollen
Sprungabstands an einer zylindrischen Ungänze überprüft.
Aufgaben
1. Untersuchen Sie mit drei verschiedenen Winkelvorlaufstrecken
den halben und vollen Sprungabstand an einem Aluminiumprüfkörper.
Bestimmen Sie mit welchen Prüfköpfen
Longitudinal- und Transversalwellen Echos gemessen werden
können.
2. Messen Sie erst mit der 38° und danach mit der 17° Winkelvorlaufstrecke
die Laufzeiten und die Positionen des Prüfkopfes
beim Auftreten eines Winkelechos im halben und vollen
Sprungabstand.
3. Berechnen sie aus den Messdaten den Schallaustrittspunkt,
den Einfallswinkel, den einfachen Schallweg, die Schallgeschwindigkeit
und die Länge der Vorlaufstrecke.
4. Überprüfen Sie die Prüfkopfdaten (Justierung) an der zylindrischen
Ungänze. Messen Sie die Tiefe und den Projektionsabstand
bzw. den verkürzten Projektionsabstand der Fehlerstelle
im Testblock und vergleichen Sie die gemessen Werte
mit der Skizze.
Lernziel
Winkelprüfkopf, Einschallwinkel, Ultraschall, Brechung, Longitudinalwelle,
Scheerwelle, Winkelecho, Sprungabstand, Ultraschall
Echographie, A-Mode, Reflektion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160400
excellence in science
Ultraschall Echographie (A-Bild)
Prinzip
Eine Ultraschallwelle, die sich in einem Festkörper ausbreitet, wird
an Diskontinuitäten (Fehlerstellen, Risse) reflektiert. Durch die Beziehung
zwischen Laufzeit, Schallgeschwindigkeit und zurückgelegter
Strecke kann die Distanz zwischen der Oberfläche der Probe und
der Diskontinuität (Reflektor) ermittelt werden. Die Position und
die Größe der Fehlerstelle können durch mehrere Messungen aus
verschiedenen Positionen bestimmt werden.
Aufgaben
1. Messen Sie die lange Seite des Testblocks mit einer Schieblehre
und bestimmen Sie die Laufzeit der Ultraschallwellen für
diese Distanz mit der 2 MHz Sonde.
2. Berechnen Sie die Schallgeschwindigkeit.
3. Messen sie die Position und die Größe der Fehlerstellen mit
dem Messschieber und der Ultraschall Echographie Methode.
Lernziel
Ausbreitung von Ultraschallwellen, Laufzeit, Echo, Amplitude,
Reflexions-Koeffizient, A-Bild, Rissprüfung, Zestörungsfreie Prüfung,
Ultraschall Transceiver
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160200
Ultraschallechographie (B-Bild)
Prinzip
Mithilfe des Echoskops werden an einem einfachen Untersuchungsobjekt
die Grundlagen des Ultraschallschnittbild-Verfahrens
(B-Bild) veranschaulicht. Dabei werden die Besonderheiten bei der
Bildqualität von Ultraschallschnittbildern wie Schallfokus, Ortsauflösung,
und Abbildungsfehler etc. diskutiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160300

TOFD-Verfahren (Time of flight diffraction)
Prinzip
An einem Aluminium-Prüfkörper mit 7 verschieden tiefen Rissen
(Sägeschnitten) werden zwei Verfahren der Risstiefenbestimmung
durchgeführt. Im Experiment werden die Materialrisse unterschiedlicher
Tiefen mit Hilfe eines Ultraschall-Winkelprüfkopfes
untersucht und die Tiefe durch die Signalamplitude und das TOFD-
Verfahren (Time of flight diffraction) bestimmt. Die Messergebnisse
beider Verfahren werden hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und
ihrer Nachweisgrenze verglichen. Mittels einer speziellen Sondenkombination
wird der Prüfkörper in TOFD-Technik gescannt und
ein entsprechendes Bild der Rissverteilung angefertigt.
Aufgaben
1. Mit einem Winkelprüfkopf wird die Schallgeschwindigkeit der
Transversalwelle in einem Prüfkörper zur Risstiefenbestimmung
aus den Winkelechos im halben und vollen Sprungabstand
bestimmt.
2. Für die Risse des Prüfblocks aus Aluminium wird eine Nutenkennlinie
für die Risstiefenbestimmung nach der Echoamplitude
angefertigt.
3. Mit Hilfe der TOFD-Technik werden die Risstiefen des Prüfkörpers
bestimmt und mit den Ergebnissen des Echoamplitudenverfahrens
verglichen.
4. Mit einem TOFD-Scanprüfkopf wird der Prüfkörper gescannt
und im TOFD-Bild werden die Risse analysiert.
Lernziel
Zerstörungsfreie Prüfung, TOFD-Verfahren (Time of flight diffraction),
Ultraschallbeugung, Schallgeschwindigkeit, Transversalwellen,
Winkelecho, Ultraschall B-Bild, Selektive Korrosion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160500
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
16508-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Ungänzeortung
Prinzip
An einem Testkörper mit unterschiedlichen Typen von Ungänzen
werden verschiedene Ultraschall-Ortungstechniken angewandt.
Dabei wird zunächst durch Abscannen des Prüfkörpers untersucht,
welche Ortungstechnik für welche Typen von Fehlern in Frage
kommt. Anschließend wird für jede Ungänze der Signal-Rausch-
Abstand jeweils für einen Winkelprüfkopf und einen Normalprüfkopf
ermittelt. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der Auswahl der
richtigen Ortungstechnik für eine spezielle Prüfaufgabe diskutiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160600
Mechanische Scanverfahren
Prinzip
Mit Hilfe eines computergesteuerten Scanners wird das B-Bild eines
Probenkörpers mit 2 Sonden unterschiedlicher Frequenz (1
MHz und 2 MHz) und verschiedenen Ortsauflösungen aufgenommen
und die Auswirkungen auf das Auflösungsvermögen verglichen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161100
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
567

568
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
Ultraschall- Computertomographie
Prinzip
Die Grundlagen der Bildentstehung beim CT-Algorithmus werden
erklärt. An einem einfachen Testobjekt werden ein Dämpfungsund
Schallgeschwindigkeitstomogramm erstellt und die Unterschiede
diskutiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161200
Ergänzungssatz: CT Scanner
Funktion und Verwendung
Dieses Set ist eine Erweiterung des Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahrens
und umfasst automatisierte bildgebende Verfahren wie CT-SCAN
und B-Modus. Mit diesem Set kann der Aufbau eines CT-Bildes Schritt
um Schritt demonstriert werden. Mit diesem Set können auch automatisierte
B-Scan-Bilder aufgenommen werden. Die gescannten Objekte
können in axialer und seitlicher Richtung gemessen und ausgewertet
werden. Die Ergebnisse der automatischen Messungen mit
Scanner haben eine bessere Qualität verglichen zu handgeführten
bildgebenden Verfahren.
Vorteile
Für einen eher niedrigen Invest verglichen zu Routinesystemen, können
die Vorteile der mechanischen Abtastung in einer sehr verständlichen
Art und Weise demonstriert werden.
Ausstattung
1 x CT Scanner, 1 x CT Steuergerät, 1 x Wassertank, 1 x CT Probe
Technische Daten
CT Scanner
Lineare Achse: ca. 400 mm, Auflösung

Bestimmung der Länge und Lage eines nicht
sichtbaren Objekts
Prinzip
Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der nicht
gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen von zwei
verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander sind, bestimmt
werden.
Aufgaben
1. Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der
nicht gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen
von zwei verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander
sind, bestimmt werden.
2. Die wahre Länge des Stiftes soll bestimmt werden, indem die
Vergrößerung, die sich aus der Divergenz der X-Strahlen ergibt,
berücksichtig wird.
3. Die räumliche Lage des Stiftes ist zu bestimmen.
Lernziel
Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung,
Gesetz der Absorption, Massenabsorptionskoeffizienten, Stereografische
Projektion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5943400
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit
Röntenstrahlung (XT)
Beschreibung
27 Experimentbeschreibungen zum Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Charakteristische Röntgenstrahlung, Absorption,
Comptonstreuung, Dosimetrie, Strukturbestimmung von Kristallen,
Diffraktometrische Debye-Scherrer Experimente
DIN A4, Spiralbindung, farbig, 132 Seiten
01189-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Debye-Scherrer-Beugungsmessungen zur
Untersuchung der Textur von Walzblechen
Prinzip
Eine polykristalline, kubisch-flächenzentrierte Kupferpulverprobe
und ein dünnes Kupferblatt werden separat mit der Strahlung aus
einer Röntgenröhre mit einer Kupferanode bestrahlt. Ein Geiger-
Müller Zählrohr wird automatisch geschwenkt, um die Strahlung
zu messen, die konstruktiv an den verschiedenen Netzebenen der
Kristallite gebeugt wird. Die Bragg-Diagramme werden automatisch
aufgezeichnet. Die Auswertung ermöglicht die Zuordnung der
einzelnen Bragg-Reflexe zu den einzelnen Netzebenen. Im Gegensatz
zu der Pulverprobe gibt das gerollte dünne Blatt ein Spektrum,
dass eine Ausrichtung der Kristalle zeigt.
Aufgaben
1. Aufzeichnung der Röntgenintensität als Funktion des Streuwinkels.
2. Zuordnung der Bragg-Reflexe zu den einzelnen Netzebenen.
3. Messung des Bragg-Spektrums eines dünnen Kupferblattes.
Lernziel
Wellenlänge, Kristallgitter, Kristall-Systeme, Bravais-Gitter, Reziprokes
Gitter, Miller-Indizes, Struktur Faktor, atomrarer Streufaktor,
Lorentz-Polarisationsfaktor, Multiplicity Faktor, Debye-Waller-
Faktor, Absorption Faktor, Bragg-Streuung, Charakteristische Röntgenstrahlen,
Monochromatization von Röntgenstrahlen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2542700
X-ray Implantatmodell für Röntgenfotos
Funktion und Verwendung
Lackierter Holzquader mit eingesetztem, von außen nicht sichtbarem
Metallstift.
Inkl. eingelassener Referenzmetallplatte (d = 30mm) zur Bestimmung
eines Vergrößerungsfaktors
Quadermaße (mm): 9 x 59 x 140, Gewicht: 0,4 kg
09058-07
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
569

570
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
X-ray Röntgengerät 35 kV
Funktion und Verwendung
Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren-Schnellwechseltechnik für:
Durchstrahlung und Röntgenfotos, Ionisations- und Dosimetrieversuche,
Laue- und Debye-Scherrer Aufnahmen, Röntgenspektroskopie,
Bragg-Reflexion, Bremsspektrum/charakteristische Linien verschiedener
Anodenmaterialien, Moselye-Gesetz, Bestimmung von h- und Rydbergkonstante,
Duane-Hunt-Gesetz, Materialdicken- und energieabhängige
Absorption, K- und L Kanten, Kontrastmittelexperimente,
Comptonstreuung, Röntgendiffraktometrie.
X-ray Röntgengerät 35 kV, Grundgerät
09058-99
X-ray Einschub mit Kupfer-Röntgenröhre
09058-50
X-ray Einschub mit Wolfram-Röntgenröhre
09058-80
Software Röntgengerät 35 kV
14407-61
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
Funktion und Verwendung
Das Gerät eignet sich in Verbindung mit Röntgengerät zur Energieanalyse
von Röntgenstrahlen und für den Comptoneffekt.
Vorteile
▪ Goniometerblock zur Drehung von Proben- und Zählrohrhalter jeweils
separat und 2:1-gekoppelt
▪ Verschiebbar auf Laufschienen, in Stahlblechträger mit Traggriff
▪ Zählrohrhalter mit Schlitzblendenträger zur Aufnahme von Absorptionsfolien,
verschiebbar
Ausstattung und technische Daten
Winkelschrittweite 0,1°..10°, Geschwindigkeit 0,5..100s/Schritt, Probendrehbereich
0...360°, Zählrohrdrehbereich -10°...+170°, 10 mV/°;
20 mV/°, Trägermaße (28,5x14x20,8) cm, Masse 4,1 kg
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
09058-10
Zählrohr Typ B
09005-00
LiF-Kristall in Halter
09056-05
Absorptionssatz für Röntgenstrahlen
09056-02
excellence in science
Röntgenfluoreszenzspektroskopie -
Schichtdickenbestimmung
Prinzip
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) eignet sich zur berührungsund
zerstörungsfreien Dickenmessung von dünnen Schichten und
zur Bestimmung von deren chemischer Zusammensetzung. Wird
die auf ein Substrat aufgebrachte Schicht mit Röntgenstrahlung
bestrahlt, so wird die Strahlung bei hinreichend dünner Schicht
diese - je nach deren Dicke - mehr oder weniger durchdringen und
im darunterliegenden Substratmaterial charakteristische Fluoreszenzstrahlung
auslösen. Diese wird auf dem Weg zum Detektor
durch Absorption der aufliegenden Schicht wiederum geschwächt.
Aus der Intensitätsschwächung der Fluoreszenzstrahlung des
Substratmaterials kann die Dicke der Schicht bestimmt werden.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Das Fluoreszenzspektrum einer Eisenprobe ist zu bestimmen.
3. Für eine verschiedene Anzahl Aluminiumfolien gleicher Dicke,
die auf die Eisenunterlage zu bringen ist, ist das Fluoreszenzspektrum
des Eisensubstrats zu messen. Die jeweilige Intensität
der Fe-Ka-Fluoreszenzlinie ist zu bestimmen.
4. Die Intensität der Fe-Ka-Fluoreszenzlinie ist gegen die Anzahl
der aufgelegten Aluminiumfolien linear und halblogarithmisch
grafisch aufzutragen.
5. Die Dicke der Aluminiumfolien ist zu berechnen.
6. Das Fluoreszenzspektrum einer Molybdän- und Kupferprobe
ist zu bestimmen.
Lernziele
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Fluoreszenzausbeute,
Augereffekt, kohärente und inkohärente Fotonenstreuung,
Absorptionsgesetz, Massenschwächungskoeffizient, Sättigungs-dicke,
Matrixeffekte, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2545200
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive
Röntgenfluoreszenzanalyse
14 Experimentbeschreibungen zum Röntgenenergiedetektor in Kombination
mit dem Vielkanalanalysator und dem Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Eigenschaften des Röntgenenergiedetektors, Qualitative
Röntgenfluoreszenzanalysen, Quantitative Röntgenfluoreszenzanalysen,
Energiedispersive Experimente
DIN A4, Spiralbindung, farbig, 66 Seiten
01190-01

X-ray Röntgenenergiedetektor
Funktion und Verwendung
Direkte Messung der Energie einzelner Röntgenquanten.
Vorteile
▪ Bestimmen und analysieren Sie das komplette Röntgen-Energiespektrum
des untersuchten Materials mit dem Vielkanalanalysator
(USB).
▪ Einfache 2 bzw. 3 Punktkalibrierung, charakteristische Röntgenlinien
für alle Elemente des Periodensystems sind in der Software
integriert
▪ Direkt auf dem Goniometer des Röntgengerätes montierbar,die
volle Funktionalität des Goniometers bleibt erhalten
▪ Direkter Anschluss an den Vielkanalanalysator (USB), der die Versorgungsspannungen
bereitstellt
▪ Sofort einsetzbar, Bereitschafts-LED
▪ Parallele Darstellung der Röntgensignale auf dem Oszilloskop (optional)
Ausstattung und technische Daten
Nachweisbarer Energiebereich: 2-60 keV, Auflösung: FWHM < 400 eV,
aktive Detektorfläche 0,8 mm², ratenunabhängige Auflösung bis 20
Kcps (kilo counts per sec), max. 4001 Kanäle
X-ray Röntgenenergiedetektor
09058-30
Vielkanalanalysator für Röntgenenergiedetektor
13727-99
Software Vielkanalanalysator
14452-61
X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre
09058-60
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit dem Goniometer zum Röntgengerät zur Halterung
von flächigen Proben (Kristallen, Blechen) bis zu einer Dicke von 10
mm.
Maße H × B × T (mm): 42 × 20 × 42, Gewicht: 40 g
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
09058-02
Probensatz Metalle für Röntgenfluoreszenz, 7 STK
09058-31
Probensatz Legierungen für Röntgenfluoreszenz, 5 STK
09058-33
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Akustische Resonanzprüfung
Analyse von einfachen und zusammengesetzten
Sinussignalen
Prinzip
Es werden einfache und überlagerte elektrische Sinussignale mit
der Methode der Fourieranalyse untersucht. Dabei soll deutlich
werden, dass mit Hilfe der Fourieranalyse ein leistungsfähiges Verfahren
verfügbar ist, mit dem komplexe Signale auf ihre spektralen
Komponenten hin untersucht werden können.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1361200
Spektrale Analyse verschiedener Signalformen -
Sinus-, Rechteck-, Dreiecksignale
Prinzip
Aus den Rechtecksignalen eines Funktionsgenerators lassen sich
mit Hilfe eines RC-Differenziergliedes Nadelimpulse mit alternierenden
Vorzeichen erzeugen. Da Nadelimpulse als Überlagerung
zweier identischer, phasenverschobener Rechtecksignale verstanden
werden können, erwartet man die gleichen Frequenzen, wie
sie von einer Rechteckschwingung bekannt sind.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1361300
Digitaler Funktionsgenerator, USB
13654-99
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
571

572
3.1 Angewandte Mechanik
3.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
Schwingungen in Metallplatten
Beschreibung
Nach dem Anschlagen einer runden oder quadratischen Metallplatte
tritt jeweils ein komplexes Eigenschwingungsspektrum auf.
Mit Hilfe der Fourieranalyse können die zur Erzeugung Chladnischer
Klangfiguren geeigneten Frequenzen schnell ermittelt werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1362200
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01
Messmikrofon mit Verstärker
Funktion und Verwendung
Elektretmikrofon-Sonde zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern.
Ausstattung und technische Daten
Frequenzbereich 30 Hz...20 kHz mit reduzierter Empfindlichkeit 40
kHz; Empfindlichkeit: 6,0 mV/Pa; stellbare Verstärkung: 0...1000; Signalausgang:
4 Vss/3 kOhm; Sondendurchmesser:

Angewandte Optik - Photonik
3 Applied Sciences
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.1 Laser und Faseroptik 574
3.2.2 Interferometrie 579
3.2.3 Holografie 589
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
573

574
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.1 Laser und Faseroptik
Lehrsystem HeNe-Laser
Laser sind ideale, hochmonochromatische Lichtquellen mit sehr guter Kohärenz und sehr geringer Bündeldivergenz. Laser eignen sich besonders
als Lichtquelle für Versuche zur Interferenz, Beugung und Holographie.
Helium-Neon-Laser, Basic Set
Prinzip
Der Unterschied zwischen spontaner und stimulierter Lichtemission
wird untersucht. Die Strahlausbreitung innerhalb des Resonatorhohlraums
eines He-Ne-Laser und seine Divergenz werden bestimmt,
ihre Stabilitätsbedingungen überprüft und die relative
Leistung des Lasers wird in Abhängigkeit von der Lage des Rohres
im Resonator und des Röhrenstroms gemessen.
Aufgaben
1. Justieren Sie den He-Ne-Laser und richten Sie die Resonatorspiegel
mithilfe des Pilotlasers aus.
2. Prüfen Sie die Stabilitätsbedingung eines halbkugelförmigen
Resonators.
3. Messen Sie die integrale relative Leistung in Abhängigkeit der
Position der Laserröhre innerhalb des halbkugelförmigen Resonators.
4. Messen Sie den Strahldurchmesser innerhalb des halbkugelförmigen
Resonators rechts und links neben der Laserröhre.
5. Bestimmen Sie die Divergenz des Laserstrahls.
6. Messen Sie die integrale relative Leistung in Abhängigkeit
vom Röhrenstrom.
Lernziele
Spontane und stimulierte Lichtemission, Inversion, Kollision der
zweiten Art, Gasentladungsröhre, Resonator Hohlraum, Quer-und
Längs-Resonator-Modus, Doppelbrechung, Brewster-Winkel,
Littrow-Prisma, Fabry-Perot-Etalon.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5210201
Justierbrille für HeNe-Laser
Funktion und Verwendung
Zum Schutz der Augen vor gestreutem Licht und diffusen Reflexen von
Strahlen eines HeNe-Lasers.
Transmission: 47%, Farbeindruck: Blau.
08581-11
excellence in science
Experimentierset He-Ne-Laser, Basic Set
Ausstattung und technische Daten
▪ 6 mW-HeNe-Kapillarröhre mit zwei 55,5°-Brewster-Fenstern,
▪ Ballastwiderstand und HV-Steckern,
▪ 2 Röhrenhalter mit xy-Stellern, auf Reitern;
▪ Netzgerät 2 ... 8 mA mit Anzeige des Röhrenstroms,
▪ 2 Halter mit xy-Feinstellern für optische Komponenten, auf Stiel;
▪ 2 Halter für 25-mm-Optiken,
▪ 4 Laserspiegel mit hochreflekt., dielektr. Oberflächenvergütung
HR-flach/flach, HR- R = 1000 mm/flach, HR- R = 1400 mm/flach,
OC- R = 1400 mm/flach, Ø = 12,7 mm/25 mm;
▪ grüner 1 mW diodengepumpter, frequenzverdoppelter Yttrium-
Vanadat (Nd: YVO4) Justierlaser,
▪ Halter für Justierlaser mit xy-Stellern, auf Reitern für optische
Profilbank;
▪ optische Bank auf Trägerschiene, l = 1,5 m;
▪ 3 Reiter für optische Profilbank zur Aufnahme von Ø 10 ... 13 mm
Rundstielen.
08656-93
Netzgerät für HeNe-Laser
Funktion und Vewendung
Zum Betreiben von HeNe-Laserröhren mit einer Ausgangsleistung zwischen
0,5 und 10 mW. Der Strom am Ausgang dieses Gerätes kann
kontinuierlich zwischen 3 und 10 mA variiert werden.
Ausstattung und technische Daten
▪ Digitalanzeige für den Ausgangsstrom.
▪ Hochspannungsstecker für Verbindung zu den Laserröhren.
▪ Stromversorgung: 100 V ... 240 V, AC, 50/60 Hz.
▪ Zündspannung: max. 12 kV.
▪ Arbeitsspannung: max. 4 kV.
▪ Stromabgabe: 3 ... 10 mA.
08701-99

Helium-Neon-Laser, Advanced Set
Prinzip
Der Unterschied zwischen spontaner und stimulierter Lichtemission
wird untersucht. Die Strahlausbreitung innerhalb des Resonatorhohlraums
eines He-Ne-Laser und seine Divergenz werden
bestimmt, ihre Stabilitätsbedingungen überprüft und die relative
Leistung des Lasers wird in Abhängigkeit von der Lage des Rohres
im Resonator und des Röhrenstroms gemessen.
Aufgaben
1. Justieren Sie den He-Ne-Laser und richten Sie die Resonatorspiegel
mithilfe des Pilotlasers aus.
2. Prüfen Sie die Stabilitätsbedingung eines halbkugelförmigen
Resonators.
3. Messen Sie die integrale relative Leistung in Abhängigkeit der
Position der Laserröhre innerhalb des halbkugelförmigen Resonators.
4. Messen Sie den Strahldurchmesser innerhalb des halbkugelförmigen
Resonators rechts und links neben der Laserröhre.
5. Bestimmen Sie die Divergenz des Laserstrahls.
6. Messen Sie die integrale relative Leistung in Abhängigkeit
vom Röhrenstrom.
7. Bestimmen Sie mithilfe des doppelbrechenden Empfängers
und eines Littrow-Prismas verschiedene Wellenlängen.
Der He-Ne-Laser kann mit einem BFT oder LTP verstärkt werden.
Längs-Modi können durch die Verwendung eines Fabry-Perot-Etalon
schacher Finesse beobachtet werden.
Anmerkung: Diese Punkte können nur quantitativ erfasst werden,
wenn ein Monochromator und ein Fabry-Perot-Analysesystem zur
Verfügung stehen.
Lernziele
Spontane und stimulierte Lichtemission, Inversion, Kollision der
zweiten Art, Gasentladungsröhre, Resonator Hohlraum, Quer- und
Längs-Resonator-Modus, Doppelbrechung, Brewster-Winkel,
Littrow-Prisma, Fabry-Perot-Etalon.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5210205
Reinigungsset für Laser
Austattung
Whatman Reinigungstücher, Plastikpinzette, Plastikpinzette einrastbar,
Blasebalg mit Winkeldüse, Aceton: 100 ml, Spritze: 10 ml, Kanüle
(mm): 0,9 x 70, Pipettenspitze 2 ... 200 µl, gelb, Reinigungsanleitung.
08582-00
Warnschild, Laser
06542-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
HeNe-Laser Experimentierset, Advanced set
Funktion und Verwendung
Für fortgeschrittene Experimente mit dem Lehrsystem HeNe-Laser.
Ausstattung und technische Daten
Bestehend aus: Lyot-Platte mit Halter und Reiter, Littrow Prisma mit
x/y-Halter, Fabry-Perot Etalon in x/y-Halter.
08656-02
Littrow Prisma mit x/y-Halter
Funktion und Verwendung
Bei fortgeschrittenen Experimenten mit dem HeNe-Laser für die Wellenlängenselektion.
08656-20
Lyot-Platte mit Halter und Reiter
Funktion und Verwendung
Doppelbrechende Quarzplatte zur Linienselektion bei fortgeschrittenen
Experimenten mit dem Lehrsystem HeNe-Laser.
08656-10
Fabry-Perot Etalon in x/y-Halter
Funktion und Verwendung
Zur Analyse von Longitudinalmoden des HeNe-Lasers in fortgeschrittenen
Experimenten.
08656-30
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.1 Laser und Faseroptik
575

576
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.1 Laser und Faseroptik
Lehrsystem Nd: YAG-Laser
Lehrsystem Festkörper Laser bestehend aus Grundgerätesatz Halbleiter-Laser und optisches Pumpen (08590-93). Es ist ein Modulares System
zur schrittweisen Erarbeitung folgender Hauptthemen:
· Der Halbleiter-Dioden LASER, Optisches Pumpen, Der Nd: YAG-LASER, Frequenzverdopplung.
Im Einzelnen können folgende Lernziele experimentell erarbeitet werden:
· Charakteristische Eigenschaften eines Halbleiter-Dioden Lasers, Optisches Pumpen an einem Nd: YAG-LASER mit einem Halbleiter-Dioden
LASER als Pumpquelle, Bestimmung der Halbwertzeit angeregter Zustände eines lasernden Materials, Stufenweiser Aufbau eines Nd: YAG-
LASERS einschließlich Spiegeljustage zur Abstimmung des optischen Resonators, Demonstration des „Spiking“, Bestimmung des Wirkungsgrades
und der Schwellenenergie, Beobachtung transversaler LASER-Moden, Frequenzverdopplung durch Einsatz eines KTP-(Kaliumtitanylphosphat)
Kristalls.
Optisches Pumpen
Prinzip
Ein Festkörperlaser ist ein Laser, dessen verstärkendes Medium
ein kristalliner Festkörper ist. Beispiele für gebräuchliche Festkörperlasermedien
sind: Rubinlaser, rot, Wellenlänge 694 nm und
Nd:YAG-Laser, infrarot, Wellenlänge 1064 nm. Um in diesem Medium
eine Besetzungsinversion zu erreichen, müssen mehr Elektronen
ins obere Laserniveau gehoben werden als im unteren Laserniveau
vorhanden sind, Dieser Vorgang heißt Pumpen. Ein Festkörperlaser
wird normalerweise durch das Beleuchten mit sehr hellen
Lichtquellen wie z. B. Blitzlampen oder geeigneten Halbleiterlasern
optisch gepumpt.
Das sichtbare Licht eines Halbleiter-Dioden-Lasers wird verwendet,
um die Neodym-Atome in einem Nd:YAG Stab anzuregen (Neodymium
Yttrium Aluminium Granat). Die Leistung des Halbleiter-
Dioden-Lasers wird zunächst in Abhängigkeit vom Injektionsstrom
aufgezeichnet. Das Fluoreszenz-Spektrum des Nd:YAG-Stabes wird
dann bestimmt und die Absorptionslinien der Nd-Atome werden
vermessen. Die mittlere Lebensdauer des 4 F3/2-Niveaus der Nd-
Atome wird näherungsweise bestimmt.
Aufgaben
1. Bestimmung der Leistung des Halbleiter-Diodenlasers in Abhängigkeit
vom Injektionsstrom.
2. Finden des Fluoreszenzspektrums des vom Diodenlaser gepumpten
Nd:YAG-Stabs und verifizieren der wichtigsten Absorptionslinien
des Neodyms.
3. Messung der mittleren Lebensdauer des 4 F3/2-Niveaus der
Nd-Atome.
4. Für weitere Anwendungen siehe Versuch P2260900 "Nd-YAG-
Laser".
Lernziele
Spontane Emission, Induzierte Emission, Mittlere Lebensdauer eines
metastabilen Zustandes, Relaxation, Inversion, Diodenlaser
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5210400
excellence in science
Grundgerätesatz Optisches Pumpen
Funktion und Verwendung
Das sichtbare Licht einer Halbleiter Laserdiode wird benutzt um Neodym
Atome in einem Nd: YAG (Yttrium-Aluminium-Granat)-Kristall anzuregen.
Vorteile
▪ Die Leistung der Laserdiode kann als Funktion des Betriebsstromes
gemessen werden.
▪ Das Fluoreszenzspektrum des Nd: YAG Kristalls wird bestimmt und
die wichtigsten Absorptionslinien der Nd-Atome werden verifiziert.
▪ Abschließend wird die Lebensdauer des 4F3/2-Niveaus der Nd-
Atome abgeschätzt.
▪ Durch wenige zusätzliche Komponenten kann mit diesem System
ein Nd: YAG-Laser gebaut werden.
Ausstattung und technische Daten
Diodenlaser mit Steuereinheit:
▪ Max. Leistung: 450 mW
▪ Wellenlänge: 810 nm
▪ Laserklasse: 4
▪ Temperaturregelung: 10 bis 40 °C
▪ Genauigkeit +/- 0,1 °C
▪ Stromregelung: 0...1000 mA
▪ Interne Modulation: 0,5 -60 kHz
Rechteck Nd: YAG-Kristall
▪ Länge: 5mm
▪ Ø: 5mm
Beschichtung Seite1
▪ transmittierend für 810 nm
▪ hoch reflektiv für 1064 nm
Beschichtung Seite 2
▪ antireflexbeschichtet für 1064 nm
▪ hoch reflektierend für 532 nm
08590-93

Nd: YAG-Laser
Prinzip
Ein Nd: YAG-Laser (kurz für Neodym-Yttrium-Aluminium-Granat-
Laser) ist ein Festkörperlaser der Licht mit der Wellenlänge 1064
nm emmitiert. Dieser Laser ist in der Technik sehr gebräuchlich,
denn er kann gut frequenzverdoppelt werden (resultierende Wellenlänge
532 nm). Es ist mit diesem Laser leicht möglich hohe Leistungen
zu erreichen. Es ist sowohl ein CW (Continous Wave, d. h.
kontinuierlicher), wie auch ein gepulster Betrieb möglich.
Das Ratengleichungsmodell für ein optisch gepumptes Vier-
Niveau-Laser-System wird aufgestellt. Als Lasermedium wurde ein
Nd:YAG-Laserstab ausgewählt, der mit Hilfe eines Halbleiter-Diodenlaser
gepumpt wird. Die IR-Leistung des Nd:YAG-Lasers wird
in Abhängigkeit von der optischen Eingangsleistung gemessen.
Der differentielle Wirkungsgrad und die Schwell-Leistung wird bestimmt.
Schließlich wird ein KTP-Kristall in den Laser eingebracht
und die Frequenzverdopplung wird demonstriert. Die quadratische
Beziehung zwischen der Leistung der Fundamentalen und der
zweiten Harmonischen wird überprüft.
Aufgaben
1. Justieren des Nd: YAG-Lasers und Optimierung der Leistung
2. Messung der IR-Leistung des Nd:YAG-Lasers n Abhängigkeit
von der Pumpleistung. Bestimmung des differentiellen Wirkungsgrad
und der Schwell-Leistung.
3. Überprüfen der quadratischen Beziehung zwischen der Leistung
der Fundamentalen mit λ = 1064 nm, und der zweiten
Harmonischen mit λ = 532 nm.
Lernziele
▪ Optisches Pumpen
▪ Spontane Emission
▪ Induzierte Emission
▪ Inversion, Relaxation
▪ Optischer Resonator
▪ Resonator-Moden
▪ Polarisation
▪ Frequenzverdopplung
▪ differentieller Wirkungsgrad
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5210500
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Grundgerätesatz Nd: Yag-Laser
Die wichtigsten für die Versuche "Optisches Pumpen" und "Nd: Yag-
Laser" nötigen Komponenten.
Grundgerätesatz Optisches Pumpen
08590-93
KTP-Kristall mit Halter
08593-00
Laser Cavity Spiegel mit Halter
08591-01
Laser Cavity Spiegel Frequenzverdopplung
08591-02
Messsonde für Laserleistungsmessung
08595-00
Filterplatte, kurzwellig
08594-00
Schutzbrille für HeNe-Laser
08581-10
Reinigungsset für Laser
08582-00
Warnschild, Laser
06542-00
Schutzbrille für Nd: YAG-Laser
Funktion und Verwendung
Zum Schutz der Augen vor gestreutem Licht und diffusen Reflexen von
Strahlen eines Nd: YAG-Lasers.
08581-20
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.1 Laser und Faseroptik
577

578
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.1 Laser und Faseroptik
Faseroptik
Glasfaseroptik
Prinzip
Der Strahl einer Laserdiode wird so präpariert, dass er in eine monomoden
Glasfaser eingekoppelt werden kann. Die Probleme des
Einkoppeln des Strahls in die Glasfaser werden untersucht. Daraufhin
wird ein Niederfrequenzsignal über die Glasfaser übertragen
und die numerische Apertur der Faser aufgenommen. Die Zeit des
Durchgangs von Licht durch die Glasfaser wird gemessen und daraus
die Lichtgeschwindigkeit in der Glasfaser ermittelt. Schließlich
wird die Ausgangsleistung der Laserdiode in Abhängigkeit vom Betriebsstrom
gemessen und daraus können charakteristische Werte
wie z. B. die "Schwellstromstärke" bestimmt werden.
Aufgaben
1. Kopplung des Laserstrahls in die Faser, sodass eine maximale
Ausgangsleistung am Ausgang der Faser erreicht wird.
2. Demonstration der Übertragung eines LF-Signal.
3. Messung der numerischen Apertur der Faser.
4. Messung der Laufzeit des Lichts durch die Faser und Bestimmung
der Geschwindigkeit des Lichtes in der Faser.
5. Bestimmung der relativen Leistung des Diodenlaser in Abhängigkeit
vom Strom.
Lernziel
Totalreflexion, Diodenlaser, Gauß-Strahl, Monomode-und
Multimode-Fasern, Numerische Apertur, Quer- und Längs-Modus,
Transitzeit, Schwellstromstärke, Lichtgeschwindigkeit.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5220100
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Landwirtschaft inkl. Ernährung und Ökologie, Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
excellence in science
Experimentierset, Glasfaser (Fiber) -Optik
Funktion und Verwendung
Für die Durchführung des Versuches Glasfaseroptik (P5220100).
Ausstattung und technische Daten
▪ Der im Set enthaltene Laser gehört zur Laserklasse 3 B.
Zubehör
▪ Für den Versuch ist ein Oszilloskop erforderlich. Empfohlen wird
das Oszilloskop 100 MHz, 2-Kanal (11452-99).
08662-93
Analog-Oszilloskop 150 MHz, 2-Kanal, RS-232
Ausstattung und technische Daten
▪ 2 Kanäle mit Ablenkkoeffizienten 1mV - 20 V/cm; Rauscharme
Messverstärker mit hoher Impulswiedergabetreue; zwei Zeitbasen:
0,5 s/cm, 5 ns/cm und 20 ms/cm - 5 ns/cm; Videotrigger:
Bild- und Zeilenwahl, gerade und ungerade, 525/60 und 625/50;
200 MHz 6-Digit Frequenzzähler, Cursor- und automatische Messungen;
14 kV-Bildröhre mit hoher Schreibgeschwindigkeit, Readout,
Autoset, Verzögerungsleitung, lüfterlos; Save/Recall-Speicher
für Geräteeinstellungen; Hilfefunktionen, mehrsprachiges
Menü; RS-232; im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung,
2 Tastköpfe 10:1 mit Teilungsfaktorkennung.
11452-99

Interferometrie mit dem Praktikumssystem Advanced Optics
Das Advanced Optics System zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: kompakter übersichtlicher Aufbau von 1- und 2-dimensionalen Anordnungen;
sicher in der Anwendung durch magnetisch haftende Stellzeuge; exzellente Ergebnisse durch vibrationsgedämpfte Grundplatte mit
hoher Eigensteifigkeit; mehr als 45 dokumentierte Versuche aus den Bereichen Wellenoptik, Holografie, Interferometrie
Interferometrie; Fourier Optik und
Angewandte Optik; einfach erweiterbar.
Advanced Optics, Versuchspaket Interferometrie
Funktion und Verwendung
Komplettset für die Durchführung folgender Versuche mit dem System
"Advanced Optics":
▪ Michelson-Interferometer,
▪ hochauflösende Version,
▪ Brechungsindex von CO2- mit dem Michelson-Interferometer,
▪ Brechungsindex von Luft mit dem Mach-Zehnder-Interferometer,
▪ Wellenlänge von Licht mit dem Fabry-Perot-Interferometer,
▪ Resonatormoden mit dem Fabry-Perot-Interferometer.
Inklusive Handbuch "Interferometry" (01401-02).
08700-66
Demo expert Physics Manual Laser 3, Interferometry
Beschreibung
18 Versuchsbeschreibungen zu den Funktionsprinzipien verschiedener
Interferometertypen und Beispiele für deren Anwendung.
Themenfelder: Michelson-Interferometer, Mach-Zehnder-Interferometer,
Sagnac-Interferometer, Twyman-Green-Interferometer, Fabry-
Perot-Interferometer, Interferometrische Bestimmung des Brechungsindex
von Gasen, Magnetostriktion, LDA (Laser-Doppler-Anemometrie).
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 98 Seiten, in engl. Sprache.
01401-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Michelson-Interferometer
Prinzip
In einem Interferometer nach Michelson wird die Länge des einen
Armes gezielt verändert. Aus den Änderungen des Interferenzmusters
lässt sich die Wellenlänge des benutzten Laserlichtes ermitteln.
Aufgaben
1. Bestimmung der Wellenlänge des Lichts des benutzten Lasers.
Lernziel
Interferenz, Wellenlänge, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit,
Phase, virtuelle Lichtquelle.
Ist Teil des Versuchspaketes Interferometrie (08700-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5230305
Interferometer nach Michelson
Funktion und Verwendung
Zur Messung von Lichtwellenlängen und Brechzahlen von Flüssigkeiten
und Gasen.
Ausstattung und technische Daten
Zwei Oberflächenplanspiegel und ein halbdurchlässiger Spiegel auf
Metallplatte , Spiegelverschiebung mit 0,001-mm Auflösung mittels
Mikrometerschraube und 1:10 Hebeluntersetzung, Feintriebe zur Neigungsjustierung
des ortsfesten Spiegels , Halterung für zusätzlich erforderliche
Küvette zur Untersuchung an Gasen, Grundplatte (120 x
120) mm, Spiegelflächen (30 x 30) mm, inkl. Schutzhaube und 2 Haltestielen.
08557-00
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
579

580
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
Bestimmung des Brechungsindex von
Kohlenstoffdioxid mit dem Michelson-
Interferometer
Prinzip
In einem Arm eines Interferometers nach Michelson befindet sich
eine Messküvette. Ersetzt man die Luft in dieser Küvette mit CO2,
lässt sich aufgrund der Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit
des Laserlichtes auf einfache Weise der Brechungsindex von CO2
bestimmen.
Aufgaben
Ein Michelson-Interferometer wird so justiert, dass auf dem Schirm
Interferenzringe beobachtet werden können. In die Messküvette
wird CO2 gefüllt. Dies führt zu Veränderungen im Interferenzmuster
aus denen der Unterschied im Brechungsindex zwischen Luft
und CO2 bestimmt wird.
Lernziele
Interferenz,, Wellenlänge, , Brechungsindex,, Lichtgeschwindigkeit,,
Phase,, virtuelle Lichtquelle,, Kohärenz.
Ist Teil des Versuchspaketes Interferometrie (08700-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5231005
Optische Grundplatte mit Gummifüßen
Funktion und Verwendung
Zum Aufstellen von magnetisch haftenden optischen Komponenten
mit denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie,
Interferometrie und Fourier-Optik aufgebaut werden können.
Ausstattung und technische Daten
▪ Biegesteife, vibrationsgedämpfte und korrosionsgeschützte Metallplatte
mit (5 cm x 5 cm)- Rasterdruck und rutschsicheren
Gummifüßen.
Drei fest montierte Spannstellen für Laser- und Lasershuttermontage.
▪ Plattenmaße (mm): 590 x 430 x 24.
▪ Masse: 7 kg.
08700-00
excellence in science
Michelson-Interferometer - hohe Auflösung
Prinzip
In einem Interferometer nach Michelson wird die Länge des einen
Armes gezielt verändert. Aus den Änderungen des Interferenzmusters
lässt sich die Wellenlänge des benutzten Laserlichtes ermitteln.
Aufgaben
1. Aufbau eines hochauflösenden Michelson-Interferometers.
2. Bestimmung der Wellenlänge des Laserlichtes mithilfe des Interferometers.
3. Die Kontrastfunktion wird qualitativ vermessen, um daraus
die Kohärenzlänge zu bestimmen.
Lernziele
Interferenz, Wellenlänge, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit,
Phase, virtuelle Lichtquelle.
Ist Teil des Versuchspaketes Interferometrie (08700-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5230400
Helium-Neon-Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
Helium-Neon-Laser 5 mW, mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker
zum Anschluss an Lasernetzgeräte.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad 1:500,
Strahldurchmesser 0,81 mm, Strahldivergenz 1 mrad, Leistungsdrift
max. 2,5%/8 h, Lebensdauer ca. 15000 h, Zylindergehäuse Ø = 44,2
mm; l = 400 mm, inkl.2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen.
08701-00
Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW
08702-93

Fabry-Perot-Interferometer - Bestimmung der
Wellenlänge des Laserlichts
Prinzip
Aus zwei Spiegeln wird ein Fabry-Perot-Interferometer aufgebaut
mit dem die Mehrstrahlinterferenz von Laserlicht untersucht wird.
Durch Bewegen eines Spiegels ändert sich das Interferenzmuster.
Daraus lässt sich die Wellenlänge bestimmen.
Aufgaben
1. Aufbau eines Fabry-Perot Interferometers.
2. Bestimmung der Wellenlängen des Laserlichtes.
Lernziele
Interferenz, Wellenlänge, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit,
Phase
Ist Teil des Versuchspaketes Interferometrie (08700-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5231405
Fabry-Perot-Interferometer - optische
Resonatormoden
Prinzip
Mit Hilfe eines Fabry-Perot-Interferometers werden einzelne Resonatormoden
sichtbar gemacht und mit der Theorie verglichen.
Ist Teil des Versuchspaketes Interferometrie (08700-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5231406
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Brechungsindex von Luft mit dem Mach-Zehnder-
Interferometer
Prinzip
In einem Arm eines Interferometers nach Mach-Zehnder befindet
sich eine Messküvette. Durch Veränderung des Drucks in der Küvette
lässt sich der Brechungsindex von Luft ableiten.
Aufgaben
1. Aufbau eines Mach-Zehnder-Interferometers.
2. Messung des Brechungsindex von Luft durch Verringerung des
Luftdrucks in der Messküvette.
Lernziele
Interferenz, Wellenlänge, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit,
Phase, virtuelle Lichtquelle.
Ist Teil des Versuchspaketes Interferometrie (08700-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5231200
Hand-Vakuumpumpe mit Manometer
Funktion und Verwendung
Ideales Gerät zur netzunabhängigen Vakuumerzeugung. Wird bei Versuchen
zum "Brechungsindex von Luft" eingesetzt.
Vorteile
Extrem leicht und bedienerfreundlich, wartungsfrei, selbstschmierend
und korrosionsbeständig.
Ausstattung und technische Daten
Aus Kunststoff. Differenz gegen den Außendruck: ca. 940 mbar. Maximaler
Druck: 1,5 bar.
08745-00
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
581

582
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
Dopplereffekt mit dem Michelson-Interferometer
Prinzip
In einem Interferometer nach Michelson wird einer der Spiegel
gleichmäßig bewegt, was zu Veränderungen im Interferenzmuster
führt. Der durch die Bewegung auftretende Dopplereffekt wird vermessen.
Aufgaben
1. Aufbau eines hochauflösenden Michelson-Interferometers.
2. Messung des Dopplereffekts mittels gleichmäßiger Bewegung
eines Spiegels.
Lernziele
Interferenz, Wellenlänge, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit,
Phase, virtuelle Lichtquelle, temporäre Kohärenz, spezielle Relativitätstheorie,
Lorentz-Transformation.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5230700
Motor mit Getriebe und Schnurrille
Spezielles Zubehör für den Versuch "Dopplereffekt mit dem Michelson-
Interferometer."
08738-00
Lochscheibe und Treibriemen
Spezielles Zubehör für den Versuch "Dopplereffekt mit dem Michelson-
Interferometer."
08738-01
Gabellichtschranke mit Zähler
Gabellichtschranke mit Zähler
11207-30
Netzgerät 5 V DC / 2,4 A mit 4-mm-Steckern
11076-99
excellence in science
Magnetostriktion mit dem Michelson-
Interferometer
Prinzip
In einem Interferometer nach Michelson wird einer der Spiegel
durch Magnetostriktion gezielt bewegt. Diese sehr kleine Verschiebung
führt zu Veränderungen im Interferenzmuster und lässt sich
dadurch quantitativ bestimmen.
Aufgaben
1. Aufbau eines Michelson-Inferometers.
2. Testen verschiedener ferromagnetischer Materialien (Eisen
und Nickel) sowie eines nicht-ferromagnetischen Materials
(Kupfer), im Hinblick auf ihre magnetostriktiven Eigenschaften.
Lernziel
Interferenz, Wellenlänge, Beugungsindex, Geschwindigkeit des
Lichts, Phase, Virtuelle Lichtquelle, Ferromagnetisches Material,
Weißsche Bezirke, Spin-Bahn-Kopplung.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5230800
Metallstäbe für Magnetostriktion, 3 Stück
Nickel-, Eisen- und Kupferstab (jeweils Ø = 8mm, l = 150 mm) mit
einseitigem M6-Gewinde zur Fixierung in Spule für Faraday-Effekt und
Magnetostriktion.
08733-01
Netzgerät, universal
Funktion und Verwendung
Vielseitiges, leistungsstarkes Netzgerät für Gleich- und Wechselspannung.
Auch als Konstantstromquelle einsetzbar.
13500-93

Quantenradierer
Prinzip
Ein Mach-Zehnder-Interferometer wird mit einem aufgeweiteten
Laserstrahl beleuchtet. Ringförmige Interferenzmuster erscheinen
auf den Schirmen hinter dem Interferometer. Wenn Polarisationsfilter
mit gekreuzten Ebenen in die beiden Interferometerarme gestellt
werden, verschwinden die Interferenzmuster. Die quantenmechanische
Interpretation hiervon ist, dass man den Photonen
eine Eigenschaft (Polarisation) aufgeprägt hat mithilfe derer sich
prinzipiell beobachten liesse welchen der beiden Interferometerarme
das Photon passiert hat. Diese "welcher-Weg"-Information
ist aber quantenmechanisch nicht verträglich mit dem Auftreten
von Interferenz.
Ein dritter Polarisationsfilter hinter einem Ausgang des Interferometers
aufgestellt wirkt als "Quantenradierer". Die Ebene dieses
Filters wird auf 45° bezüglich beider Filter im Interferometer eingestellt.
Das Interferenzmuster erscheint hinter dem Quantenradierer
wieder - die "welcher-Weg"-Information ist ausradiert.
P2220800
Grundplatte mit Haubenkoffer
Funktion und Verwendung
Zur Aufnahme von magnetisch haftenden optischen Komponenten mit
denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie, Interferometrie
und Fourier-Optik aufgebaut werden können. Zur Experimentdurchführung
verbleibt die Platte im Kofferboden.
Ausstattung und technische Daten
▪ Biegesteife und korrosionsgeschützte Metallplatte mit (5 cm x 5
cm) Rasterdruck und zusätzlicher schwingungsgedämpfter Lagerung
im Kofferboden.
▪ Drei festmontierte Spannstellen für Laser- und Lasershuttermontage.
▪ Aufsetzbare, verschließbare Kofferhaube.
▪ Abmessungen der Platte (cm): 59 x 43 x 2,4.
▪ Abmessungen des Koffers (cm): 62 x 46 x 28.
▪ Masse: 13 kg.
08700-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Set Interferometer, HeNe-Laser, 1mW
Funktion und Verwendung
In diesem Set sind alle Komponenten enthalten um die folgenden fünf
Interferometertypen aufzubauen und mit einem 1mW HeNe-Laser zu
betreiben:
Michelson Interferometer, Sagnac-Interferometer, Mach-Zehnder-Interferometer,
Fabry-Perot-Interferometer, Twyman-Green-Interferometer
08700-88
Laser, HeNe, 0,2 /1,0 mW, 230 V AC
Funktion und Verwendung
Linear polarisierte Lichtquelle.
Vorteile
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
Schutzklasse 2 nach DIN 58126/6; eloxiertes Aluminiumgehäuse sehr
kurzer Bauweise, mit Schlüsselschalter, Graufilter und integriertem
Netzteil, Röhre mit sehr hoher Lebensdauer durch Glaslottechnik.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge 632,8 nm. Bei 0180-93 Lichtleistung umschaltbar 0,2/1
mW. Mindestpolarisation 500:1. Leistungsaufnahme 35 VA. Strahl Ø:
0,5 mm, Strahldivergenz < 2 mrad. Lebensdauer (Röhre) > 18000 h,
Anschlussspannung 230 V. Maße (mm) 210 x 80 x 40, inkl. Haltestiel,
Ø: 10 mm.
Laser, HeNe, 0,2/1,0 mW, 230 V AC
08180-93
Laser, HeNe, 1,0 mW, 230 V AC
08181-93
583

584
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
Optische Bauteile für die Grundplatte
1| Oberflächenspiegel, 30 x 30 mm
Einsetzbar in Justierhalterung (08711-00) für Versuche mit der optischen
Grundplatte.
Hochwertiger Planspiegel mit Schutzschicht aus Siliziumdioxid, Auf
Aluminiumträger, Spiegelfläche (mm): 30 x 30, Planität: 1/8-Lamda.
08711-01
2| Oberflächenspiegel d = 80, mit Justierhalterung
Hochwertiger Planspiegel mit Schutzschicht aus Siliziumdioxid für Versuche
mit der optischen Grundplatte.
Auf Träger mit Rundstiel und Stellschrauben zur Neigungsjustierung in
X/Y-Richtung, Stiellänge: 76 mm, Stiel-Ø: 10 mm, Spiegel-Ø: 80 mm,
Planität: 1/10-Lambda.
08712-00
3| Hohlspiegel, f = 5 mm, mit Halter
Oberflächenspiegel (Ø 10 mm) auf magnetisch haftendem Kugelgelenk
für Versuche mit der optischen Grundplatte.
Montiert auf Rundstiel (Ø 10 mm, l =110 mm).
08720-00
4| Fresnel-Spiegel für Grundplatte
Hochwertige Oberflächenplanspiegel für Interferenzversuche. Spiegel
auf Achatlagern und in Schutzrahmen. Neigungswinkel durch rückseitigen
Feintrieb einstellbar. Festmontierte Schutzhaube. Spiegelflächen
(mm): 56 x 42. Auf Rundstiel Ø 10 mm, l = 50 mm.
08728-00
5| Newtonsches Farbenglas für Grundplatte
Zur Erzeugung Newtonscher Ringe. Plankonvexlinse auf optisch ebener
Spiegelglasplatte mit eingraviertem mm-Maßstab; justierbar in Metallschirm.
Linsen- Ø 40 mm. Linsenkrümmungsradius 12 m. Auf
Rundstiel Ø 10 mm, l = 35 mm.
08730-02
excellence in science
6| Polarisationsfilter für Grundplatte
Polarisationsfilter in drehbarer Halterung mit Winkelskale. Polarisationsgrad
99%, Drehbereich ± 90°, Skalenteilung 1°, eff. Filter-Ø 32
mm, auf Rundstiel Ø 10 mm, l = 35 mm.
08730-00
7| Polarisationsfilter, Halbschatten, für Grundplatte
Zum Aufbau eines Halbschattenpolarimeters. Halbkreisförmiger Filter
in drehbarer Metallfassung mit Winkelskale. Polarisationsgrad 99%,
Drehbereich ± 90°, Teilung 1°, Filter-Ø 32 mm, auf Rundstiel Ø 10
mm, l = 35 mm.
08730-01
8| Kerr-Zelle, PLZT-Element für Grundplatte
Elektro-optischer Lanthankristall mit Blei/Zirkonat/Titanat-Dotierung
in Schutzfassung, auf Halter mit BNC-Buchse. PLZT-Element ca. (mm)
10 x 1,5 x 1,5). Halbwellenspannung (400 ... 800) V Transparenz ca.
80%, Fassungs-Ø 58 mm. Auf Rundstiel Ø 10 mm, l = 68 mm.
08731-00
9| Fotoelement-Silicium für Grundplatte
Zur Bestimmung von Lichtintensitäten. Spektralbereich: 400 nm ...
1100 nm. Mit wechselbaren Rundstielen Ø 10 mm und l = 110 mm
bzw. l = 250 mm. Inklusive Spaltblende Ø 0,3 mm.
08734-00
10| Strahlteilerplatte 50 % : 50 %
Halbdurchlässiger, nichtpolarisierender Glasspiegel zur gleichteiligen
Aufteilung von Lichtstrahlintensitäten, abgestimmt auf Wellenlänge
633 nm. Plattenmaße (50 x 50 x 3,2) mm
08741-00
11| Strahlteilerplatte 70 % : 30 %, auf Träger
Teildurchlässige Glasplatte zur Aufteilung von Lichtstrahlintensitäten
in 30%-Transmission und 70%-Reflexion, u. a. zum Aufbau eines
Fabry-Perot-Interferometers. Montiert auf Metallrahmen. Plattenmaße
(mm) 30 x 30 x 1,7, Rahmenmaße (mm) 50 x 30 x 4.
08741-01
12| Faraday-Modulator
Kupferspule auf temperaturstabilem Wickelkörper mit Einsatz zur Aufnahme
von Glasstäben für Faraday-Effekt oder von Metallstäben zur
Magnetostriktion. Auf Rundstiel und mit fester 1 m Anschlussleitung
mit 4-mm-Steckern; Windungszahl 1200; Induktivität 6,3 mH; Ohmscher
Widerstand 4 Ohm; Strom max. 5 A; Innen-Ø 14 mm.
08733-00

Achromatisches Objektiv 20 x N.A. 0,4
Funktion und Verwendung
Für die Aufweitung des Laserstrahls, z. B bei Versuchen zur Holografie
oder als ein Teil eines Raumfilters.
Ausstattung und technische Daten
Zur Aufnahme in die Verstelleinrichtung x,y (08714-00) wird der Adapterring
(08714-01) benötigt.
62174-20
Spiegel für optischen Resonator
Funktion und Verwendung
Zum Aufbau eines Fabry-Perot-Interferometers auf der optischen
Grundplatte. Verschiedene Moden im HeNe-Laserlicht können sichtbar
gemacht werden.
Zubehör
Zur Halterung und Justage wird die Justierhalterung (08711-00) empfohlen.
Planspiegel HR > 99%, in Fassung
08711-02
Konkavspiegel OC, r = 1,4 m, T = 1,7 %
08711-03
Lichtleiter mit zwei Haltern
Funktion und Verwendung
Flexibler Kunststofflichtleiter (POF) geeignet für einfache Experimente
zur Leitung von Licht und zur optischen Informationsübertragung.
Durch Halter mit zwei Stiellängen sowohl auf optischer Grundplatte
als auch im Versuchsaufbau zum didaktischen He-Ne Laser einsetzbar.
Die Konstruktion der Halter erlaubt eine Adaption an das Fotoelement
Silicium (08734-00), aber auch an an den Si-Fotodetektor mit Verstärker
(08735-00).
08736-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Si-Fotodetektor mit Verstärker
Funktion und Verwendung
Si-Diode mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis für fotometrische Messungen
bei hohem Störpegel.
Ausstattung und technische Daten
Auf Rundstiel verschiebbarer Halter für Diode mit Vorsatzlinse, mit abnehmbarer
Schlitzblende und 1,5 m Kabel mit Diodenstecker zum Anschluss
an erforderliche Control-Unit. Spektralbereich 390 nm ... 1150
nm. Empfindlichkeitsmaximum 900 nm, Dunkelspannung 0,75 mV,
Empfindlichkeit (900nm), 860mV/µW/cm², Bandbreite 65 kHz, Blendenschlitz
Ø 0,3 mm, Stiel l = 110 mm; Ø 10 mm.
08735-00
Control Unit für Si-Fotodetektor
Funktion und Verwendung
Verstärker für Si-Fotodetektor
Ausstattung und technische Daten
Mit 3-BNC-Ausgängen: Ausgang 1 (Monitorausgang) Verstärkungsfakor
1; Bandbreite DC ... 60 kHz. Ausgang 2 Verstärkungsfaktor 1 ... 100
Bandbreite AC; 10 Hz ... 60 kHz. Ausgang 3 (Filterausgang) Verstärkungsfaktor
1 ... 100 Bandbreite AC; 200 Hz ... 10 kHz. Eingang:
5-polige Diodenbuchse für Si-Fotodetektor. Anschluss +9 V ... +12
V Leistungsaufnahme 1 W. Schlagfestes Kunststoffgehäuse
(194x140x130) mm; mit Traggriff, inkl. 110V/240V-Netzteil.
08735-99
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
585

586
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
Halter und Stellzeuge
1| Magnetfuß für Grundplatte
Durch innere Dreipunktführung sehr genaue Einspannvorrichtung zur
Halterung von optischen Komponenten mit Rundstielen (Ø 10 mm ...
13 mm) auf der optischen Grundplatte.
Fuß (h = 55 mm) mit abriebsfester Kunststoffgleitfolie.
08710-00
2| Justierhalterung, 35 x 35 mm
Zur Aufnahme und x/y-Positionierung optischer Bauteile wie beispielsweise
Oberflächenspiegel.
Mit feinfühligen Stellschrauben zur Einstellung der Kipplage der optischen
Komponenten. Mit Rundstiel. Stiellänge: 75 mm. Stiel-Ø: 10
mm.
08711-00
3| Halter für Platten
Zum Einspannen und Haltern von Glasplatten, Strahlteilern etc.
Mit gummibelegten Klemmbacken mit Rändelschraube, mit zwei
Wechselstielen l = 75 mm und l = 10 mm.
08719-00
4| Verschiebeeinrichtung, horizontal
Verschiebeeinrichtung zur Aufnahme und linear Verschiebung optischer
Komponenten.
Spindeltrieb mit skaliertem und arretierbarem Stellknopf, auf Stiel l
= 50 mm; Ø 10 mm, Verschiebebereich 40 mm, Stellgenauigkeit 0,1
mm.
08713-00
5| Verstelleinrichtung x/y
Zur Aufnahme und Feinpositionierung von optischen Komponenten
zur Strahlaufweitung und Raumfilterung. Dreipunktlagerung und Verstellung
in zwei zueinander senkrechten Achsen sowie senkrecht zur
optischen Achse.
excellence in science
Mit Spannzapfen zur Aufnahme in Verschiebeeinrichtung horizontal,
mit Justierlochblende, X,Y-Verstellweg: max. ± 2mm.
08714-00
6| Adapterring
Zur Aufnahme von Mikroskopobjektiven (z. B. Objektiv 20 x
(62174-20)) in Verstelleinrichtung x,y (08714-00). Mit Innengewinde
zur Aufnahme von Mikroskopobjektiven.
08714-01
7| Lochblende (Pinhole) 30 µm
In Verbindung mit Mikroskopobjektiven zur Unterdrückung von Störungen
im Laserlicht (Raumfilter). In Fassung (Ø 25 mm).
08743-00
8| Stellring D 18 x D 10 x 8
Zur Höhenfixierung von optischen Komponenten mit Rundstielen.
08710-01
9| Drehschiene mit Winkelteilung
Zur reproduzierbaren Winkelverstellung von optischen Komponenten
um einen frei positionierbaren Drehpunkt.
Auf Magnetfüssen, Aufnahme im Drehpunkt für Komponenten mit
Rundstielen, zusätzlich schwenkbare Metallschiene zur Aufnahme
weiterer magnetisch haftender Komponenten, Drehbereich: 360°, Teilung:
5°.
08717-00
10| Halter für koaxiale Laser
Halterung auf Stiel mit 3-Punktlagerung zur Aufnahme von Laserrohren.
Ø der Laserrohre: 30 ... 35 mm. Stiellänge: 65 mm.
08705-00
11| Feinsteinstelltrieb auf Platte
In Verbindung mit Grundplatte für Optik zum Aufbau von Interferometern.
Biegesteife Stahlbasisplatte mit Verstelleinrichtung zur reproduzierbaren
Linearverschiebung von optischen Komponenten,
Weglängenänderung durch Hebeluntersetzung mit Mikrometerschraube,
Verschiebeweg: max. 0,25 mm, Auflösung: 0,5 µm, Plattenmaß
(mm): 320 x 200 x 14, Masse: 5 kg.
08715-00

Weitere Bauteile für die Grundplatte
1| Linsenhalter für Grundplatte
Zur Aufnahme von Linsen mit Metallfassung. Mit Rundstiel (Ø 10 mm,
l =35 mm).
08723-00
2| Blendenhalter für Grundplatte
Drehbarer Halter mit Winkelskale zur Aufnahme von Blenden, Filtern,
Polfolien usw. Winkelskale: ± 90°, Ablesung: 1°, mit gummibeschichteter
Objektauflage und 2 Klemmbügeln. Auf Rundstiel (Ø 10 mm, l =
35mm).
08724-00
3| Halter für Geradsichtprisma für Grundplatte
Zur Aufnahme von Geradsichtprismen.
Mit 3 verstellbaren Klemmvorrichtungen zur Aufname von Geradsichtprismen
bis (mm) 45 x 30 - Querschnitt, Auf Rundstiel (Ø 10 mm, l =
50 mm).
08726-00
4| Spalt verstellbar für Grundplatte
Symmetrisch verstellbarer und drehbarer Spalt. Spaltbreite: 0 ... 6
mm. Spaltlänge: 30 mm. Drehwinkel: ± 135°. Mit Rundstiel (Ø 10 mm,
l =35 mm).
08727-00
5| Prismentisch mit Halter für Grundplatte
Prismenhalterung mit einem höhenverstellbaren Klemmbügel.
Tisch-Ø 64 mm,, Klemmweite: max. 80 mm,, auf Rundstiel (Ø 10 mm,
l = 50 mm).
08725-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Schirm, weiß, 150 mm x 150 mm
Funktion und Verwendung
Für Schülerversuche mit der optischen Stativbank.
Ausstattung und technische Daten
Beidseitig weißer Schirm auf Stiel, Stiellänge: 30 mm, Stiel-Ø 12 mm.
09826-00
Transparentschirm mit Stiel, 150 × 150 mm mm²
Funktion und Verwendung
Transparentschirm aus matter Kunststoffscheibe mit eloxiertem Aluminiumstiel.
Ideal geeignet für den Einsatz in Schülerexperimenten
auf der optischen Bank für die Darstellung der Linsengesetze und Projektion.
Ausstattung und technische Daten
Fläche (mm): 150 × 150, Dicke: 3 mm, Stiel Ø: 12 mm, Stiellänge: 32
mm.
08732-00
Warnschild, Laser
Funktion und Verwendung
Vorgeschriebener Warnhinweis.
Ausstattung und technische Daten
Glasfaserverstärkte Polyesterplatte mit Warnzeichen und Warntext
nach DIN auf Stiel,, Plattenmaße (mm): 315 x 220,, Stiellänge: 30
mm,, Stiel-Ø: 10 mm.
06542-00
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
587

588
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.2 Interferometrie
Helium-Neon-Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker
zum Anschluss an Lasernetzgerät.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad 1:500,
Strahl-Ø 0,81 mm, Strahldivergenz 1 mrad, Leistungsdrift max.
2,5%/8 h, Lebensdauer ca. 15000 h, Zylindergehäuse Ø 44,2 mm; l =
400 mm, inkl. 2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen.
08701-00
Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
HV-Versorgung für 5-mW-Laser (08701-00).
Ausstattung und technische Daten
Mit Codierschalter zur zeitlichen Steuerung des zugehörigen Shutters
u. a. für wählbare Hologrammbelichtungszeiten von 0,1 ... 99 s, dreistelliges
LED-Display für vorgewählte und abgelaufene Shutterzeit,
Drucktaster für Start / Stop und Reset, HV-Buchsenpaar für Laseranschluss,
Ausgangsspannung: 1000 ... 2450 V DC, Ausgangsstrom: 2,8
... 6,5 mA, max. Ausgangsleistung: 17 W, Zündspannung: > 10 kV DC,
Anschlussspannung: 230 V / 50 Hz, Kunststoffgehäuse mit Traggriff,
Gehäusemaße (mm): 184 x 140 x 130, ink. Shutter auf Rundstiel.
08702-93
Grüner Laser 0,2 / 1,0 mW, 532 nm
Funktion und Verwendung
Diodengepumpter frequenzverdoppelter Yttrium-Vanadat (Nd: YVO4)
Festkörperlaser.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge 532 nm linear polarisiert, Ausgangsleistung 1 mW/ 0,2
mW, l = 15 cm, Ø 3,5 cm, Versorgungsspannung max. 3 VDC, Gesamtmasse
(inkl. Netzteil) 425 g, inkl. Steckernetzteil (110-230) V AC Haltestiel
(l = 16,6 cm; Ø 1cm) Haltestiel (l = 8,7 cm; Ø 1cm).
08762-99
excellence in science
Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm
Funktion und Verwendung
Für Schulen zugelassene, kompakte monochromatische Lichtquelle,
besonders geeignet für Versuche zur Interferenz und Beugung.
Ausstattung und technische Daten
Der Diodenlaser erfüllt die DIN-Sicherheitsanforderungen, mit Schlüsselschalter,
Betriebszustandsanzeige und elektronischem Shutter zur
Reduzierung der Lichtausgangsleistung. Wellenlänge: 635 nm, Polarisationsgrad:
1:100, Ausgangsleistung: 1 mW / 0,2 mW, Länge: 15
cm, Ø 3,5 cm, Versorgungsspannung: max. 3 V DC, Gesamtmasse (inkl.
Netzteil): 425 g, inklusive Steckernetzteil 110 ... 230 V AC, mit Haltestiel
(l = 15 cm; Ø 1 cm).
Diodenlaser 0,2 / 1,0 mW, 635 nm
08760-99
Halter für Diodenlaser auf Grundplatte
08384-00
Laser, HeNe, 0,2 /1,0 mW, 230 V AC
Funktion und Verwendung
Linear polarisierte Lichtquelle.
Vorteile
Schutzklasse 2 nach DIN 58126/6, eloxiertes Aluminiumgehäuse sehr
kurzer Bauweise, mit Schlüsselschalter, Graufilter und integriertem
Netzteil, Röhre mit sehr hoher Lebensdauer durch Glaslottechnik.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge 632,8 nm, bei 0180-93 Lichtleistung umschaltbar 0,2/1
mW, Mindestpolarisation 500:1, Leistungsaufnahme 35 VA, Strahl-Ø
0,5 mm, Strahldivergenz < 2 mrad, Lebensdauer (Röhre) > 18000 h,
Anschlussspannung 230 V, Maße (mm) 210 x 80 x 40, inkl. Haltestiel,
Ø 10 mm.
Laser, HeNe, 0,2/1,0 mW, 230 V AC
08180-93
Laser, HeNe, 1,0 mW, 230 V AC
08181-93

Holografie mit dem Praktikumssystem Advanced Optics
Neben einführenden Experimenten mit kohärentem Licht und Interferometrie eignet sich das Advanced Optics System sehr gut für die Aufnahme
und Wiedergabe von Hologrammen. In diesem Kapitel sind in erster Linie Versuche und spezielle Artikel dazu aufgeführt. Weitere
Einzelteile des Systems sind im vorherigen Kapitel Interferometrie beschrieben.
Advanced Optics, Versuchspaket Holographie
Funktion und Verwendung
Komplettset für die Durchführung folgender Versuche mit dem System
"Advanced Optics"
▪ Weisslichthologramm,
▪ Transmissionshologramm,
▪ Kopie eines Hologramms.
Inkl. Handbuch "Holography" (01400-02).
08700-55
Demo expert Physics Manual Laser 2, Holography
Beschreibung
11 Versuchsbeschreibungen zum Thema Holographie.
Themenfelder: Fresnel-Zonenplatte, Weißlichthologramm, Transmissionshologramm,
Transferhologramm, Doppelbelichtungsverfahren,
Zeitmittlungsverfahren, Echtzeitverfahren.
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 74 Seiten, in engl. Sprache.
01400-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Aufnahme und Rekonstruktion eines Hologramms
Prinzip
Ein Hologramm enthält auch räumliche Informationen, die in der
Phase des reflektierten Laserlichtes enthalten sind. Um dies zu erreichen
wird ein kohärenter Lichtstrahl durch einen Strahlteiler
in einen Objekt- und Referenzstrahl aufgespalten. Diese beiden
Strahlen interferieren in der Ebene des fotografischen Filmes. Das
Hologramm wird mit dem Referenzstrahl rekonstruiert, der auch
bei der Aufnahme des Hologramms verwendet wurde.
Aufgaben
1. Erfassung des holografischen Bildes eines Objektes.
2. Entwicklung und Entfärbung des Phasenholograms.
3. Rekonstruktion des Transmissionshologramms.
Lernziele
Objekt-/ Referenzstrahl, reales / virtuelles Bild, Phasen- /Amplitudenhologramm,
Interferenz, Beugung, Kohärenz.
Teil des Versuchspaketes Holografie (08700-55).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5240100
Grundplatte mit Haubenkoffer
Funktion und Verwendung
Zur Aufnahme von magnetisch haftenden optischen Komponenten mit
denen Versuche zur Optik aufgebaut werden können. Bei Durchführung
verbleibt die Platte im Kofferboden.
Ausstattung und technische Daten
Biegesteife, korrosionsgeschützte Metallplatte mit Rasterdruck (5 x 5
cm) und schwingungsgedämpfter Lagerung im Kofferboden, 3 festmontierte
Spannstellen zur Montage von Laser und Shutter, Aufsetzbare,
verschließbare Haube, Abmessungen (cm): Platte 59 x 43 x 2,4,
Koffer 62 x 46 x 28, Masse: 13 kg.
08700-01
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.3 Holografie
589

590
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.3 Holografie
Transferhologramm eines Masterhologramms
Prinzip
Nach der Erstellung eines Transmissionshologramms (Masterhologramm)
wird das rekonstruierte reale Bild zur Beleuchtung einer
zweiten holografischen Platte verwendet und darauf übertragen.
Aufgaben
Erstellung eines Transmissionshologramms, welches als Masterhologramm
benutzt wird. Rekonstruktion des Masterhologramms
mit der phasenkonjugierten Referenzwelle R* und Erstellung des
Transferhologramms.
Lernziele
Kohärenz, Objekt-/ Referenzstrahl, Reales / virtuelles Bild, Phasenkonjugation,
Phasen-/ Amplitudenhologramm, Interferenz.
Teil des Versuchspaketes Holografie (08700-55).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5240700
Oberflächenspiegel Ø 80, mit Justierhalterung
Funktion und Verwendung
Hochwertiger Planspiegel mit Schutzschicht aus Siliziumdioxid für Versuche
mit der optischen Grundplatte.
Ausstattung und technische Daten
Auf Träger mit Rundstiel und Stellschrauben zur Neigungsjustierung in
X/Y-Richtung, Stiellänge: 76 mm, Stiel-Ø 10 mm , Spiegel-Ø 80 mm,
Planität: 1/10-Lambda.
08712-00
Hohlspiegel, f = 5 mm, mit Halter
Funktion und Verwendung
Oberflächenspiegel (Ø 10 mm) auf magnetisch haftendem Kugelgelenk
für Versuche mit der optischen Grundplatte.
Montiert auf Rundstiel (Ø 10 mm, l = 110 mm).
08720-00
excellence in science
Holografie-Objekt
Funktion und Verwendung
Dreidimensionaler Modellkörper (Göttinger Gänseliesel) auf Magnetfuß.
Ausstattung und technische Daten
Höhe: 17 cm.
08749-00
Helium-Neon-Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker
zum Anschluss an Lasernetzgerät.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge 632,8 nm, Moden TEMOO, Polarisationsgrad 1:500, Strahl
Ø 0,81 mm, Strahldivergenz 1 mrad, Leistungsdrift max. 2,5%/8 h,
Lebensdauer ca. 15000 h, Zylindergehäuse Ø 44,2 mm; l = 400 mm,
inkl.2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen.
08701-00
Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
HV-Versorgung für 5-mW-Laser (08701-00).
Ausstattung und technische Daten
Mit Codierschalter zur zeitlichen Steuerung des zugehörigen Shutters
u. a. für wählbare Hologrammbelichtungszeiten von 0,1 ... 99 s, dreistelliges
LED-Display für vorgewählte und abgelaufene Shutterzeit,
Drucktaster für Start / Stop und Reset, HV-Buchsenpaar für Laseranschluss,
Ausgangsspannung: 1000 ... 2450 V DC, Ausgangsstrom: 2,8
... 6,5 mA, max. Ausgangsleistung: 17 W, Zündspannung: > 10 kV DC,
Anschlussspannung: 230 V / 50 Hz, Kunststoffgehäuse mit Traggriff,
Gehäusemaße (mm): 184 x 140 x 130, inkl. Shutter auf Rundstiel.
08702-93

Echtzeitverfahren (Biegen einer Platte)
Prinzip
In Echtzeitabläufen können die Veränderungen eines Objekts direkt
beobachtet werden. Gleichmäßige sehr kleine Veränderungen
eines Objektes während der Aufnahme eines Hologrammes führen
zu Störungen, die im Falle der Biegung einer Platte als regelmäßige
Streifen im rekonstruierten Hologramm sichtbar werden.
Aufgaben
Bilderfassung und Rekonstruktion eines Hologramms auf einer
Ebene, die während der Rekonstruktion mit definierten Massestücken
belastet wird.
Lernziele
Interferenz, optische Weglänge, Brechungsindex, Phasenunterschiede.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5241106
Küvette mit Magnetfüßen
Funktion und Verwendung
Haltevorrichtung zur Belichtung, Entwicklung und Spülung von Holografieplatten
und -filmen für Versuche zur Echtzeitholografie.
Ausstattung und technische Daten
Küvette aus schlierenfreien, planparallelen Glasplatten und mit 2
Schlauchanschlüssen, Mit zwei Klemmelementen zur exakten Positionierung
von Holographiefilmen oder -platten, Maße (mm): 225 × 56 ×
202, Masse: 1015 g.
08748-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Einsatz für Holografieplatten
Funktion und Verwendung
Korrosionsfeste Edelstahlhalterung für die Küvette mit Magnetfüßen
(08748-00) zur Aufnahme von (102 x 127)-mm-Standardplatten oder
Halbformaten.
08748-01
Einsatz für Holografieplanfilme
Funktion und Verwendung
Plexiglashalterung für die Küvette mit Magnetfüßen (08748-00) zur
Planfilmfixierung durch Unterdruckerzeugung mithilfe einer zusätzlich
erforderlichen Handvakuumpumpe mit Manometer (08745-00).
Ausstattung und technische Daten
Einsatzmaße (mm): 170 x 130 x 40, geeignet für Holografiefilme mit
folgenden Abmessungen (mm): 80 x 60, 80 x 100 und 127 x 102.
08748-02
Magnetfuß für Grundplatte
Funktion und Verwendung
Durch innere Dreipunktführung sehr genaue Einspannvorrichtung zur
Halterung von optischen Komponenten mit Stielen (Ø 10 mm ... 13
mm) auf der optischen Grundplatte.
Ausstattung und technische Daten
Fuß (h = 55 mm) mit abriebsfester Kunststoffgleitfolie.
08710-00
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.3 Holografie
591

592
3.2 Angewandte Optik - Photonik
3.2.3 Holografie
Komponenten zum Aufbau eines Raumfilters
Folgende Komponenten werden zum Aufbau eines Raumfilters und
damit zur optimalen Vorbereitung des Laserstrahles für Holografie-Experimente
benötigt:
Achromatisches Objektiv 20x N.A. 0,4
62174-20
Lochblende (Pinhole) 30 µm
08743-00
Adapterring
08714-01
Verschiebeeinrichtung, horizontal
08713-00
Verstelleinrichtung x/y
08714-00
Dunkelkammerausrüstung für Holografie
Ausstattung
4 Kunststoffschalen, Dunkelkammerleuchte mit Grünfilter, Schalenthermometer,
Rollenquetscher, 2 Klammern, 2 Fotopinzetten, Trichter,
4 Enghalsflaschen, 100 Laborhandschuhe sowie Reinigungsset für
optische Komponenten.
08747-88
Holografie-Fotoplatten, 25 Stück
Funktion und Verwendung
Fotoplatten, empfindlich für He-Ne-Laserlicht (633 nm).
Ausstattung und technische Daten
Format (mm): 127 x 102 , mit extrem hoher Auflösung von ca. 6000
Linien / mm.
08746-00
excellence in science
Holografie-Planfilm, 50 Stück
Funktion und Verwendung
Planfilm, empfindlich für HeNe-Laserlicht (633 nm).
Ausstattung und technische Daten
Auflösungsvermögen: >3000 Linien / mm, Empfindlichkeit bei 633
nm: 0,1 J / cm 2 , Beugungseffizienz (633 nm): > 40 %, Lieferumfang:
50 Stück, Maße (mm): 102 x 127.
08746-01
Chemikaliensatz für Holografie
Ausstattung
Entwickler, Stoppbad, Netzmittel, Laminat und weisse, wasserlösliche
Sprühfarbe zur Kontrast- und Reflexionssteigerung von Holografieobjekten.
08746-88
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder
Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare Energie,
Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl. Nanotechnologie,
Landwirtschaft inkl. Ernährung und Ökologie, Medizin.
Ausstattung
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, Versuchsbeschreibungen
in englischer Sprache.
16508-02

Erneuerbare Energie
3 Applied Sciences
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.1 Allgemein 594
3.3.2 Wärme 598
3.3.3 Photovoltaik 612
3.3.4 Brennstoffzelle 616
3.3.5 Wind und Wasser 628
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
593

594
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.1 Allgemein
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN 1
Funktion und Verwendung
Grundgeräteset zur Durchführung von 31 Schülerversuchen zu den
Themen: Energieumwandlung, Energiespeicherung, Solarenergie
(Thermik und Fotovoltaik), Windenergie, Wasserkraft, Erdwärme/Umgebungswärme,
alltagsrelevante Themen wie Treibhauseffekt und
Wärmedämmung.
Vorteile
Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente; Stabile
Aufbewahrung mit schneller Kontrolle auf Vollständigkeit; Softwarebasierte
Experimentierliteratur (interTESS) für Schüler und Lehrer
für minimale Vorbereitungszeit; Abgestimmt auf die Lehrpläne: alle
Themenbereiche abgedeckt; Behandlung von wichtigen und interdisziplinären
Schlüsseltechnologien; zusammen mit Set 2 können mindestens
20 weitere Versuche zum Thema durchgeführt werden.
Ausstattung und technische Daten
Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten;
stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem
Schaumstoffeinsatz.
Zubehör
interTESS Software, DVD (01000-00) (für (13287-88)); Netzgerät 0 ...
12V, 6V~, 12V~ ; 2 Vielfachmessinstrumente; als Sonnenersatz: Lichtquelle,
z. B. 120 W; Ergänzungsset EN 2 (13288-88).
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN 1
13287-88
TESS Set Erneuerbare Energie EN 1 mit interTESS-DVD
13287-77
Elektrische Energie aus Windenergie
Modellversuch zum Erzeugen elektrischer Energie mithilfe eines
Windrades, aufgebaut mit Geräten des Schülersets erneuerbare
Energie EN 1.
An den Windgenerator wird eine Glühlampe angeschlossen und
die Helligkeit der Lampe wird in Abhängigkeit von verschiedenen
"Windstärken" beobachtet. Es können andere Verbraucher angeschlossen
bzw. die Energie in unterschiedlichen Formen gespeichert
werden.
P9515100
excellence in science
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN 2
Funktion und Verwendung
Ergänzungsgeräteset zum Set Erneuerbare Energie EN 1. In Verbindung
mit Set EN 1 können insgesamt 53 Schülerversuche durchgeführt werden.
Folgende Themenfelder werden durch Set 2 ergänzt: Elektrische Energie
aus Solarenergie (3 Versuche), Windenergie (2 Versuche).
Folgende Themenfelder kommen neu hinzu: Wasserstofftechnologie
(10 Versuche), Wasserkraft (4 Versuche), Parabolrinnen-Kraftwerk (3
Versuche).
Vorteile
Umfassende Behandlung des Themas Energie, deren Umwandlung und
Speicherung und die Nutzung regenerativer Energiequellen in Kombination
mit Set 1 in über 50 Versuchen. In Set 2 quantitative Behandlung
weiterer relevanter Schlüsseltechnologien wie Wasserstofftechnologie,
Wasserkraft und Parabolrinnenkraftwerk.
Ausstattung und technische Daten
Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten.
Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem
Schaumstoffeinsatz.
Das Set umfasst u. a. folgende Komponenten:
Brennstoffzelle, Elektrolyseur, Turbine zur Erzeugung von elektrischer
Energie aus Wasserkraft, Elektrik-Bausteine (Potentiometer, Kondensator
(Gold Cap)), Hohlspiegel für CSP-Technologie.
Zubehör
interTESS Software, DVD (01000-00); Netzgerät 0 ... 12V, 6V~, 12V~; 2
Vielfachmessinstrumente; Grundgeräteset TESS EN 1 (13287-88).
13288-88
Solar-Wasserstoff-Anlage
Modell einer Solar-Wasserstoff-Anlage, aufgebaut mit Geräten der
Schülersets erneuerbare Energie EN 1 und EN 2.
Der Motor könnte auch direkt durch die Solarbatterie versorgt werden.
Diese Anlage demonstriert die Möglichkeit, Solarenergie zunächst
durch Umwandlung in Wasserstoff zu speichern und später
mithilfe einer Brennstoffzelle zu nutzen.
P9516300

Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe der
Peltonturbine
Modell eines Wasserkraftwerkes
Die Peltonturbine wird an eine Wasserleitung angeschlossen und
von einem Wasserstrahl angetrieben. Die Turbine ist über einen
Treibriemen mit einem Generator verbunden und an diesen wird
eine Glühlampe angeschlossen.
Im Versuch wird beobachtet, dass die Ausgangsleistung des Generators,
also die Helligkeit der Lampe, um so größer ist je höher die
Strömungsgeschwindigkeit des auf die Schaufelräder der Turbine
auftreffenden Wassers.
Zwischen den Generator und die Lampe kann für quantitative Messungen
auch das Arbeits- und Leistungsmessgerät (13715-93) oder
ein Cobra4 Grundgerät in Kombination mit der Sensor-Unit Energy
(12656-00) geschaltet werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1,Mechanik, Akustik,
Wärme, regenerative Energie,Elektrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1431300
Demo advanced Physik Handbuch Sek 1, Mechanik,
Akustik, Wärme, Erneuerbare Energie, Elektrik, Optik
Mehr als 300 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente
in der Sekundarstufe 1. Mit der Basissammlung (01510-88) sind 87
Versuche durchführbar.
Themenfelder: Mechanik (17 + 62 Versuche), Akustik (5 + 3 Versuche),
Wärme (14 + 20 Versuche), Erneuerbare Energien / Energieumwandlung
(5 + 12 Versuche), Elektrik (35 + 78 Versuche), Optik (7 + 64 Versuche).
DIN A4, Ringordner, s/w, 948 Seiten
01500-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Das PEM-Solar-Wasserstoff-Modell
Elektrische Energie von Solarzellen versorgt einen Elektrolyseur. Die
vom PEM-Elektrolyseur erzeugten Gase, Wasserstoff und Sauerstoff,
werden direkt in die PEM-Brennstoffzelle geleitet. Die erzeugte
elektrische Energie versorgt einen kleinen Motor. Zur Beleuchtung
der Solarzellen kann eine 120-W-Lampe oder Sonnenlicht eingesetzt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel
(ET)
01005-01 Deutsch
P1397600
Set aus Vierfach PEM-Brennstoffzelle, Doppel PEM-
Elektrolyseur, Gasspeicher, Anschlußbausteinen, DB
Funktion und Verwendung
Set aus Demo-Bausteinen des Elektrik/Elektronik-Bausteinsystems sowie
PEM-Vierfach-Brennstoffzelle, PEM-Doppel-Elektrolyseur und
Gasspeicher zum Aufbau von Versuchen mit der Brennstoffzelle.
Vorteile
Der Aufbau von Brennstofzelle und Elektrolyseur auf den Demo-Bausteinen
ermöglicht einen demonstrativen, übersichtlichen Aufbau an
der Tafel. Die Leistung der Brennstoffzelle (P = 2 W, U ≤ 3,5 V) ist
geeignet, um auch größere Verbraucher (Glühlampen, Motoren, CD-
Player, ...) zu betreiben.
Das Set lässt sich in beliebige Schaltkreise einbauen, ohne weitere
Bausteine zu benötigen.
Die Glühlampe als "Verbraucher" gehört nicht zum Lieferumfang.
09487-88
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.1 Allgemein
595

596
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.1 Allgemein
Sonnenkollektor
Prinzip
Der Sonnenkollektor wird mit einer Halogenlampe von bekannter
Lichtintensität beleuchtet. Die Wärme, die vom Kollektor aufgenommen
wird, kann aus dem Volumenstrom und dem Temperaturunterschied
des Wassers am Eingang und am Ausgang des Absorbers
berechnet werden, wenn die Vorlauftemperatur, durch Abgabe
von Energie ins Reservoir, nahezu konstant bleibt. Der Wirkungsgrad
des Kollektors wird bestimmt.
Die Messung erfolgt bei unterschiedliche Kollektor-Anordnungen
und verschiedenen Temperaturen des Absorbers.
Aufgaben
Bestimmung der Effizienz des Sonnekollektors unter verschiedenen
experimentellen Bedingungen, zum Beispiel mit oder ohne
Halogen-Beleuchtung und für unterschiedliche Vorlauftemperaturen,
für:
1. Vollständigen Kollektor
2. Vollständigen Kollektor, kalter Luftstrom trifft auf Kollektor
3. Kollektor ohne Glasplatte
4. Kollektor ohne Glasplatte, kalter Luftstrom trifft auf Kollektor
Lernziele
Absorption, Wärmestrahlung, Treibhauseffekt, Konvektion, Wärmeleitung,
Kollektor-Gleichungen, Effizienz / Wirkungsgrad, Energieobergrenze.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5310100
Sonnenkollektor-Testfeld
Vier Kollektoren unterschiedlichen Aufbaus zur Untersuchung der Effizienz
unter verschiedenen Licht- und Wetterverhältnissen.
06756-00
excellence in science
Kennlinie und Wirkungsgrad von PEM-
Brennstoffzelle und PEM-Elektrolyseur
Prinzip
Die elektrischen Eigenschaften von Elektrolyseur und Brennstoffzelle
werden untersucht, indem die Strom-Spannungs-Kennlinie
mithilfe verschiedener Lastwiderstände aufgenommen wird. Um
den Wirkungsgrad zu bestimmen, speichert man Wasserstoff und
Sauerstoff in kleinen Gasometern und misst das entstandene bzw.
verbrauchte Volumen.
Aufgaben
1. Aufnahme der Kennlinie der PEM-Elektrolyseur.
2. Aufnahme der Kennlinie der PEM-Brennstoffzelle.
3. Ermittlung des Wirkungsgrades der PEM-Elektrolyse-Anlage.
4. Ermittlung des Wirkungsgrades der PEM-Brennstoffzelle.
Lernziele
Elektrolyse, Elektroden Polarisation, Zersetzungsspannung, Galvanische
Elemente, Faraday-Gesetz.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5330100
Cobra4 Sensor-Unit Energy, Strom, Spannung, Arbeit,
Leistung
Zur Messung und direkten Anzeige von Messgrößen zur elektrischen
Leistung und Energie im Gleich- und Wechselstromkreis (Strom, Spannung,
Wirk- und Scheinleistung, Phasenverschiebung, Frequenz, elektrische
Arbeit), insbesondere bei Versuchen zur Erneuerbaren Energie.
Cobra4 Sensor-Unit Energy
12656-00
Cobra4 Mobile-Link
12620-00

Kennlinien einer Solarzelle
Prinzip
Die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Solarzelle wird für verschiedene
Lichtintensitäten gemessen. Die Abhängigkeit der Leerlaufspannung
und Kurzschlussstrom von der Temperatur wird bestimmt.
Aufgaben
1. Bestimmung der Lichtintensität in verschiedenen Entfernungen
zur Lichtquelle.
2. Messung des Kurzschlussstroms und Leerlaufspannung bei
unterschiedlichen Intensitäten.
3. Ermittlung der Temperaturabhängigkeit von Leerlaufspannung
und Kurzschlussstrom.
4. Aufzeichnung der Strom-Spannungs-Kennlinie bei verschiedenen
Lichtintensitäten.
5. Aufzeichnung der Strom-Spannungs-Kennlinie unter verschiedenen
Betriebsbedingungen: Kühlung der Geräte mit einem
Gebläse, keine Kühlung, Durchscheinen des Lichts durch
eine Glasplatte.
6. Bestimmung der Kennlinie bei Beleuchtung durch Sonnenlicht.
Lernziele
Halbleiter, p-n-Übergang, Energie-Band-Diagramm, Fermi-Energie,
Diffusionspotenzial, Innenwiderstand, Wirkungsgrad, Fotoleitender
Effekt, Akzeptor, Donatoren, Valenzband, Leitungsband.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5320101
Experimentierwagen für Energieumwandlung
Zur Demonstration der Wirkung der durch Umwandlung aus Licht oder
Wärmeenergie gewonnenen elektrischen Energie. Außerdem kombinierbar
mit anderen regenerativen Energiequellen und Energiespeichern.
Mit Polwendeschaltern zur Richtungsumkehr bei Berührung der
Stoßstangen. (ohne Thermogenerator)
Nutzlast 2,5 kg, Abmessungen (mm) 310 x 130 x 80
11061-21
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Stirlingmotor mit Cobra3
Prinzip
Der Stirlingmotor wird mit einem Drehmomentmeter bzw. einem
Generator belastet. Wirkungsgrad und Leistung, sowie erzeugte
mechanische Arbeit werden in Abhängigkeit verschiedener Parameter
bestimmt. Das Messen und Auswerten des p-V-Diagramms
erfolgt direkt mithilfe des Messwerterfassungssystems Cobra3.
Aufgaben
1. Bestimmung des thermischen Wirkungsgrades des Brenners.
2. Berechnung der Gesamtenergie des Motors aus der durch die
Isothermen und Isochoren umschlossenen Fläche.
3. Ermittlung der mechanischen Arbeit pro Umdrehung und Berechnung
der mechanischen Leistung in Abhängigkeit von der
Rotationsfrequenz mithilfe des Drehmomentmeters und Bestimmung
des Wirkungsgrades.
4. Bestimmung der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von
der Rotationsfrequenz.
Lernziele
Erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, Reversible
Kreisprozesse, Isochore und isothermen Zustandsänderungen, Gasgesetze,
Wirkungsgrad, Stirlingmotor, Energieumwandlung, Wärmepumpe.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5311015
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences): Angewandte
Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare Energie, Geowissenschaften,
Materialwissenschaften, Agrarwissenschaften, Lebensmittelchemie,
Ökologie, Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.1 Allgemein
597

598
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Nutzung von Wärmeenergie
Die Energieform Wärme lässt sich gezielt erzeugen, transportieren, nutzen und in andere Energieformen umwandeln. Dieses Kapitel ist deshalb
nach folgenden Schwerpunkten geordnet: Umwandlung von Solarenergie in Wärmeenergie - Solarthermie und Parabolrinnen-Kraftwerke,
Absorption und Emission von Wärmestrahlung, Energiesparen - Wärmedämmung, Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische und
elektrische Energie - Wärmepumpen und Thermogeneratoren.
Umwandlung von Solarenergie in Wärmeenergie So- So-
larthermie und Parabolrinnen-Kraftwerke
Erwärmen von Wasser in einem Sonnenkollektor
Wie lässt sich Wasser mit einem Sonnenkollektor erwärmen?
In ein Modell-Sonnenkollektor wird ein kleiner Becher mit Wasser
gestellt. Die Umwandlung der Solarenergie in Wärmeenergie wird
über den Anstieg der Wassertemperatur gemessen.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN
1 durchführen (13287-88).
P9513500
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN 1
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN 1
13287-88
interTESS Software, DVD
01000-00
TESS Set Erneuerbare Energie EN 1 mit interTESS-DVD
13287-77
excellence in science
Sonnenkollektor für Schülerversuche
Funktion und Verwendung
Für Schülerexperimente zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärmeenergie,
vor allem zur Durchführung grundlegender Experimente
zur Funktionsweise eines Sonnenkollektors. Absorption von weißer
und schwarzer Fläche oder Einfluss der Isolierung sowie der Treibhauseffekt
können untersucht werden.
Der Sonnenkollektor kann ebenfalls als sogenanntes Themohaus mit
Styroporwänden und Fenster eingesetzt werden.
Vorteile
Kompaktes, vielseitiges Schaumstoffgehäuse zur Halterung und zum
Isolieren der Absorberplatten, zwei Kerben an der Unterseite des
Schaumstoffgehäuses zum Aufsetzen auf die Stangen der "optischen
Bank" des Schülerversuchs-Systems, auch für Experimente zum Thermohaus
und zur Wärmestrahlung geeignet, abgestimmt auf andere
Geräte zum Thema erneuerbare Energie.
Ausstattung und Technische Daten
Schaumstoff-Gehäuse, schwarze und weiße Absorberplatte mit Bohrungen
für Temperaturmessung, Stiel zum separaten Aufstellen der
Platten, transparente Kunststoffscheibe, Stiel: L = 90 mm, Ø 10 mm,
Gehäuse: T x B x H: 60 mm x 115 mm x 150 mm
05760-00
Halter für Halogenlampe mit Reflektor
Funktion und Verwendung
Eignet sich in Verbindung mit der Halogenlampe mit Reflektor,
(05780.00) als Ersatz-Sonne für Schülerversuche zur Solarenergie bzw.
zur erneuerbaren Energie.
Hitzeschutz durch vollständig umschlossene Lampe und Lüftungslöcher.
Mit Kabel und 4-mm Steckern.
Halter für Halogenlampe mit Reflektor
05781-00
Halogenlampe mit Reflektor, 12V / 20 W
05780-00

Erwärmen von Wasser mit einer Parabolrinne
Wie lassen sich Flüssigkeiten besonders effizient durch die Sonne
erwärmen?
Dieser Versuch zeigt die Auswirkungen einer Parabolrinne und deren
Position auf die Erwärmung von Wasser in einem Reagenzglas.
Dafür wird der Temperaturverlauf des Wassers im Reagenzglas untersucht.
Dieses Prinzip wird in Parabolrinnenkraftwerken wie z. B.
beim geplanten Projekt Desert Tec angewendet.
Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie EN
1 und EN 2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9519100
Parabolrinnen-Einheit
Funktion und Anwendung
Modell zur Untersuchung des Prinzips und der Arbeitsweise von
Solarenergie-Anlagen mit konzentrierenden Spiegeln. Zur Durchführung
von Versuchen zum Thema erneuerbare Energie, speziell Solarkraftwerke.
Kann mit der Muffe auf Haftmagnet (02151-01) an der
Demo-Tafel Physik eingesetzt werden.
Vorteile
Einfache Montage, Temperaturmessung im Reagenzglas auch mit einem
Thermometer möglich, Realitätsnahe Ausführung.
Ausstattung und Technische Daten
hoch reflektierender linearer konkaver Spiegel mit Halter:
H x B x T: 110 mm x 90 mm x 55 mm; Brennweite: 2,5 cm.
geschwärztes Reagenzglas mit Schraubkappe (Typ GL 18/8): 160mm x
16mm.
Glasrohr: Länge 250 mm, Ø 8 mm.
Zubehör
Klemmhalter, Ø 16 mm, mit Stiel (05764-00).
05765-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Klemmhalter Ø 16 mm, mit Stiel
Funktion und Verwendung
Zur Befestigung von Geräten mit einem Ø von 16 mm an Stativmaterial.
Z. B. Reagenzgläser, Parabolrinneneinheit oder Wasserpumpe/
Generator aus dem Set TESS Erneuerbare Energie.
Ausstattung und technische Daten
Klemme aus Kunststoff, für Geräte mit einem Ø von 16 mm, Stiellänge:
36 mm, Stiel-Ø 10 mm
Zubehör
Wasserpumpe/Generator (05753-00), Parabolrinneneinheit
(05765-00).
05764-00
Muffe auf Haftmagnet
Funktion und Verwendung
Muffe aus Metalldruckguss mit Klemmschraube auf Haftmagnet montiert,
zur Halterung von Rundstäben o.ä. an der Demo-Tafel Physik
(02150-00) und Platte für Komplettversuche (45510-00).
Ausstattung und technische Daten
Abstand der Spannstelle von der Platte: ca. 35 mm; Spannweite der
Muffe für Rundstäbe: 2... 14 mm; Gesamthöhe des Halters: ca . 50
mm; Haltekraft: 10 N
02151-01
Netzgerät 0...12 V DC/ 6 V, 12 V AC
Funktion und Verwendung
Netzgerät für gleichzeitige Versorgung mit Gleich- und Wechselspannung,
überlastungs- und kurzschlussfeste Ausgänge, Erd- und Massefrei,
mit Thermosicherung, 4-mm-Sicherheitsbuchsen,
Restwelligkeit < 1mVss, stellbare Spannungs- und Strombegrenzung (0
... 12V, 0 ... 2A).
13505-93
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
599

600
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Absorption von Wärmestrahlung mit einem
Sonnenkollektor
Untersuchung der Abhängigkeit des Erwärmens eines Körpers im
Sonnenlicht von der Oberflächentemperatur.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT)
01154-01 Deutsch
P1292100
Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel
15 Versuchsbeschreibungen zur Wärmelehre auf der Hafttafel.
Themenfelder: Ausdehnung, Wärmetransport und Gasgesetze
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 50 Seiten
01154-01
Lampenfassung E27 mit Reflektorschirm, Schalter,
Eurostecker, Mini-Reflektor 200 mm und Halter
Funktion und Verwendung
Zusammen mit Leuchtmittel einsetzbar als "Sonnenersatz".
Leistungsaufnahme max. 250 W; Lieferung ohne Leuchtmittel.
Lampenfassung E27 mit Reflektorschirm, Schalter, Eurostecker,
Mini-Reflektor 200 mm und Halter
06751-01
Glühlampe 230 V/120 W, mit Reflektor
06759-93
excellence in science
Nutzung von Strahlungsenergie mit einem
Sonnenkollektor
Mit dem vollständigen Solarkollektor wird durchströmendes Wasser
erwärmt. Die Temperaturerhöhung ist von der Volumenstärke des
Wassers abhängig.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT)
01154-01 Deutsch
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1,Mechanik, Akustik,
Wärme, regenerative Energie,Elktrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1292200
Solarkollektor, magnethaftend
Funktion und Verwendung
Für Demo-Tafel Physik für Experimente zur schrittweisen Demonstration
der Wirkungsweise eines Sonnenkollektors.
Ausstattung und technische Daten
Trägerplatte mit Magnetfolie und 2 Kupferblöcken mit 8 mm Aufnahmebohrungen
für Thermometer und Gewindebolzen mit Rändelmuttern
zur Aufnahme von 2 lackierten Kupferplatten, weiß und schwarz
und 1 transparente Makrolonabdeckplatte; 1 Kupferrohrschlange; Flächenmaße
(mm): 150 x 150
02165-00
Auslaufgefäß für Demo-Tafel
02158-00

Sonnenkollektor
Prinzip
Der Sonnenkollektor wird mit einer Halogenlampe von bekannter
Lichtintensität beleuchtet. Die Wärme, die vom Kollektor aufgenommen
wird, kann aus dem Volumenstrom und dem Temperaturunterschied
des Wassers am Eingang und am Ausgang des Absorbers
berechnet werden, wenn die Vorlauftemperatur, durch Abgabe
von Energie ins Reservoir, nahezu konstant bleibt. Der Wirkungsgrad
des Kollektors wird bestimmt. Die Messung erfolgt bei
unterschiedliche Kollektor-Anordnungen und verschiedenen Temperaturen
des Absorbers.
Aufgaben
Bestimmung der Effizienz des Sonnekollektors unter verschiedenen
experimentellen Bedingungen, z. B. mit oder ohne Halogenbeleuchtung
und für unterschiedliche Vorlauftemperaturen, für:
1. Vollständigen Kollektor
2. Vollständigen Kollektor, kalter Luftstrom trifft auf Kollektor
3. Kollektor ohne Glasplatte
4. Kollektor ohne Glasplatte, kalter Luftstrom trifft auf Kollektor
Lernziel:
Absorption, Wärmestrahlung, Treibhauseffekt, Konvektion, Wärmeleitung,
Kollektor-Gleichungen, Effizienz / Wirkungsgrad, Energieobergrenze.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5310100
Halogenleuchte 1000 W
Funktion und Verwendung
Sicherheitsfotoleuchte mit Handgriff, einsetzbar als Hand- oder Stativleuchte.
08125-93
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Sonnenkollektor
Funktion und Verwendung
Kompaktgerät zur schrittweisen Erarbeitung aller Kollektorfunktionen.
Ausstattung und technische Daten
Rückseitige Isolierung und vordere Glasabdeckung abnehmbar;
Schwarzer Edelstahlabsorber mit senkrechten parallelen Bahnen für
den Wasserdurchfluss; Hahn zum Befüllen und Entleeren auf der Unterseite;
Ausdehnungsgefäß aus Glas; Rahmen des Kollektors mit Winkelskale
und Befestigungsschraube zum Einstellen des Beleuchtungswinkels;
Zwei Temperaturmessstellen zur Messung der Wassertemperaturen
am Einlauf und Auslauf des Kollektors
Absorber: Volumen: ca. 350 ml; Abmessungen (mm): 300 x 400; Wärmedämmung:
Polyurethanschaum, Dicke 20 mm; Temperaturmessstellen:
2; Gehäusemaße (mm): 480 x 520 x 60
Zubehör
Gestell für Sonnekollektor (06757-00); Thermometer, -10 ... 110°C
(38005-02); Empfohlen: Umwälzpumpe mit Durchflussmesser
(06754-01), Wärmetauscher (06755-00), Schutzhülsen für Temperaturmessfühler
(11762-05).
Sonnenkollektor
06753-00
Gestell für Sonnenkollektor
06757-00
Wärmetauscher
Funktion und Verwendung
Zur Übertragung der mit dem Sonnenkollektor gewonnenen Energie in
ein anderes System, z. B. Speicher oder Wärmepumpe (04370-88).
Ausstattung und technische Daten
Wendelförmig gebogenes, verzinntes Kupferrohr, Außendurchmesser:
100 mm, Rohrenden für Schlauchdurchmesser 10 mm.
06755-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
601

602
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Sonnenkollektor-Testfeld
Funktion und Verwendung
Einsetzbar in Gestell für Sonnenkollektor (06757-00).
Ausstattung und technische Daten
Vier Kollektoren in Metallrahmen mit Winkelskale und Befestigungsschraube
an der Seite zum Einstellen des Beleuchtungswinkels.
Rückseitig Aufnahmebuchsen für Temperaturmessfühlern bzw. Thermometern
Kollektoren:
Weißer und schwarzer Absorber, schwarzer Absorber in PUR-Schaum,
schwarzer Absorber in Pur-Schaum mit Glasabdeckung, Absorbermaterial:
Kupfer, lackiert, Absorberflächen (mm): 100 x 100, Rahmenmaße
(mm): 365 x 280 x 60
Zubehör
Gestell für Sonnkollektor (06757-00), Thermometer, -10...110°C (4 x)
(38005-02), Andere Temperaturmessfühler
06756-00
Umwälzpumpe mit Durchflussmesser
Funktion und Verwendung
Zur Wasserförderung mit einstellbarer Volumenstromstärke.
Ausstattung und technische Daten
Metalltischgestell mit frontseitigem Durchflussmesser und rückseitiger
Zahnradpumpe mit Anschlussoliven. Durchflussmesser mit Nadelventil
und skaliertem Schauglas.
Messbereich: 0 ... 200 cm 3 / min, Teilung: 10 cm 3 / min, Flüssigkeit:
Wasser, Gebrauchslage: senkrecht, Betriebstemperatur: max. 90 °C,
Betriebsdruck: max. 3,8 . 10 5 Pa, Schlauchanschluss: Ø 10 mm, Anschlussspannung:
3 .. .6 V, Stromstärke: 1,5 A, Gehäusemaße (mm):
120 x 140 x 315
06754-01
excellence in science
Absorption und Emission von Wärmestrahlung
Wärmestrahlung wird von Körpern mit dunklen Oberflächen stärker
absorbiert als von Körpern mit hellen oder gar blanken Oberflächen.
Versuche zur Absorption können relativ einfach durch
Temperaturmessung in Gefäßen mit unterschiedlicher Oberfläche
durchgeführt werden.
Die Abstrahlung von Wärmeenergie ist ebenfalls von der Beschaffenheit
der Oberfläche eines Körpers abhängig. Dies lässt sich jedoch
nur ungenügend durch Abkühlung und Temperaturmessung
nachweisen. Dafür sollte die Abstrahlung eines „Leslie-Würfels“
mit einer Thermosäule untersucht werden.
Einfluss der Oberfläche auf die Absorption von
Solarenergie
Warum leben die Beduinen in weißen Zelten?
In diesem Versuch wird untersucht, wie sich schwarze und weiße
Absorberplatten unter Bestrahlung mit einer Halogenlampe verhalten.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN1
durchführen (13287-88).
P9513200
Strahlungswürfel nach Leslie
Funktion und Verwendung
Zur Untersuchung der Temperaturabhängigkeit von Wärmestrahlung
von verschiedenen Oberflächen.
Ausstattung und technische Daten
Messinghohlwürfel mit den Seitenflächen metallisch blank und matt
sowie weiß und schwarz lackiert. Deckel mit Öffnung für Rührer und
Thermometer. Maße (mm): 120 x 120 x 120.
Strahlungswürfel nach Leslie
04555-00
Rührer zum Strahlungswürfel nach Leslie
04555-01

Stefan-Boltzmannsches Strahlungsgesetz mit
Cobra3
Prinzip
Nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz ist die Energie, die von einem
schwarzen Körper per Flächeneinheit und Zeiteinheit emittiert
wird, proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur
des Körpers. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz gilt auch für so genannte
"graue" Körper, deren Oberfläche einen Wellenlängen unabhängigen
Absorptionskoeffizient von weniger als eins zeigen. Der
"graue" Körper wird bei diesem Versuch durch die Glühwendel einer
Glühlampe dargestellt, deren Energie-Emissionen in Abhängigkeit
von der Temperatur untersucht wird.
Aufgaben
1. Ermittlung des Widerstandes der Glühwendel einer Glühlampe
bei Raumtemperatur und Bestimmung des Widerstandes
der Wendel bei Null Grad R0.
2. Messung der Energieflussdichte der Lampe bei verschiedenen
Heizspannungen. Die entsprechenden Heizströme werden für
jede Heizspannung abgelesen und der Widerstand wird berechnet.
Unter der Annahme einer Temperaturunabhängigkeit
des Heizfadenwiderstandes zweiter Ordnung, kann die
Temperatur aus dem gemessenen Widerstand berechnet werden.
Lernziele
Hohlraumstrahlung, Schwarzkörperstrahlung, Thermoelektrische
Kraft, Temperaturabhängigkeit von Widerständen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2350115
Stelltrafo mit Gleichrichter 15VAC/12VDC/5A
Funktion und Verwendung
Stelltrafo mit stufenlos stellbarer Gleich- und Wechselspannung und
zusätzlich zwei Festspannungen.
13530-93
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Thermosäule nach Moll
Funktion und Verwendung
Thermosäule zum Nachweis von Wärmestrahlung und Messung des
Strahlungsflusses.
Vorteile
Metallzylinder mit poliertem, konischem Reflektor, mit nichtselektiver
schwarzer Kohlebeschichtung und 16 Thermoelementen in Reihe geschaltet
und 4 mm Anschlussbuchsen. Mit abnehmbaren Haltestiel,
inkl. Schutzglasfenster zur Verringerung von Strahlungsverlusten und
Kalibrierzertifikat mit Empfindlichkeitsangabe.
Ausstattung und technische Daten
Spektralbereiche: ohne Fenster: 200 ... 50000 nm, mit Fenster: 300
... 3000 nm.
Ansprechzeit (95%): max. 30 s; Durchmesser Absorberfläche: 12 mm;
Öffnungswinkel: 10°; Maximale Strahlungintensität: 2000 W/m²; Empfindlichkeit:
20 ... 40 µV/W/m²; Durchmesser/Länge (mm): 34/80; Stiellänge:
170 mm; Stieldurchmesser: 10 mm; Masse: 600 g.
Thermosäule nach Moll
08479-00
Schutzrohr für Thermosäule
08479-01
Spalt für Thermosäule, aufsteckbar
08479-02
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompakt-Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie,
Biologie und Applied Sciences. Ausgelegt für zahlreiche Messgrößen
und Spezialthemen.
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
603

604
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Energiesparen - Wärmedämmung
Wärmedämmung eines Hauses und Thermografie
Warum werden die Wände von Häusern mit zusätzlichen Platten
aus Styropor gedämmt?
In diesem Versuch wird ein Sonnenkollektor als Modell-Haus verwendet.
Die Wände bestehen aus Styropor. Die durchsichtige
Kunststoffplatte ist das Fenster. Der Wärmedurchgang durch Wand
und Fenster wird durch Messung der Außenwandtemperaturen
verglichen.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN1
durchführen (13287-88).
P9513600
Sonnenkollektor für Schülerversuche
Funktion und Verwendung
Für Schülerexperimente zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärmeenergie.
Absorption von weißer und schwarzer Fläche oder Einfluss
der Isolierung sowie der Treibhauseffekt können untersucht werden.
Der Sonnenkollektor kann ebenfalls als sogenanntes Thermohaus mit
Styroporwänden und Fenster eingesetzt werden.
05760-00
Thermogenerator für Schülerversuche
Funktion und Verwendung
Thermoelektrischer Generator und Peltier-Wärmepumpe zur Durchführung
von Schülerversuchen zur Energieumwandlung von Wärmeenergie
in elektrische Energie und zum Einsatz der Wärmepumpe zur
Ausnutzung von Erdwärme und Umgebungswärme.
05770-00
excellence in science
Wärmeisolation
Die Wärmeisolation verschiedener Stoffe wird mit Hilfe von Testgefäßen
miteinander verglichen. Als Materialien stehen zur Verfügung:
Styropor und Mineralwolle (Dämmstoffe), Sand und Sägemehl
(als Beispiel für Stein- oder Holzwände) und Alufolie als Beispiel
für Metall-Fensterrahmen. Luft zwischen den Gläsern kann
ein Beispiel für Isolierglas- oder Hohlziegel sein.
Beim Abkühlen des Wassers spielt auch die Wärmekapazität der
Wand eine Rolle. Um den Einfluss von Wärmekapazität und Wärmeleitung
unterscheiden zu können, wird zusätzlich die Außentemperatur
der Wand beobachtet. Gute Wärmeleitung bewirkt eine
hohe Außentemperatur.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik,
Akustik, Wärme, regenerative Energie,Elektrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1427500
Wärmedämmungstesteinheit
Funktion und Verwendung
Experimentiersatz für Schüler- und Demonstrationsversuche zur Beobachtung
von Wärmedämmeigenschaften verschiedener Wandmaterialien
und zur Erarbeitung der Begriffe Wärmedämmung, Wärmeleitung
und Wärmekapazität.
Vorteile
Neben den mitgelieferten Untersuchungsmaterialien können auch andere
Materialien (Feder, Wolle, usw.) untersucht werden. Durch Anfeuchten
von Sand oder Sägemehl können nasse Holz- und Steinwände
simuliert werden.
Ausstattung und technische Daten
Zwei isolierte Glasgefäße mit Bodenplatte und Abdeckring; Durchmesser:
160 mm; Höhe: 80 mm; Inklusive Aufbewahrungsschale und Versuchsmaterialien;
Versuchsmaterialien: Styropor (Dämmstoff), Mineralwolle
(Dämmstoff), Sand (Steinwand), Sägemehl (Holzwand) und
Aluminiumfolie (Fenster- und Türrahmen).
Wärmedämmungstesteinheit
04505-00
Schülerthermometer, -10 ... +110°C, l = 230 mm
38005-10

Digitale Großanzeige, RS232-Schnittstelle
Funktion und Verwendung
Das Gerät dient zur demonstrativen Messwertdarstellung für PHYWE-
Handmessgeräte, Waagen, Cobra3 COM-Unit und für Cobra4 Mobile-
Link in Verbindung mit Cobra4 Display-Connect.
56 mm hohe 4-stellige LED-Anzeige für die Messwert-Darstellung und
60 mm hohe Matrixanzeige für die automatische Einheit-Darstellung.
Lieferung mit Steckernetzteil.
07157-93
Cobra4 Display-Connect, Set aus Sender und
Empfänger für die Benutzung des Cobra4 Mobile-Link
mit digitalen Großanzeigen
Funktion und Verwendung
Gerätekombination aus einem Sender und einem Empfänger zur funkbasierten
Kommunikation zwischen einem Cobra4 Mobile-Link und bis
zu 2 digitalen Großanzeigen.
Das System arbeitet mit 5 umschaltbaren Sendekanälen bei einer Trägerfrequenz
von 433 MHz. Die Stromversorgung des Senders und Empfängers
erfolgt über die Geräte. Ein paralleles Aufzeichnen der Messreihe
ist über die SD-Karte des Mobile-Links möglich.
Cobra4 Display-Connect, Set aus Sender und Empfänger für die
Benutzung des Cobra4 Mobile-Link mit digitalen
12623-88
Cobra4 Mobile-Link
12620-00
Cobra4 Sensor-Unit 2 x Temperatur, NiCr-Ni
12641-00
Tauchfühler, NiCr-Ni, Edelstahl, -50 ... 400 °C
13615-03
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Wärmedämmung / Wärmeleitung
Prinzip
Ein Modellhaus mit austauschbaren Seitenwänden wird für die
Bestimmung der Wärmedurchgangszahl (k-Werte) verschiedener
Wände und Fenster sowie für die Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit
der verschiedenen Materialien verwendet. Dazu werden Temperaturen
innerhalb und außerhalb der Wände bei konstanten Innen-
und Außenluftemperaturen gemessen. Es werden außerdem
mehrschichtige Wandaufbauten, Heizen im Haus und Sonneneinstrahlung
von außen untersucht.
Aufgaben
1. Messung und Interpretation der Wassertemperaturen während
der Erwärmung und während der vorübergehenden externen Beleuchtung
der Wände.
2. Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Holz und Styropor.
3. Bestimmung der k-Werte von gewöhnlichem Glas und
Isolierglas-Fenstern, Wänden aus Holz unterschiedlicher Dicke und
mehrschichtiger Wände aus Holz, Styropor und/oder Hohlräumen.
Lernziele
Wärme-Übergang, Wärmeübertragung, Wärmeleitfähigkeit, Thermische
Strahlung, Treibhaus-Effekt, Wärmekapazität,
Temperaturamplitudendämpfung.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5310400
Heizungsregelung, elektronisch, für Thermohaus
Funktion und Verwendung
Regeleinrichtung für Thermohausheizung (04507-93).
Ausstattung und technische Daten
Mit Temperatursteller, Heizphasenanzeige, NTC-Temperaturfühler in
Metallschutzrohr, Analogausgang / 4-mm-Buchsen und Schukodose
für Heizungsanschluss, Schaltleistung: max. 100 W, Regelbereich: 35
... 70°C, Regelgenauigkeit: +/- 2°C, Analogausgang: 0 ... 12 V DC,
Anschlussspannung: 230 V, schlagfestes Kunststoffgehäuse mit fester
Netzanschlussleitung, Maße: (mm) 225 x 110 x 65, mit 100 W-Glühlampe
zur Schnellheizung.
04506-93
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
605

606
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Thermohaus
Funktion und Verwendung
Kompaktgerät zur Durchführung quantitativer
Wärmedämmungsexperimente.
Ausstattung und technische Daten
Grundgerät mit integrierter Heizung und austauschbaren Messwänden
aus: Holz (Ø 10, 20, 30 und 40 mm), Glas (Ø 5 mm) und Isolierglas
sowie Styropor (Ø 20 mm), Heizung: 60 W / 230 V-Glühlampe E27,
Diodenbuchsen für elektronische Heizungsregelung und Temperaturfühleranschluss,
Anschlussspannung: 230 V, Maße (mm): 400 x 400 x
400.
04507-93
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte,
USB-Kabel und Software measure
Funktion und Verwendung
Modernes und leistungsfähiges Handmessgerät zur mobilen Datenerfassung,
an das alle Cobra4 Sensor-Units durch einen sicheren Steck-
Rast-Verschluss angeschlossen werden können.
Inklusive 2GB SD-Karte zur Aufzeichung von Messungen, USB-Kabel
zum Auslesen der Messdaten, Hochleistungs-Mignon-Akkus und Auswertesoftware
measure.
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte, USB-
Kabel und Software measure
12620-55
Cobra4 Sensor-Unit 2 x Temperatur, NiCr-Ni
12641-00
Thermoelement, NiCr-Ni, -50...500°C
13615-02
excellence in science
Umwandlung von Wärmeenergie - Wärmepumpen
und Thermogeneratoren
Elektrische Kompressionswärmepumpe
Prinzip
Druck und Temperatur im Kreislauf einer als Wasser-Wasser-Wärmepumpe
arbeitenden elektrischen Kompressionswärmepumpe
werden in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Die aufgenommene
und freigesetzte Energie berechnet sich aus der Erhitzung und Abkühlung
der beiden Wasserbäder.
Aufgaben
1. Bestimmung des Wirkungsgrades des Kompressors beim Betrieb
als Wasserwärmepumpe.
2. Messung der Verdampfertemperatur und der Wasserbadtemperatur
auf der Kondensatorseite unter verschiedenen Bedingungen
auf der Verdampferseite im Betrieb als Luft-
Wasser-Wärmepumpe.
3. Bestimmung der vom Kompressor verbrauchten Energie und
der Leistungsziffer.
Lernziele
Kühlschrank, Kompressor, Drosselventil, Zirkulation, Verdampfer,
Kondensator, Dampfdruck, Verdampfungsenthalpie.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5310200
Arbeits- und Leistungsmessgerät
Funktion und Verwendung
Arbeits- und Leistungsmessgerät zum gleichzeitigen Anzeigen von
elektrischer Leistung und Arbeit in Gleich- u. Wechselstromkreisen mit
rückseitiger Schukosteckdose für Netzverbraucher.
Insbesondere werden folgende Größen gemessen und angezeigt: Wirkund
Scheinleistung (echter Eff.-Wert), Strom, Spannung, Phasenwinkel
und Frequenz, Energie, Zeit.
Das Gerät besitzt einen Analogausgang für alle Messgrößen zum Anschluss
an beispielsweise das Messwerterfassungssystem Cobra3.
13715-93

Wärmepumpe, Kompressorprinzip
Funktion und Verwendung
Fehlbedienungssichere Kompaktausführung einer elektrischen Kompressionswärmepumpe
auf Tischgestell.
Zur Temperaturmessung eignet sich beispielsweise das digitale Temperaturmessgerät
4-2 (13617-93), das wahlweise manuell oder mit
dem Computer betrieben werden kann.
Ausstattung und technische Daten
mit Frontwand, mit Hoch- und Niederdruckmanometern, mit 2
Schaugläsern zum Erkennen der Aggregatzustände, 4 Temperaturmessstellen
jeweils vor und hinter 2 Wärmetauschern aus Kupferrohrspiralen,
thermostatgesteuertes Expansionsventil, Druckschutzschalter,
Kompressor und 2 Isoliergefäße mit Ablaufhahn, Rückwand abnehmbar
zum Nachvollziehen der Leitungsführung, Hochdruckseite
1,5 MPa, Niederdruckseite 0,2 MPa, Nennleistung 150 W, Anschlussspannung
230 V, Gehäusemaße (mm) 750 x 350 x 630.
04370-88
Temperaturmessgerät 4-2
Funktion und Verwendung
Modernes, sehr bedienerfreundlich gestaltetes Gerät für die Messung
von Temperaturen (Pt100) und Temperaturdifferenzen mit 4 Messstellen
und 2 Anzeigen.
Mit Schnittstelle zum computerunterstützten Messen und Auswerten
mit measure.
Temperaturmessgerät 4-2
13617-93
Temperatur-Tauchsonde Pt100, Edelstahl, -20...+300°C
11759-01
Software Temperaturmessgerät 4-2
14405-61
Datenkabel, Stecker/Buchse, 9-polig
14602-00
Konverter USB - RS232
14602-10
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Stirlingmotor mit Cobra3
Prinzip
Der Stirlingmotor wird mit einem Drehmomentmeter bzw. einem
Generator belastet. Wirkungsgrad und Leistung, sowie erzeugte
mechanische Arbeit werden in Abhängigkeit verschiedener Parameter
bestimmt. Das Messen und Auswerten des p-V-Diagramms
erfolgt direkt mithilfe des Messwerterfassungssystems Cobra3.
Aufgaben
1. Bestimmung des thermischen Wirkungsgrades des Brenners.
2. Berechnung der Gesamtenergie des Motors aus der durch die
Isothermen und Isochoren umschlossenen Fläche.
3. Ermittlung der mechanischen Arbeit pro Umdrehung und Berechnung
der mechanischen Leistung in Abhängigkeit von der
Rotationsfrequenz mithilfe des Drehmomentmeters und Bestimmung
des Wirkungsgrades.
4. Bestimmung der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von
der Rotationsfrequenz.
Lernziele
Erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, Reversible
Kreisprozesse, Isochore und isothermen Zustandsänderungen, Gasgesetze,
Wirkungsgrad, Stirlingmotor, Energieumwandlung, Wärmepumpe.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5311015
Stirlingmotor, transparent
Funktion und Verwendung
Stirlingmotor zur Demonstration der Funktionsweise eines Heißluftmotors,
einer Kältemaschine/ Wärmepumpe.
Vorteile
Transparenter Arbeits- und Verdrängerzylinder in 90 Grad-Anordnung,
montiert auf Metallgrundplatte , 2 Temperaturmessstellen für NiCr-Ni
Thermoelemente.
Ausstattung und technische Daten
Leistung ca. 1 W , Leerlaufdrehzahl ca. 800 U/min, Grundplatte (mm):
207 x 290, inkl. Spiritusbrenner.
04372-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
607

608
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Motor/Generator-Einheit
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit transparentem Stirlingmotor (04372.00) zur Umwandlung
von mechanischer in elektrische Energie und zum Betrieb
als Wärmepumpe oder Kältemaschine.
12 V-Gleichstrommotor mit zwei Schnurscheiben montiert auf Metallträger
mit Glühlampenfassung E10, Umschalter und zwei 4 mm-Buchsenpaaren.
Inklusive Treibriemen und Glühlampe (4V / 0,04 A)
04372-01
Drehmomentmesser
Funktion und Verwendung
Zur Leistungsbestimmung am transparenten Stirlingmotor (04372.00).
Federbelasteter Pronyscher Zaum mit Neigungsgewicht, einstellbarem
Reibmoment und Drehmomentenskale.
Messbereich 0,025 Nm
04372-02
Sensoreinheit pVn für Stirlingmotor
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit dem Stirlingmotor-Messgerät (04371.97) zur Erfassung
der Zustandsgrößen Druck und Volumen, sowie zur Drehzahlbestimmung
beim transparenten Stirlingmotor (04372-00).
Druckempfindlichkeit: 0,044 mV/hPa; Inkrementalgeber: 256 Imp/
Umdrehung
04371-00
excellence in science
Stirlingmotor-Messgerät pVnT
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit Stirlingmotor (04372-00) und Sensoreinheit
(04371-00) zur Bestimmung thermodynamischer Zustandsgrößen des
Stirlingkreisprozesses und zum Auslesen des p-V-Diagramms mit einem
Oszilloskop oder dem Messwerterfassungssystem Cobra3.
Ausstattung und technische Daten
Drei separate LED-Displays (h = 20 mm) zur gleichzeitigen Anzeige von
Drehzahl, Temperaturen und Temperaturdifferenzen; Drehzahlmessbereich
max. 1999 U/min; Temperatur T1 / ΔT -10..+500 °C; Temperatur
T2 -10...+190 °C; 2 Normeingangsbuchsen für NiCr-Ni Thermoelemente;
Diodenbuchse für Sensoreinheit; BNC-Ausgänge mit Analogsignalen
für Druck/Volumen; Druckbestimmung 5,0 mV/hPa; Volumenbestimmung
2,4 ml/V; Anschlussspannung 230 V; schlagfestes Kunststoffgehäuse
mit Tragegriff und Aufstellfuß; Maße (mm): 230 x 236 x
234.
04371-97
Zubehör für Sonnenmotorbetrieb
Funktion und Verwendung
Zum Betrieb des transparenten Stirlingmotors mit Sonnenenergie.
Ausstattung und technische Daten
Parabolspiegel, Ø 465 mm, Brennweite: 100 mm, kleines Schwungrad,
Speicherrad aus Metall, Ø 70 mm, Halter für Parabolspiegel und Sterlingmotor,
Montagewinkel mit Stiel, schwarzer Absorberring, Länge:
55 mm, Ø 34 mm.
Zubehör
Halogenleuchte, 1000 W (08125-93)
04372-03
Kamin für Stirlingmotor
Funktion und Verwendung
Zum Aufsetzen auf einen Spiritusbrenner zum gleichmäßigen Heizen
des Stirlingmotors bei längeren Messreihen.
04372-04

Peltier-Effekt: Wärmepumpe
Kann man beim Umwandeln von elektrischer Energie in Wärme
Energie hinzugewinnen?
Ein Becher mit Wasser steht auf der oberen Platte des Thermogenerators.
Durch Anlegen einer Spannung an den Thermogenerator
wird das Wasser erwärmt. Die verbrauchte elektrische Leistung
kann aus den Strom- und Spannungswerten am Generator
bestimmt werden. Die erzeugte Wärmeenergie aus der Temperatur
des Wasser, dem Volumen und der Wäremkapazität.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN
1 durchführen (13287-88).
P9517400
Thermogenerator für Schülerversuche
Funktion und Verwendung
Thermoelektrischer Generator und Peltier-Wärmepumpe zur Durchführung
von Schülerversuchen zur Energieumwandlung von Wärmeenergie
in elektrische Energie und zum Einsatz der Wärmepumpe zur
Ausnutzung von Erdwärme und Umgebungswärme.
Vorteile
Direkter Schutz des Thermoelementes vor Überhitzung durch fest
montierte Aluminiumplatten; Elektrische Anschluss Kabel mit 4-mm-
Steckern; Zusätzlicher Aluminiumblock zur Speicherung von Wärmeenergie;
Aluminiumblock mit Stiel zur Halterung in Stativmaterial;
kombinierbar mit anderen Geräten zum Thema erneuerbare Energie
Ausstattung und technische Daten
Peltier-Element: Stromstärke 1A; Spannung ca. 2 V; T_max = 125°C
Thermogenerator: Spannung >200mV bei ΔT=20°C; Leistung >20mW
(1 Ω), >10mW (5 Ω)
Kabellänge: 20cm; 4-mm-Stecker; Termogenerator (Peltier-Element)
zwischen Aluminium-Platten: L x B x H: 60 mm x 40 mm x 8 mm;
Klammer zum Fixieren des Thermogenerators auf dem Aluminiumblock;
Aluminiumblock mit Stiel (l = 55mm) und Bohrung für Thermometer:
LxBxH: 49 mm x 40 mm x20 mm.
05770-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Erzeugung von elektrischer Energie mit einem
Thermogenerator
Prinzip
Der Thermogenerator besteht aus einem Block mit vielen
Thermostaten. Diese sind elektrisch in Reihe und thermisch parallel
geschaltet, so dass sich ihre Thermospannungen addieren.
Mit Hilfe von Wasserbädern lassen sich die beiden Seiten des Thermogenerators
auf unterschiedliche Temperaturen bringen. Größe
und Vorzeichen der entstehenden Spannung werden gemessen und
es wird untersucht, unter welchen Bedingungen ein kleiner Motor
betrieben werden kann.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1,Mechanik, Akustik,
Wärme, regenerative Energie,Elektrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1431500
Thermogenerator, Peltierelement
Funktion und Verwendung
Zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie
und zum Betrieb als Wärmepumpe, sowie zur Demonstration des Seebeck-
und Peltiereffektes. 2 vernickelte Kupferwinkel mit Temperaturmessstellen
für Thermometer und Temperaturfühler sowie 4-mm-Anschlußbuchsen.
Dazwischen eingebettet ist ein Peltierelement mit 71 thermisch parallel
geschalteten Siliziumthermoelementen.
Vorteile
Standfeste Kupferwinkel; Temperaturmessungen direkt am Kupferwinkel
möglich durch Bohrungen für Thermometer oder Temperaturfühler;
einfache elektrische Anschlüsse über 4-mm-Buchsen
Technische Daten
Thermogenerator: 200 mV bei ΔT = 20°C, Leistung >20 mW (1 Ω),
> 10 mW ( 5 Ω)
Peltierelement: Stromstärke max. 6 A, Leistung 34,1 W, Tmax = 125°C
Anzahl der Thermoelemente 71; Innenwiderstand 2,8 Ω; Maße (mm)
40 x 75 x 140
04374-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
609

610
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
Cobra4 Display-Connect, Set aus Sender und
Empfänger für die Benutzung des Cobra4 Mobile-Link
mit digitalen Großanzeigen
Funktion und Verwendung
Gerätekombination aus einem Sender und einem Empfänger zur funkbasierten
Kommunikation zwischen einem Cobra4 Mobile-Link und bis
zu 2 digitalen Großanzeigen.
Das System arbeitet mit 5 umschaltbaren Sendekanälen bei einer Trägerfrequenz
von 433 MHz. Die Stromversorgung des Senders und Empfängers
erfolgt jeweils über die Geräte an denen diese angeschlossen
sind. Ein paralleles Aufzeichnen der Messreihe ist über die SD-Karte
des Mobile-Links möglich.
Cobra4 Display-Connect, Set aus Sender und Empfänger fürdie
Benutzung des Cobra4 Mobile-Link mit digitalen
12623-88
Digitale Großanzeige, RS232-Schnittstelle
07157-93
Cobra4 Mobile-Link
12620-00
Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics, Druck absolut 2 bar und 2
x Temperatur NiCr-Ni
12638-00
Tauchfühler, NiCr-Ni, Edelstahl, -50...400°C
13615-03
Analog-Demomultimeter ADM 2
Funktion und Verwendung
Netzfreies, elektronisches Analogmessinstrument mit Messverstärker
und mit 8 wählbaren Skalen für 66 Messbereiche für Strom-, Spannungs-
und Widerstandsmessungen
Mit rückseitiger Anzeige von Messbereich, Stromart und Einheit, Elektron.
Überlastschutz in allen Messbereichen bis 750 V (bis 16 kV in kV-
Messbereichen) und autom. Batterieabschaltung nach ca. 50 min
13820-00
excellence in science
Halbleiter-Thermogenerator
Prinzip
In einem Halbleiter-Thermogenerator werden die Leerlaufspannung
und der Kurzschlußstrom in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz
gemessen. Der Innenwiderstand, der Seebeck-
Koeffizient und der Wirkungsgrad werden bestimmt.
Aufgabe
1. Messung der Leerlaufspannung und des Kurzschlussstroms
bei verschiedenen Temperaturdifferenzen und Ermittlung des
Seebeck-Koeffizienten.
2. Messung von Strom und Spannung bei konstanter Temperatur,
aber mit verschiedenen Last-Widerständen und Bestimmung
des Innenwiderstand Ri.
3. Bestimmung des Wirkungsgrades aus der verbrauchten Wärme
und der erzeugten elektrischen Energie pro Zeiteinheit.
Lernziele
Seebeck-Effekt (thermoelektrischer Effekt), thermoelektrische
Kraft, Effizienz / Wirkungsgrad, Peltier-Koeffizient, Thomson-Koeffizient,
Seebeck-Koeffizient, direkte Energieumwandlung, Thomson
Gleichungen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5311200
Einhängethermostat Alpha A, bis 85°C, 230 Volt
Funktion und Verwendung
Zur Temperierung von Badflüssigkeiten, mit leistungsstarker Umwälzpumpe
und mit Schraubklemme zur Befestigung an Badgefäßen mit
einer Wandstärke bis zu 25 mm.
Einhängethermostat Alpha A, bis 85°C, 230 Volt
08493-93
Pumpenset für Thermostat Alpha A
08493-02
Bad für Thermostat, 6 l
08487-02

Peltier-Wärmepumpe
Prinzip
Die Kühl- und Heizleistung und der Wirkungsgrad einer Peltier-
Wärmepumpe werden unter verschiedenen Betriebsbedingungen
ermittelt.
Aufgaben
1. Bestimmung der Kälteleistung Pc der Pumpe in Abhängigkeit
von der Stromstärke und Berechnung des Wirkungsgrades hc
bei maximaler Leistung.
2. Bestimmung der Heizleistung Pw der Pumpe und deren Wirkungsgrad
hw bei konstantem Strom und konstanter Temperatur
auf der kalten Seite.
3. Bestimmung von Pw, ηw und Pc, ηc aus der Beziehung zwischen
Temperatur auf der warmen und kalten Seite und Zeit.
4. Untersuchung des Temperaturverhaltens, wenn die Pumpe
zur Kühlung eingesetzt wird bei luftgekühlter heißer Seite.
Lernziele
Peltier-Effekt, Wärmerohr / Heizrohr, thermoelektrische Kraft,
Peltier-Koeffizient, Kälteleistung, Heizleistung, Gütegrad,
Thomson-Koeffizient, Seebeck-Koeffizient, Thomson Gleichungen,
Wärmeleitung, Konvektion, Zwangsluftkühlung, Joule-Effekt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5311300
Experimentierwagen für Energieumwandlung
Funktion und Verwendung
Zur Demonstration der Wirkung der durch Energiedirektumwandlung
aus Licht- oder Wärmeenergie gewonnenen elektrischen Energie. Außerdem
kombinierbar mit anderen regenerativen Energiequellen und
Energiespeichern.
Ausstattung und technische Daten
Wagen mit Gleichstrommotor 2 V-; mit Polwendeschalter an den Stoßstangen
zum Richtungswechsel bei Berührung; mit Einspannvorrichtung
(10-mm Durchmesser); zwei 4-mm-Buchsen für Stromversorgung;
Max. Betriebsspannung: 2 V-; Geschwindigkeit bei 2 V: 5 cm / s
; Leergewicht: ca. 580 g; Nutzlast: 2,5 kg; Abmessungen (mm): 310 x
130 x 80
11061-21
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Thermogenerator, mit 2 Wasserbehältern
Funktion und Verwendung
Zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie
und zum Betrieb als Wärmepumpe, sowie zur Demonstration des Seebeck-
und Peltiereffektes.
Vorteile
Peltierelemente zwischen großen vernickelten Kupferblöcken (Wärmespeicher
mit guter Wärmeleitung) mit Temperaturmessstellen; Zusätzlich
Wasserbehälter (Wärmespeicher) an die Kupferblöcke anschraubbar;
Einfache elekrtische Verbindung durch 4-mm-Buchsen.
Ausstattung und technische Daten
Thermogenerator: Ausgangsspannung bei ΔT = 40K ca. 2V
Peltier-Wärmepumpe: Stromstärke max. 6 A
2 offene, anschraubbare Wasserbehälter; 2 Gummidichtungen; 2
Spannbacken; 4 Rändelschrauben; Anzahl der Thermoelemente: 142;
Dauerbetriebstemperatur: 100 °C; Innenwiderstand: 2,8 Ω; Abmessungen:
Generatorblock (mm): 24 x 80 x 126, Wasserbehälter (mm):
28 x 70 x 94; Masse: 2,9 kg.
Zubehör
Durchflusswärmetauscher (04366-01), Kühlkörper (04366-02).
Thermogenerator, mit 2 Wasserbehältern
04366-00
Durchflusswärmetauscher
04366-01
Kühlkörper
04366-02
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.2 Wärme
611

612
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.3 Photovoltaik
Spannung und Stromstärke bei der
Parallelschaltung von Solarzellen
Welchen Einfluss hat die Parallelschaltung von Solarzellen auf die
elektrischen Kenngrößen?
Strom und Spannung bei parallel geschalteten Solarzellen werden
gemessen und mit Werten für einzelne Zellen verglichen.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN1
durchführen (13287-88).
P9511400
TESS Applied Sciences Sets Erneuerbare Energie
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1
13287-88
TESS Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD
13287-77
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN2
13288-88
Solarzelle, 21 mm × 62 mm, mit Steckern
Funktion und Verwendung
Polykristalline Silizium-Zelle zur Umwandlung von Licht in elektrische
Energie.
Mit Oberflächenschutz; auf Metallträger; mit fester Anschlussleitung
mit 4-mm-Steckern; Maße (mm): 21 x 62
Solarzelle, 21 mm × 62 mm, mit Steckern
06752-13
Halter für Solarzelle 21 mm × 62 mm
06752-14
excellence in science
Speichern der elektrischen Energie einer Solarzelle
mit einem Kondensator
Wie kann Solarenergie gespeichert werden ohne einen Akkumulator
zu verwenden?
Die Möglichkeit der Speicherung der aus Solarenergie erzeugten
elektrischen Energie mit Kondensatoren wird untersucht.
Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9512100
Kondensator (Gold Cap), 1F, SB
Funktion und Verwendung
Schüler-Baustein mit Doppelschicht-Kondensator (Gold Cap) zur Speicherung
elektrischer Energie aus erneuerbarer Energie.
max. Betriebsspannung 5,5V; Kapazität 0,8 - 1,8F; max. Stromstärke
2A, kurzzeitig 5A; inkl. Verpolungsschutz
05650-10
Solarbatterie aus 4 Zellen mit Steckern
Funktion und Verwendung
Solarbatterie aus 4 in Reihe geschalteten polykristallinen Solarzellen
zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und zur Versorgung
von Geräten mit einer Gleichspannung von ca. 2V.
Mit Kunststoff beschichtete Metallplatte; Größe der Einzelzellen: 50
mm x 50 mm; 30-cm-Anschlusskabel mit 4-mm-Steckern; Spannung:
ca. 2V-; Stromstärke: max. 700 mA; Fläche: 130 mm x 115 mm.
06752-20

Pumpen von Wasser mit Solarenergie
Kann Solarenergie benutzt werden um Pumpspeicherwerke „aufzuladen“?
In diesem Versuch wird eine Wasserpumpe durch eine Solarbatterie
mit elektrischer Energie versorgt. Es wird untersucht, wie sich die
Lichtintensität auf die Pumpleistung auswirkt.
Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9518100
Wasserpumpe / Generator
Funktion und Verwendung
Für Versuche zum Prinzip und Arbeitsweise von Wasserkraftwerken.
1,5 - 2,5V; 13l/h; Wassersäule: 10 cm bei 2,5 V; Maße (mm): 90 x 35;
erforderliches Zubehör: Klemmhalter (05764-00).
Wasserpumpe / Generator
05753-00
Klemmhalter, Ø 16 mm, mit Stiel
05764-00
Halter für Halogenlampe mit Reflektor
Funktion und Verwendung
Eignet sich in Verbindung mit der Halogenlampe mit Reflektor
(05780-00), als Ersatz-Sonne für Schülerversuche zur Solarenergie
bzw. zur erneuerbaren Energie.
Hitzeschutz durch vollständig umschlossene Lampe und Lüftungslöcher.
Mit Kabel und 4-mm-Steckern.
Halter für Halogenlampe mit Reflektor
05781-00
Halogenlampe mit Reflektor, 12V / 20 W
05780-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Solar-Wasserstoff-Anlage
Lässt sich Solarenergie in Form von Wasserstoff speichern und damit
unabhängig von Tageszeit und Wetter zur Erzeugung von elektrischer
Energie nutzen?
Modell einer Solar-Wasserstoff-Anlage. Der Motor könnte auch direkt
durch die Solarbatterie versorgt werden. Allerdings bietet eine
solche Anlage die Möglichkeit, Solarenergie zunächst durch Umwandlung
in Wasserstoff zu speichern und später mit Hilfe einer
Brennstoffzelle in Form von elektrischer Energie zu nutzen.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9516300
Motor 5V, SB
Funktion und Verwendung
Schülerbausteine mit Motor und großer Indikatorscheibe zur Durchführung
von Experimenten zur Energieumwandlung.
Betriebsspannung: 0,3 - 5,9 V; Anlaufstromstärke: >25 mA; Aufgedruckte
Polarität; Vergoldete seitliche Kontakte
05660-00
Cobra4 Sensor-Unit Energy
Funktion und Verwendung
Zur Messung und direkten Anzeige von Messgrößen zur elektrischen
Leistung und Energie im Gleich- und Wechselstromkreis, insbesondere
bei Versuchen zur Erneuerbaren Energie.
12656-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.3 Photovoltaik
613

614
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.3 Photovoltaik
Das PEM-Solar-Wasserstoff-Modell
Prinzip
Elektrische Energie von Solarzellen versorgt einen Elektrolyseur. Die
vom PEM-Elektrolyseur erzeugten Gase Wasserstoff und Sauerstoff
werden direkt in die PEM-Brennstoffzelle geleitet. Die erzeugte
elektrische Energie versorgt einen kleinen Motor. Zur Beleuchtung
der Solarzellen kann eine 120-W-Lampe oder Sonnenlicht eingesetzt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel
(ET)
01005-01 Deutsch
P1397600
Solarzelle, 2,5 cm x 5 cm, DB
Funktion und Verwendung
Zur Umwandlung von Solar- in elektrische Energie.
Polykrist. Silizium-Zelle mit Oberflächenschutz; Maße (mm): 25 x 50.
09470-00
Motor, 2 V DC
Funktion und Verwendung
Zur Demonstration der erzeugten elektrischen Energie aus Solarbatterie,
Thermorgenerator, Brennstoffzelle o.ä.
wenige mA Anlaufstrom; Kunststoffgehäuse mit 10-mm-Stiel; zwei
4-mm-Buchsen im Gehäuse
Motor, 2 V DC
11031-00
Sektorscheibe für 2 V-Motor
11031-01
excellence in science
Kennlinien einer Solarzelle
Prinzip
Die Strom-Spannungs-Charakteristik und die Temperaturabhängigkeit
von Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom einer Solarzelle
wird für verschiedene Lichtintensitäten bestimmt.
Aufgaben
1. Bestimmung der Lichtintensität mit dem Thermoelement in
verschiedenen Entfernungen zur Lichtquelle.
2. Messung des Kurzschlussstroms und Leerlaufspannung in verschiedenen
Entfernungen zur Lichtquelle.
3. Schätzung der Abhängigkeit der Leerlaufspannung und des
Kurzschlussstrom von der Temperatur.
4. Aufzeichnung der Strom-Spannungs-Kennlinie bei verschiedenen
Lichtintensitäten.
5. Aufzeichnung der Strom-Spannungs-Kennlinie unter verschiedenen
Betriebsbedingungen: Kühlung der Geräte mit einem
Gebläse, keine Kühlung, Durchscheinen des Lichts durch
eine Glasplatte.
6. Bestimmung der Kennlinie bei Beleuchtung durch Sonnenlicht.
Lernziele
Halbleiter, P-n-Übergang, Energie-Band-Diagramm, Fermi-Energie,
Diffusionspotenzial, Innenwiderstand, Effizienz, Fotoleitender
Effekt, Akzeptor, Donatoren, Valenzband, Leitungsband.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5320101
Lampenfassung E27 mit Reflektorschirm, Schalter,
Eurostecker , Mini Reflektor 200 mm und Halter
Funktion und Verwendung
Zusammen mit Leuchtmittel einsetzbar als "Sonnenersatz".
Leistungsaufnahme max. 250 W; Lieferung ohne Leuchtmittel.
Lampenfassung E27 mit Reflektorschirm, Schalter, Eurostecker,
Mini-Reflektor 200 mm und Halter
06751-01
Glühlampe 230 V/120 W, mit Reflektor
06759-93

Solarzelle, 5 x 10 cm
Funktion und Verwendung
Zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie. Zur Untersuchung
der Eigenschaften einer einzelnen Solarzelle.
Ausstattung und technische Daten
Polykristalline Siliziumzelle; Auf Kunststoffplatte mit Haltestiel;
Schutzscheibe (Leistungsschwächung 11 %); 4-mm-Anschlussbuchsen;
Hitzebeständig bis 100 °C; Maße (mm): 110 x 115; Einzelzelle, Maße
(mm): 50 x 100;
U0: 0,6 V; Inenn: 1,1 A;; Kurzschlussstrom Ik: ≤ 1,32 A; Wirkungsgrad:
ca. 9 %; Temperaturkoeffizient von U0: -2,1 mV / K; Temperaturkoeffizient
von Ik: +0,01% / K; Wellenlänge der max. Empfindlichkeit: 0,48
... 1,0 µm.
06752-05
Solarbatterie, 4-Zellen, 2,5 x 2,5 cm
Funktion und Verwendung
Zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie. Zur
Untersuchung der Eigenschaften einer Solarbatterie.
Ausstattung und technische Daten
Polykristalline Siliziumzellen; Auf Kunststoffplatte mit Haltestiel;
Schutzscheibe (Leistungsschwächung 11%); 4-mm Buchsen; Hitzebeständig
bis 100°C; Maße (mm): 110 x 115; 4 Zellen in Reihe geschaltet;
Zellenmaße (mm): 25 x 50; U0: 2,4 V; Inenn: 0,26 A; Kurzschlussstrom
Ik: ≤ 0,32 A; Wirkungsgrad: ca. 9 %; Temperaturkoeffizient von U0:
-8,4 mV / K; Temperaturkoeffizient von Ik: +0,01% / K; Wellenlänge
der max. Empfindlichkeit: 0,48...1,0 µm
06752-04
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Solarbatterie, 8 Zellen, schaltbar
Funktion und Verwendung
Zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie. Für
verschiedene Anwendungsmöglichkeiten geeignet, da Ausgangsspannung
und Stromstärke wählbar durch entsprechende Schaltung von
Einzelzellen.
Ausstattung und technische Daten
Polykristalline Siliziumzelle; Auf Kunststoffplatte mit Haltestiel;
Schutzscheibe (Leistungsschwächung 11%); 4-mm Buchsen ; Hitzebeständig
bis 100°C; Maße (mm): 110 x 115 ; 8 Zellen, schaltbar; Zellenmaße
(cm): 1,25 x 5; U0: 4,8 V; Inenn: 0,13 A; Kurzschlussstrom Ik: ≤
0,16 A; Wirkungsgrad: ca. 9 %; Temperaturkoeffizient von U0: -16,8
mV / K; Temperaturkoeffizient von Ik: +0,01% / K; Wellenlänge der
max. Empfindlichkeit: 0,48...1,0 µm; Rückseitig je Zelle zwei 2-mm-
Buchsen; Kurzschlussstecker, 2mm, 4 Stück
06752-03
Experimentierwagen für Energieumwandlung
Funktion und Verwendung
Zur Demonstration der Wirkung der durch Energiedirektumwandlung
aus Licht- oder Wärmeenergie gewonnenen elektrischen Energie. Außerdem
kombinierbar mit anderen regenerativen Energiequellen und
Energiespeichern.
Ausstattung und technische Daten
Wagen mit Gleichstrommotor 2 V-; mit Polwendeschalter an den Stoßstangen
zum Richtungswechsel bei Berührung; mit Einspannvorrichtung
(10-mm Durchmesser); zwei 4-mm-Buchsen für Stromversorgung;
Max. Betriebsspannung: 2 V-; Geschwindigkeit bei 2 V: 5 cm / s
; Leergewicht: ca. 580 g; Nutzlast: 2,5 kg; Abmessungen (mm): 310 x
130 x 80
11061-21
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.3 Photovoltaik
615

616
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
Brennstoffzelle - Wasserstofftechnologie
Die Speicherung von Energie in Form von Wasserstoff und die Erzeugung elektrischer Energie mithilfe von Brennstoffzellen ist eine der vielversprechendsten
Technologien, um zum einen wechselnde Wetter- und Lichtverhältnisse an schwankenden Strombedarf anzupassen und
zum anderen fossile Brennstoffe beispielsweise beim Antrieb von Fahrzeugen zu ersetzen.
Das Kapitel ist folgendermaßen strukturiert: Beispielexperimente zu den Sets TESS Erneuerbare Energie EN1 und EN2, Beispielexperimente
für Demonstration und Praktikum, jeweils ergänzt mit den grundlegenden Geräten, weitere Experimentier-Sets, Demonstrationsmodelle und
ergänzendes Zubehör.
Wind-Wasserstoff-Anlage
Lässt sich Windenergie auch in Form von Wasserstoff speichern und
damit auch bei Windstille elektrische Energie aus Windenergie erzeugen?
Die Wind-Wasserstofftechnologie ist eine sehr vielversprechende
Möglichkeit zur wetterunabhängigen Nutzung von Windenergie.
Diese wird direkt genutzt oder kann mit Hilfe eines Elektrolyseurs
in Form von Wasserstoff gespeichert werden. Mit Hilfe einer Luftatmenden
Brennstoffzelle wird bei Bedarf aus Wasserstoff und dem
Sauerstoff der Luft wieder elektrische Energie gewonnen.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9516400
Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter
Funktion und Verwendung
Generator mit Gewindeachse und Rändelmutter zur Umwandlung von
Rotationsenergie in elektrische Energie. Durch Befestigen von Rotoren
auf der Achse wird ein Windradmodell aufgebaut, mit dem qualitative
und quantitative Schüler- und Demonstrationsexperimente durchgeführt
werden können.
Passend zum Gebläse (05750-00), Generatorspannung max.: 5.9 V,
Leistung: >120mW.
Mithilfe der Muffe auf Haftmagnet (92151-01) oder auf Träger
(02164-00) ist das Gebläse zu Demonstrationsexperimenten an der
Demo-Tafel Physik (02150-00) einsetzbar.
Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter
05751-01
Rotor, 2 Stück
05752-01
excellence in science
Gebläse, 12 V
Funktion und Verwendung
Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms mit unterschiedlicher Stärke
für Schüler- und Demonstrations-Experimente zur Windenergie.
Max. Betriebsspannung: 12 V; max. Luftstrom: 204 m 3 /h; Anschluss
über 4-mm-Buchsen.
Mithilfe der Muffe auf Haftmagnet (92151-01) oder auf Träger
(02164-00) ist das Gebläse an der Demo-Tafel Physik (02150-00) einsetzbar.
05750-00
Motor 5V, SB
Funktion und Verwendung
Schülerbausteine mit Motor und großer Indikatorscheibe zur Durchführung
von Experimenten zur Energieumwandlung.
Betriebsspannung: 0,3 - 5,9 V; Anlaufstromstärke: 25 mA
05660-00
PEM Elektrolyseur, SB
Funktion und Verwendung
PEM-Elektrolyseur mit Luftoption auf Schüler-Baustein. Zur Durchführung
von Experimenten zum Thema Wasserstofftechnologie.
05662-00

Solar-Wasserstoff-Anlage
Lässt sich Solarenergie in Form von Wasserstoff speichern und damit
unabhängig von Tageszeit und Wetter zur Erzeugung von elektrischer
Energie nutzen?
Modell einer Solar-Wasserstoff-Anlage. Der Motor könnte zwar
auch direkt durch die Solarbatterie versorgt werden. Allerdings
bietet eine solche Anlage die Möglichkeit, Solarenergie zunächst
durch Umwandlung in Wasserstoff zu speichern und später mit Hilfe
einer Brennstoffzelle in Form von elektrischer Energie zu nutzen,
wenn sie benötigt wird.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Sets Erneuerbare Energie EN
1 und EN 2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9516300
Solarbatterie aus 4 Zellen mit Steckern
Funktion und Verwendung
Solarbatterie aus 4 in Reihe geschalteten Solarzellen zur Umwandlung
von Solarenergie in elektrische Energie und zur Versorgung von Geräten
mit einer Gleichspannung von ca. 2V .
Spannung: ca. 2V-; Stromstärke: max. 700 mA; 30-cm-Anschlusskabel
mit 4-mm-Steckern; Fläche: 130 mm x 115 mm
06752-20
Gasspeicher, SB, inkl. Klemmen und Schläuche
Funktion und Verwendung
Gasspeicher für 30 cm 3 Wasserstoff oder Sauerstoff auf Schüler-Baustein.
Zur Durchführung von Experimenten zum Thema Wasserstofftechnologie.
05663-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Strom-Spannungs-Kennlinie einer luftatmenden
Brennstoffzelle
Funktioniert eine Brennstoffzelle auch, wenn kein Sauerstoff zugeführt
wird?
In diesem Versuch wird die Strom-Spannungs-Kennlinie der
luftatmenden Brennstoffzelle untersucht. Der Versuch ist damit ein
Modell der Nutzung von Brennstoffzellen bei alternativen KfZ-Antrieben
oder Stromversorgungen.
Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88)
P9517000
PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, SB
Funktion und Verwendung
PEM-Brennstoffzelle mit Luftoption auf Schüler-Baustein. Zur Durchführung
von Experimenten zum Thema Wasserstofftechnologie.
05661-00
Cobra4 Sensor-Unit Energy, Strom, Spannung, Arbeit,
Leistung
Funktion und Verwendung
Zur Messung und direkten Anzeige von Messgrößen zur elektrischen
Leistung und Energie im Gleich- und Wechselstromkreis, insbesondere
bei Versuchen zur Erneuerbaren Energie.
Cobra4 Sensor-Unit Energy
12656-00
Cobra4 Mobile-Link
12620-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
617

618
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
Set PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, SB
Funktion und Verwendung
Set aus Schülerbausteinen der Gerätesets TESS Erneuerbare Energie
zum Aubau von Versuchen mit der Brennstoffzelle. Der Versuch "Erzeugung
elektrischer Energie" zeigt den grundlegenden Aufbau zum Set.
Vorteile
Für viele qualitative und quantiative Experimente zur Wasserstofftechnologie
ist stets die Brennstoffzelle die Quelle für die elektrische
Nutzenergie. Das Set enthält alle wichtigen Komponenten um diese
Technologie in vorhandene Schaltkreise einzubauen, ohne weitere
Bausteine zu benötigen.
Der Motor als "Verbraucher", Anschlusskabel, Multimeter und Netzteil
gehören nicht zum Lieferumfang.
05661-88
PEM Elektrolyseur, SB
Funktion und Verwendung
Schüler-Baustein mit PEM-Elektrolyseur für die Erzeugung von Wasserstoff
und Sauerstoff. Zur Durchführung von Schüler-Experimenten zum
Thema Wasserstoff-Technologie, z.B. Solar-Wasserstoff oder Wind-
Wasserstoff-Technologie.
Vorteile
Einfache, übersichtliche elektrische Anschlüsse; Umfassendes Experimentieren
zum Thema erneuerbare Energie zusammen mit der Brennstoffzelle
(05661-00) und Gasspeichern (05663-00); 100% sichere
elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine und
vergoldete Kontakte; Elektrische Bauteile von der Unterseite erkennbar;
Verpolungsschutz durch Diode.
Ausstattung und technische Daten
Wasserstoff-Produktion: 5 cm 3 / min; Sauerstoff-Produktion: 2,5 cm 3
/ min; Leistung: 1,16 W; H x B x T: 50 mm x 40 mm x 57 mm; aufgedruckte
Polarität; seitliche Goldkontakte.
Zubehör
PEM Gasspeicher, SB (05663-00), PEM Brennstoffzelle mit Luftoption,
SB (05661-00).
05662-00
excellence in science
PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, SB
Funktion und Verwendung
Schüler-Baustein mit PEM-Brennstoffzelle, die sowohl für den Betrieb
mit reinem Sauerstoff (H2/O2 Betrieb) als auch mit Luft (H2/Luft)
Betrieb geeignet ist. Zur Durchführung von Schüler-Experimenten zum
Thema Wasserstoff-Technologie, zur Umwandlung von Wasserstoff in
elektrische Energie und zur Nutzung dieser Energie.
Vorteile
Einfache, übersichtliche elektrische Anschlüsse, umfassendes Experimentieren
zum Thema Erneuerbare Energie zusammen mit dem
Elektrolyseur (05662-00) und Gasspeichern (05663-00), Betrieb der
Brennstoffzelle auch mit Luft zur Darstellungen realistischer Anwendungen
der Wasserstoff-Technologie, wie z. B. Autos oder Netzgeräte;
100% sichere elektrische Verbindung durch die Verzahnung der Bausteine
und vergoldete Kontakte; Elektrische Bauteile von der Unterseite
erkennbar.
Ausstattung und technische Daten
Brennstoffzelle H2/O2: 500mW; Brennstoffzelle H2/Luft: 150 mW; H x B
x T: 50 mm x 40 mm x 50 mm; aufgedruckte Polarität; seitliche Goldkontakte.
Zubehör
Gasspeicher, SB (05663-00), PEM Elektrolyseur, SB (05662-00).
05661-00
Gasspeicher, SB, inkl. Klemmen und Schläuche
Funktion und Verwendung
Schüler-Baustein mit Gasspeicher für 30 cm 3 Wasserstoff oder Sauerstoff.
Zur Durchführung von Experimenten zur Wasserstoff-Technologie,
z. B. Solar-Wasserstoff- und Wind-Wasserstoff-Technologie.
Vorteile
Umfassendes Experimentieren zum Thema erneuerbare Energie zusammen
mit dem PEM Elektrolyseur (05662-00) und der PEM Brennstoffzelle
(05661-00).
Ausstattung und Technische Daten
Volumen: 30cm 3 ; H x B x T: 90 mm x 55 mm x 40 mm.
Zubehör
PEM Elektrolyseur, SB (05662-00); PEM Brennstoffzelle mit Luftoption,
SB (05661-00).
05663-00

Set für PEM Brennstoffzellen, DB
Funktion und Verwendung
Set aus Demo-Bausteinen des Elektrik/Elektronik-Bausteinsystems sowie
PEM-Brennstoffzellen (Doppel bzw. Vierfach), PEM-Doppel-Elektrolyseur
und Gasspeichern zum Aubau von Versuchen mit der Brennstoffzelle.
Vorteile
Der Aufbau von Brennstofzelle und Elektrolyseur auf den Demo-Bausteinen
des Elektrik/Elektronik-Systems ermöglicht einen demonstrativen,
übersichtlichen Aufbau an der Tafel. Die Leistung der Brennstoffzelle
ist geeignet, um auch größerer Verbraucher zu betreiben,
zum Beispiel den Motor, 12V, DB (09475-00). Die Sets lassen sich in
beliebige Schaltkreise einbauen, ohne weitere Bausteine zu benötigen.
Die Glühlampe als "Verbraucher" gehört nicht zum Lieferumfang.
Set für Doppel PEM Brennstoffzelle, DB
09486-88
Set für Vierfach PEM Brennstoffze, DB
09487-88
Doppel PEM Elektrolyseur, DB
Funktion und Verwendung
Doppel-PEM-Elektrolyseur auf Baustein des Demo-Elektrik/Elektronik-
Systems, zur Versorgung der Doppel- und Vierfach-Brennstoffzellen
des Baustein-Systems. Der Elektrolyseur besteht aus zwei in Reihe geschalteten
Einzelzellen und produziert daher doppelt so viel Wasserstoff
und Sauerstoff wie eine Einzelzelle.
Vorteile
Elektrolyseur mit hoher Gasproduktion, zur Versorgung entsprechende
Doppel- und Vierfach-Brennstoffzellen; Baustein mit aufgedruckter
Polarität und großer rückseitiger Magnetplatte
Ausstattung und technische Daten
Gasproduktion H2: 10 cm 3 / min; Gasproduktion O2: 5 cm 3 / min; Leistung:
2,33 W; H x B x T: 56 mm x 42 mm x 57 mm; aufgedruckte Polarität;
seitliche Goldkontakte.
Zubehör
Brennstoffzellen, DB (09486-00, 09487-00), Gasspeicher (09489-00).
09488-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Doppel PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, DB
Funktion und Verwendung
Doppel-PEM-Brennstoffzelle auf Baustein des Demo-Elektrik/
Elektronik-Systems, zur Versorgung von kleinen Glühlämpchen und
Motoren mit elektrischer Energie. Die Brennstoffzelle kann sowohl mit
reinem Sauerstoff (H2 / O2 - Betrieb) als auch mit Luft (H2 / Luft - Betrieb)
arbeiten.
Vorteile
Betrieb der Brennstoffzelle auch mit Luft zur Darstellung realistischer
Anwendungen der Wasserstoff-Technologie, wie z.B. Autos oder Netzgeräte.
Ausstattung und technische Daten
Brennstoffzelle H2/O2: 1 W, Brennstoffzelle H2/Luft: 300 mW, H x B x T:
56 mm x 42 mm x 50 mm, aufgedruckte Polarität, seitliche Goldkontakte.
Zubehör
Elektrolyseur, DB (09488-00), Gasspeicher (09889-00).
09486-00
Vierfach PEM Brennstoffzelle mit Luftoption, DB
Funktion und Verwendung
Vierfach-PEM-Brennstoffzelle auf Baustein des Demo-Elektrik/
Elektronik-Systems. Diese Brennstoffzelle besteht aus vier elektrisch
in Reihe geschalteten Einzelzellen und ist daher eine leistungsstarke
Energiequelle für Glühlämpchen und Motoren bis ca. 3,5 V. Die
Brennstoffzelle kann sowohl mit reinem Sauerstoff (H2 / O2 - Betrieb)
als auch mit Luft (H2 / Luft - Betrieb) arbeiten.
Vorteile
Leistungsstarke Energiequelle für Glühlämpchen und Motoren, Betrieb
der Brennstoffzelle auch mit Luft zur Darstellung realistischer Anwendungen
der Wasserstoff-Technologie, wie z. B. Autos oder Netzgeräte.
Ausstattung und technische Daten
Brennstoffzelle H2/O2: 2 W, Brennstoffzelle H2/Luft: 600 mW, H x B x T:
65 mm x 48 mm x 60 mm.
Zubehör
Elektrolyseur, DB (09488-00), Gasspeicher, DB (09489-00).
09487-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
619

620
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
Gasspeicher auf Magnetplatte, DB, inkl. Klemmen und
Schläuche
Funktion und Verwendung
Gasspeicher für 30 cm 3 H2 oder O2 auf Magnetplatte. Für Experimente
im Bereich der Wasserstofftechnologie.
Mit Metallwinkel und Baustein mit Magnetplatte vertikaler Aufbau an
der Tafel möglich.
Ausstattung und technische Daten
Volumen: 30 cm 3 ; H x B x T: 90 mm x 55 mm x 40 mm; inkl. 1 m
Schlauch und Klemme.
09489-00
Baustein mit Magnetplatte, DB
Funktion und Verwendung
Baustein des Demo-Elektrik/Elektronik-Systems mit großer Magnetplatte
zur sicheren Halterung von Geräten wie Gasspeicher (09489-00)
z.B. mit dem Metallwinkel (09491-00) an der Hafttafel.
Ausstattung und technische Daten
Größe der Magnetplatte: L x B: 62 mm x 62 mm
Zubehör
Metallwinkel (09491-00); Gasspeicher 30 cm 3 (09489-00)
09490-00
Metallwinkel für Baustein mit Magnetplatte
Funktion und Verwendung
Zum senkrechten Aufbau von magnetisch haftenden kleinen Geräten
und Gefäßen in Versuchen mit dem Demo-Elektrik / Elektronik-Bausteinsystem.
Zubehör
Baustein mit Magnetplatte, DB (09490-00)
09491-00
excellence in science
Motor 12 V, DB
Funktion und Verwendung
Für Demonstrationsversuche zur Elektrik. Zum Antrieb des Motormodells
(07850-20), als Generator oder für Experimente zur Umwandlung
elektrischer Energie in mechanische Energie und umgekehrt.
Betriebsspannung: 2...12 V.
09475-00
Lampenfassung E10, DB
09404-00
Demo Physik Hafttafel mit Gestell
02150-00

Elektrische Energie aus Wasserstoff mit einer PEM-
Brennstoffzelle
Demonstration der Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff mit
einem PEM-Elektrolyseur und daraus mithilfe einer PEM-Brennstoffzelle
elektrische Energie. Für technische Anwendungen werden
einzelne Zellen zu größeren Stapeln zusammengeschaltet, um
höhere Leistungen zu erreichen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik,
Akustik, Wärme, regenerative Energie,Elektrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1430200
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik,
Akustik , Wärme, Erneuerbare Energie, Elektrik, Optik
01500-01
Motor, 2 V DC
Funktion und Verwendung
Zur Demonstration der gewonnenen elektrischen Energie aus Solarbatterie,
Thermogenerator, Brennstoffzelle oder galvanischen Elementen.
Ausstattung und technische Daten
Hochwertiger Gleichstrommotor, 2 V-, Anlaufstrom: wenige mA; Feldmagnete
permanent; Kunststoffgehäuse mit 10-mm-Stiel zur Halterung
in Stativmaterial; elektrische Anschluss über zwei im Gehäuse integrierte
4-mm-Buchsen; Scheibe mit Markierungspunkt, Durchmesser:
20 mm
Motor, 2 V DC
11031-00
Sektorscheibe für 2 V-Motor
11031-01
Muffe auf Haftmagnet
02151-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
PEM Elektrolyseur zur Erzeugung und Speicherung von
Wasserstoff und Sauerstoff
Funktion und Verwendung
Elektrolyseur mit Protonenaustauschmembran (PEM) zur Wasserstoffund
Sauerstofferzeugung. Auf Grundplatte mit Gas- und Wasserspeicher.
Ausstattung und technische Daten
Leistung 1 W.; Grundplatte: 200 mm x 120 mm, Kunststoff mit Gummifüßen;
Höhe: 90 mm.
06767-00
PEM-Brennstoffzelle mit Luftoption, junior
Funktion und Verwendung
Brennstoffzelle mit Protonenaustauschmembran (PEM) für Betrieb mit
Wasserstoffund Sauerstoff bzw. Luft . Auf Grundplatte.
Vorteile
Stabiler Aufbau auf der Grundplatte; Höhere Leistung als reversible
Brennstoffzellen; Demonstrativer Aufbau an der Tafel durch magn.
haftende Stellfläche möglich
Ausstattung und technische Daten
Leistung (H2 /O2): 500 mW, (H2/Luft): 150 mW; Grundplatte 120 mm
x 90 mm, Kunststoff, mit Gummifüßen; Brennstoffzelle H x B x T: 50
mm x 40 mm x 50 mm; Elektrische Anschlüsse 2-mm-Buchsen
06773-00
Netzgerät, universal
Funktion und Verwendung
Vielseitiges, leistungsstarkes Netzgerät für Gleich- und Wechselspannung.
Auch als Konstantstromquelle einsetzbar.
Gleichspannung 0...18 V; Strombegrenzung 0...5 A; Welligkeit: < 5 mV;
dauerkurzschlussfest, fremdspannungssicher; Wechselspannung: Stufentrafo
2...15 V
13500-93
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
621

622
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
PEM-Brennstoffzelle
Im hier gezeigten Demonstrationsaufbau wird Wasserstoff in klassischer
Weise in einem Gasentwickler durch die Reaktion von Salzsäure
mit Zink erzeugt und zum Reinigen durch destilliertes Wasser
geleitet. In der PEM-Brennstoffzelle wird er dann mit Sauerstoff
(aus der Luft) direkt zu Wasser und elektrischer Energie umgesetzt.
Mit dieser von der Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Energie
wird ein kleiner Motor angetrieben. Der Vorteil des hier gezeigten
Aufbaus ist, dass zur Erzeugung des Wasserstoffs keine externe
Stromversorgung (Elektrolyse) oder ein Druckgasbehälter benötigt
wird. Man kann jederzeit ohne viel Aufwand gerade soviel Wasserstoff
produzieren, wie benötigt wird.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Chemie Handbuch Komplettversuche (CET)
01855-01 Deutsch
P1312000
Demo advanced Chemie Handbuch Komplettversuche
(CET)
Das Handbuch umfasst 29 Versuche aus unterschiedlichen Themenbereichen
für das Gerätesystem Komplettversuche.
Themenfelder: Chemie; Biotechnologie
DIN A4, Ringordner, s/w, 168 Seiten
01855-01
excellence in science
PEM-Brennstoffzelle-Kit, zerlegbar
Funktion und Verwendung
PEM-Brennstoffzelle mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung
von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff.
Ausstattung und technische Daten
Zur Demonstration des Aufbaus ist die Zelle in ihre Einzelkomponenten
zerlegbar; Elektrodenfläche: 16 cm²; Leistung: 0,6 W; Leerlaufspannung:
0,9 V, Maße (mm): 80 x 80 x 24; 4-mm-Anschlussbuchsen;
inkl. Werkzeug.
06746-00
Platte für Komplettversuche
Funktion und Verwendung
Zum Aufbau von Demonstrationsexperimenten in der Vertikalen aus
dem Bereich der Chemie und Biotechnologie. Die Geräte für die Aufbauten
werden mit Hilfe von dafür vorgesehenen Haltern auf der Platte
befestigt.
Ausstattung und technische Daten
Aufhängung im Rahmen hochkant oder quer; Material: Stahlblech,
blau, pulverlackiert für hohe Schlagfestigkeit und gute Chemikalienbeständigkeit;
Maße: 65 x 48,8 x 2,5 cm.
Platte für Komplettversuche
45510-00
Rahmen für Komplettversuche
45500-00
Rückwand für Komplettversuche
45501-00

Das PEM-Solar-Wasserstoff-Modell
Elektrische Energie von Solarzellen versorgt einen Elektrolyseur. Die
vom PEM-Elektrolyseur erzeugten Gase Wasserstoff und Sauerstoff
werden direkt in die PEM-Brennstoffzelle geleitet, die einen kleinen
Motor versorgt. Zur Beleuchtung der Solarzellen kann eine
120-W-Lampe oder Sonnenlicht eingesetzt werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik auf der Tafel
(ET)
01005-01 Deutsch
P1397600
Demo advanced Physik Handbuch Elektrik/Elektronik
auf der Tafel (ET)
96 Versuchsbeschreibungen aus allen Bereichen der Elektrizitätslehre
mit magnetisch haftenden Bausteinen für die Hafttafel.
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 202 Seiten
01005-01
Experimentierwagen für Energieumwandlung
Zur Demonstration der Wirkung der durch Umwandlung aus Solarenergie,
Wärme und Wind erzeugten elektrischen Energie. Außerdem kombinierbar
mit anderen regenerativen Energiequellen/-speichern. Mit
Polwendeschaltern an den Stoßstangen zur Richtungsumkehr.
Nutzlast 2,5 kg, Abmessungen (mm) 310 x 130 x 80, ohne Thermogenerator
11061-21
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Kennlinie und Wirkungsgrad von PEM-
Brennstoffzelle und PEM-Elektrolyseur
Prinzip
Die elektrischen Eigenschaften von Elektrolyseur und Brennstoffzelle
werden untersucht, indem die Strom-Spannungs-Kennlinie
mit Hilfe verschiedener Lastwiderstände aufgenommen wird. Um
den Wirkungsgrad zu bestimmen, speichert man Wasserstoff und
Sauerstoff in kleinen Gastanks und misst das entstandene bzw.
verbrauchte Volumen.
Aufgaben
1. Aufnahme der Kennlinie des PEM-Elektrolyseur.
2. Aufnahme der Kennlinie der PEM-Brennstoffzelle.
3. Ermittlung des Wirkungsgrades des PEM-Elektrolyseurs.
4. Ermittlung des Wirkungsgrades der PEM-Brennstoffzelle.
Lernziel
Elektrolyse, Elektroden Polarisation, Zersetzungsspannung, Galvanische
Elemente, Faraday-Gesetz.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5330100
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences): Angewandte
Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare Energie, Geowissenschaften,
Materialwissenschaften, Agrarwissenschaften, Lebensmittelchemie,
Ökologie, Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
623

624
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
PEM-Brennstoffzelle
Funktion und Verwendung
PEM-Brennstoffzelle mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung
von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff (oder Luft).
Ausstattung und technische Daten
Brennstoffzelle montiert auf Grundplatte mit 4-mm-Anschlussbuchen,
Elektrodenfläche 16 cm², Leistung: 1,2 W, Leerlaufspannung:
0,9 V, Grundplatte: 200 mm x 130 mm.
06747-00
PEM-Elektrolyseur
Funktion und Verwendung
PEM-Elektrolyseur mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung
von Wasserstoff und Sauerstoff nur durch Elektrolyse von Wasser (keine
Gefahr durch ätzende Laugen).
Ausstattung und technische Daten
Elektrolyseur und Vorratsbehälter für destilliertes Wasser auf Grundplatte,
4-mm-Anschlussbuchsen mit Verpolungsschutz, Elektrodenfläche:
16 cm², Leistung: 2 W, Betriebsspannung: 1,7...2 V, Grundplatte:
200 mm x 130 mm
06748-00
excellence in science
Weitere Experimentier-Sets
Neben den Schülerexperimentiersets TESS Erneuerbare Energie EN1
und EN2 mit mehr als 10 Versuchen zum Thema Wasserstofftechnologie
und der Vielzahl an weiteren Praktikums- und Demonstrationsexperimenten,
gibt es weitere komplette Experimentier-Sets
zum Thema Brennstoffzelle.
PEM Set mit reversibler Brennstoffzelle (Luftoption)
auf Magnetplatte, mit Handbuch
Funktion und Verwendung
Komplettes Solar-Wasserstoff-System mit PEM-Technolgie mit reversibler,
luftatmender Brennstoffzelle (06722-00), Gasspeichern, Solarmodul
und kleinem Motor als Verbraucher. Die Geräte sind magnethaftend
und somit rutschfest auf einer Metall-Grundplatte positionierbar.
Ausstattung Technische Daten
Elektrolysebetrieb: 1.16 W; 5 cm 3 /min H2, 2,5 cm 3 /min O2; Brennstoffzellenbetrieb:
H2/O2: 300 mW; H2 / Luft: 100 mW; Gasspeicher: H2
/ O2: je 30 cm 3 ; Grundplatte: 135 mm x 70 mm; Solarmodul: max. 2,0
V, 600 mA, L x B x T: 135 mm x 95 mm x 30 mm; Batteriebox :4,5 V
/ 0,8 A; elektrische Anschlüsse über 2-mm-Buchsen und -Kabel; inkl.
Handbuch mit Versuchsanleitungen und Hintergrundinformationen
06772-00
PEM Experimentierlabor, junior Set mit DVD
Funktion und Verwendung
Komplettes Solar-Wasserstoff-System im Aufbewahrungs-Koffer. Geräteset
zur Durchführung von qualitativen und quantitativen Schülerversuchen
zur Solarenergie und Wasserstoff-Technologie.
Ausstattung
Grundplatte mit Elektrolyseur, Brennstoffzelle, Solarmodul und Ventilator;
Widerstandsdekade; 2 Multimeter; Stoppuhr; 6 Verbindungsleitungen
(2-mm-Stecker); 250 ml dest. Wasser; DVD mit methodischen
Anregungen und Versuchsanleitungen
Technische Daten
Elektrolyseur: 1 W; Brennstoffzelle: 500 mW; Gasspeicher H2 / O2: je
30 cm 3 ; Solarmodul: 2,0 V / 350 mA; Ventilator: 10 mW; Widerstandsdekade:
max. 1W
06771-00

PEM-Brennstoffzellen-Auto Experimentierset
Funktion und Verwendung
Zur anschaulichen Demonstration der Nutzung von Wasserstoffenergie.
Alle erforderlichen Komponenten können magnetisch haftend auf
das Auto gesetzt werden. Das Auto besitzt einen Elektromotor mit Getriebe
und einen Umschalter für Lade- und Fahrbetrieb. Zum Füllen
der Gasbehälter wird nur destilliertes Wasser benötigt.
Die Brennstoffzelle kann wahlweise über ein Solarmodul, eine Batteriebox
oder ein Steckernetzteil (alles im Lieferumfang) geladen werden.
Alle elektrischen Verbindungen erfolgen über 2-mm-Stecker bzw.
Buchsen.
Ausstattung und Technische Daten
Reversible Brennstoffzelle: Elektrolysebetrieb: 1.16 W, 5 cm 3 /min H2,
2,5 cm 3 /min O2, Brennstoffzellenbetrieb: H2/O2: 300 mW, H2 / Luft:
100 mW; Gasspeicher: H2 / O2 je 30 cm 3 ; Solarmodul: 2,0 V / 600 mA,
L x B x T: 135 mm x 95 mm x 30 mm; Batteriebox :4,5 V / 0,8 A, Ladezeit
(30 cm 3 ), mit Netzteil: ca. 4 min, mit Batterie-Box: ca. 7 min, mit
Solarbatterie: ca. 9 min; Fahrzeit ca. 8 min; elektrische Verbindungen
über 2-mm Buchsen bzw. Stecker; inkl. Handbuch mit Versuchsbeschreibungen
und Hintergrundinformationen.
06769-00
Brennstoffzellen-Stack-Experimentier-Set komplett,
im Koffer, mit Messkarte, Software, Medien-DVD
Funktion und Verwendung
Komplettes Experimentierset zur Brennstoffzellentechnologie mit anwendungsnahem
10 Zellen-Stack. Inklusive USB-Messkarte und Software
für Einzelzellenmessung im stabilen Aluminiumkoffer. Einsetzbar
für mehr als 13 grundlegende Demonstrations- und Praktikumsexperimente.
Ausstattung und technische Daten
PEM Brennstoffzellen-Stack (zehn Zellen) 2 W, 200 mW pro Zelle; Elektrolyseur
15 W; Steckernetzteil 6 VDC, 3,3A; USB-Messwandlerkarte mit
Einzelspannungsmessung: U = 0 ... 10V, I=0 ... 5A, Pmax=5W; Software
(Win98/2000/XP/Vista/7); Gasspeicher 80 cm 3 ; Verbraucher Lampe
4,4 W; Lüftermotor; Solarmodul 4V / 3,3A; vertikales Haltersystem;
Lehrmaterial im Ordner; Medien-DVD; Abmessungen H x B x T 510 x
420 x 210 mm.
06775-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Demonstrationsmodelle
Neben den klassischen Experimentiersets gibt es Modelle, die insbesondere
den Weg der Energie von der Sonne zum elektrischen
Verbraucher darstellen.
PEM Solar-Wasserstoff-Modell, junior, mit DVD
Komplettes Solar-Wasserstoffsystem mit PEM-Technologie.
Bestehend aus Solarmodul, PEM-Elektrolyseur, Wasserstoff- und Sauerstoffspeicher,
PEM-Brennstoffzelle und Flügelrad als Verbraucher,
Montiert auf Grundplatte, mit DVD incl. Begleitheft mit methodischen
Anregungen, Versuchsanleitungen und Folienvorlagen, Brennstoffzelle:
500 mW , Elektrolyseur 1 W, Solarmodul 2,0 V / 350 mA, Gasspeicher
30 cm 3 H2, 30 cm 3 O2, Flügelrad: 10 mW, Grundplatte (100 x 300
x 150) mm.
06738-00
PEM-Solar-Wasserstoff-Modell mit DVD
Funktionsmodell einer Solar-Wasserstoff-Anlage.
Bestehend aus Solarzelle, PEM-Elektrolyseur, Gasspeicher, PEM-Brennstoffzelle
und E-Motor mit Propeller., Montiert auf Grundplatte (175 x
530 x 150) mm., Solarmodul: 2,5 V/ 300 mA., Elektrolyseur: Elektrodenfläche:
16 cm²,Spannung: 1,7..2,0 V, Leistung: 2,0 W., Brennstoffzelle:
Elektrodenfläche: 16 cm², Leerlaufspannung: 0,9 V, Leistung 0,6
W., Gasspeicher (Wasserstoff): 40 cm 3 ., Motorleistung: 20 mW.
06739-00
PEM-Anlage auf Grundplatte mit DVD inkl. Handbuch
Für Demonstrations- / Langzeitbetrieb konzipierte Wasserstoffanlage.
Mit Elektrolyseur, Brennstoffzelle und Wasservorratsbehältern aus Plexiglas,
Montiert auf beschrifteter Grundplatte mit 4-mm-Buchsenpaaren
, Inklusive Netzteil, Solarmodul, Motor und Hochleistungslichtquelle,
Elektrolyseur (mit Verpolungsschutz), Elektrodenfläche Elektrolyseur:
40 cm², Elektrodenfläche Brennstoffzelle: 16 cm², Leistung
Elektrolyseur: 10 W, Leistung Brennstoffzelle: 1,2 W, Solarmodul: 2V /
1A, Netzteil: 5 V DC / 1,2 A, Motor: 10 mW, Lichtquelle: 300 W, Grundplatte
(mm): 800 x 300.
06741-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
625

626
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
Elektrolyseure, Brennstoffzellen und Zubehör
Neben den bis hierher bereits gezeigten Elektrolyseuren und
Brennstoffzellen, bspw. auf den Elektrik-Bausteinen für Schülerexperimente
und Demonstrationsexperimente, sind hier ergänzende
Bauteile aufgeführt.
PEM Brennstoffzelle (mit Luftoption), reversibel, auf
Magnetplatte
Funktion und Verwendung
Reversible Brennstoffzelle sowohl zum Erzeugen von Wasserstoff und
Sauerstoff im Elektrolysebetrieb, als auch zur Erzeugung von elektrischer
Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff im Brennstoffzellenbetrieb.
Durch die luftatmende Zelle kann anstatt Sauerstoff Luft benutzt
werden.
Vorteile
Spannungseingang gegen Verpolung geschützt; große Vielfalt an Experimenten
durch flexible Zusammensetzung mit anderen Komponenten;
sichere Positionierung auf Grundplatten durch Magnetpad
Technische Daten
Elektrolysebetrieb: 1,16 W, 5 cm 3 / min H2, 2,5 cm 3 /min O2; Brennstoffzellenbetrieb:
300 mW (H2/O2), 100 mW (H2/Luft); H x B x T : 50 x
40 x 57 mm; Elektrische Anschlüsse: 2-mm-Buchsen
06722-00
Gasspeicher auf Magnetplatte, DB, inkl. Klemmen und
Schläuche
Funktion und Verwendung
Gasspeicher für 30 cm 3 H2 oder O2 auf Magnetplatte. Für Experimente
im Bereich der Wasserstofftechnologie.
Vorteile
sichere Positionierung auf Metallgrundplatten durch Magnetpad.
Ausstattung und technische Daten
Volumen: 30 cm 3 ; H x B x T: 90 mm x 55 mm x 40 mm;
inkl. 1 m Schlauch und Klemme.
09489-00
excellence in science
Experimentierplatte mini
Funktion und Verwendung
Schwarz lackierte Metallplatte als Basisplatte für Experimente zur
Wasserstofftechnologie mit magnetisch haftenden Geräten, z. B. Aufbauten
mit reversibler Brennstoffzelle (06722-00), Gasspeichern
(09489-00) und Ventilator (06770-00).
Abmessungen (L x B x H): 170 mm x 135 mm x 1 mm.
06724-00
PEM Elektrolyseur, junior
Funktion und Verwendung
Elektrolyseur mit Protonenaustauschmembram (PEM) zur Wasserstoffund
Sauerstofferzeugung.
Auf Grundplatte mit Gas- und Wasserspeicher.
Ausstattung und technische Daten
Leistung 1 W., Grundplatte: 200 mm x 120 mm, Höhe: 90 mm.
06767-00
PEM-Brennstoffzelle mit Luftoption, junior
Funktion und Verwendung
Brennstoffzelle mit Protonenaustauschmembran (PEM) für Betrieb mit
Wasserstoff und Sauerstoff bzw. Luft. Auf Grundplatte.
Stabiler Aufbau auf der Grundplatte, Höhere Leistung als reversible
Brennstoffzellen
Ausstattung und technische Daten
Leistung (H2 /O2): 500 mW, (H2/Luft): 150 mW, Abmessungen: Grundplatte
120 mm x 90 mm, Brennstoffzelle h x B x T: 50 mm x 40 mm x
50 mm, Elektrische Anschlüsse 2-mm-Buchsen
06773-00

Solarmodul, basic
Funktion und Verwendung
Geeignet zur Versorgung von kleinen Motoren bis 2 V und zum Betrieb
eines Elektrolyseurs (06767-00).
Ausstattung und technische Daten
Solarmodul auf Sockel, bestehend aus 4 in Reihe geschalteten Zellen,
mit Oberflächenschutz , feste Anschlussleitungen mit 2-mm-Steckern,
Leistung: 2,0 V / 350 mA, Maße (mm): 65 x 150.
06766-00
Solarzelle, 21 mm × 62 mm, mit Steckern
Funktion und Verwendung
Zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie.
Ausstattung und technische Daten
Polykristallines Silizium auf Metallträger, mit Oberflächenschutz, feste
Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern, Maße (mm): 21 x 62.
Zubehör
Halter für Solarzelle 21 mm x 62 mm ( 06752-14).
Solarzelle, 21 mm × 62 mm, mit Steckern
06752-13
Halter für Solarzelle 21 mm × 62 mm
06752-14
Solarbatterie aus 4 Zellen mit Steckern
Funktion und Verwendung
4 in Reihe geschaltete Solarzellen zur Umwandlung von Solarenergie
in elektrische Energie und zur Versorgung von Geräten bis ca. 2V-.
Vorteile
Vielfältige Experimente zum Thema erneuerbare Energie, einfache
Verbindung zu anderen Geräten durch 4-mm-Stecker und langes Kabel.
Ausstattung und technische Daten
4 polykristalline Siliziumzellen in Reihenschaltung, Mit Kunststoff beschichtete
Metallplatte, Größe der Einzelzellen: 50 mm x 50 mm,
30-cm-Anschlusskabel mit 4-mm-Steckern, Spannung: ca. 2V-,
Stromstärke: max. 700 mA, Fläche: 130 mm x 115 mm.
06752-20
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Ventilator auf Magnetplatte ( inkl.
Anschlussleitungen)
Funktion und Verwendung
Lüftermotor auf Metallwinkel mit Magnetplatte. Geeignet als elektrischer
Verbraucher für PHYWE-Brennstoffzellen.
Ausstattung und technische Daten
Lüftermotor mit 2-mm-Buchsen, inkl. Anschlussleitungen mit
2-mm-Steckern, 10 mW, Abmessungen: 140 x 40 x 60 mm.
06770-00
PEM-Brennstoffzelle-Kit, zerlegbar
Funktion und Verwendung
PEM-Brennstoffzelle mit protonenleitfähiger Membran zur Erzeugung
von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff.
Ausstattung und technische Daten
Zur Demonstration des Aufbaus ist die Zelle in ihre Einzelkomponenten
zerlegbar, Elektrodenfläche: 16 cm², Leistung: 0,6 W, Leerlaufspannung:
0,9 V, Maße (mm): 80 x 80 x 24
06746-00
Direkt-Methanol-Brennstoffzelle, auf Magnetplatte
Funktion und Verwendung
PEM-Brennstoffzelle für Methanolbetrieb, mit internem Metanoltank
auf einer Seite und großer Öffnung für Luftzufuhr auf der anderen.
Montiert auf Grundplatte.
Ausstattung und technische Daten
10 mW, Grundplatte: 58 mm x 120 mm, Höhe: 90 mm, inkl. 3%-
Methanol-Brennstofflösung.
06768-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.4 Brennstoffzelle
627

628
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.5 Wind und Wasser
Beobachtung eines Windrades bei Belastung
Was passiert mit einem Windrad, wenn damit ein Verbraucher versorgt
wird?
Das Windrad wird durch ein Gebläse angetrieben und ein "Verbraucher"
angeschlossen, also z. B. eine Glühlampe oder eine LED
zum Leuchten gebracht. Es wird der Zustand mit und ohne Verbraucher
beobachtet und die Spannung am Windrad gemessen.
Der Versuch lässt sich mit dem Schüler-Set Erneuerbare Energie EN1
durchführen (13287-88).
P9515400
TESS Applied Sciences Sets Erneuerbare Energie
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN1
13287-88
TESS Set Erneuerbare Energie EN1 mit interTESS-DVD
13287-77
TESS Applied Sciences Set Erneuerbare Energie EN2
13288-88
Gebläse, 12 V
Funktion und Verwendung
Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms mit unterschiedlicher Stärke
für Schüler- und Demonstrations-Experimente zur Windenergie.
Max. Betriebsspannung: 12 V; max. Luftstrom: 204 m 3 /h; Anschluss
über 4-mm-Buchsen
Mithilfe der Muffe auf Haftmagnet (92151-01) oder auf Träger
(02164-00) ist das Gebläse an der Demo-Tafel Physik (02150-00) einsetzbar.
05750-00
excellence in science
Wind-Wasserstoff-Anlage
Lässt sich Windenergie auch in Form von Wasserstoff speichern und
damit auch bei Windstille elektrische Energie aus Windenergie erzeugen?
Die Wind-Wasserstofftechnologie ist eine sehr vielversprechende
Möglichkeit zur wetterunabhängigen Nutzung von Windenergie.
Mithilfe eines Elektrolyseurs wird Windenergie in Form von Wasserstoff
gespeichert, um sie mit einer luftatmenden Brennstoffzelle
bei Bedarf zu elektrischer Energie umzuwandeln.
Der Versuch lässt sich mit den Schülersets Erneuerbare Energie EN
1 und EN 2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9516400
Generator mit M3-Gewindeachse und Rändelmutter
Funktion und Verwendung
Generator mit Gewindeachse und Rändelmutter zur Umwandlung von
Rotationsenergie in elektrische Energie. Durch Befestigen von Rotoren
auf der Achse wird ein Windradmodell aufgebaut, mit dem qualitative
und quantitative Schüler- und Demonstrationsexperimente durchgeführt
werden können.
Passend zum Gebläse (05750-00), Generatorspannung max.: 5.9 V,
Leistung: >120mW.
Mithilfe der Muffe auf Haftmagnet (92151-00) oder auf Träger
(02164-00) ist das Gebläse zu Demonstrationsexperimenten an der
Demo-Tafel Physik (02150-00) einsetzbar.
05751-01
Rotor, 2 Stück
Funktion und Verwendung
Linksdrehende Rotoren mit 3 Blättern und 3-mm-Bohrung in der Mitte
zur Durchführung von Experimenten zum Thema Windenergie.
05752-01

Pumpen von Wasser mit Solarenergie
Kann Solarenergie benutzt werden um Pumpspeicherwerke „aufzuladen“?
In diesem Versuch wird eine Wasserpumpe durch eine Solarbatterie
mit elektrischer Energie versorgt. Es wird untersucht, wie sich die
Lichtintensität auf die Pumpleistung auswirkt.
Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9518100
Wasserpumpe / Generator
Funktion und Verwendung
Für Versuche zum Prinzip und Arbeitsweise von Wasserkraftwerken.
1,5 - 2,5V; 13l/h; Wassersäule: 10 cm bei 2,5V; Maße: 90 mm x 35
mm; erforderliches Zubehör: Klemmhalter (05764-00).
Wasserpumpe / Generator
05753-00
Klemmhalter, d=16mm, mit Stiel
05764-00
Klemmhalter, Ø 16 mm, mit Stiel
Funktion und Verwendung
Zur Befestigung von Geräten mit einem Durchmesser von 16 mm an
Stativmaterial, z. B. Reagenzgläser, Parabolrinneneinheit oder Wasserpumpe/Generator
aus dem Set TESS Erneuerbare Energie.
Ausstattung und technische Daten
Klemme aus Kunststoff, für Geräte mit einem Ø von 16 mm, Stiellänge:
36 mm, Stiel-Ø: 10 mm.
05764-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Fließendes Wasser treibt einen Generator an
Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?
Die Wasserpumpe (05753-00) wird in diesem Versuch als Generator
verwendet. Er kann schon mit Hilfe einer kleinen Wasserspritze
betrieben werden, das Experiment ist allerdings eindrucksvoller,
wenn er an eine Wasserleitung angeschlossen wird.
Der Versuch lässt sich mit den Schüler-Sets Erneuerbare Energie
EN1 und EN2 durchführen (13287-88, 13288-88).
P9518400
Motor 5V, SB
Funktion und Verwendung
Schülerbaustein mit Motor und großer Indikatorscheibe zur Durchführung
von Experimenten zur Energieumwandlung.
Betriebsspannung: 0,3 - 5,9 V; Anlaufstromstärke: 25 mA
05660-00
Cobra4 Sensor-Unit Energy, Strom, Spannung, Arbeit,
Leistung
Funktion und Verwendung
Zur Messung und direkten Anzeige von Messgrößen zur elektrischen
Leistung und Energie im Gleich- und Wechselstromkreis, insbesondere
bei Versuchen zur Erneuerbaren Energie.
Cobra4 Sensor-Unit Energy
12656-00
Cobra4 Mobile-Link
12620-00
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.5 Wind und Wasser
629

630
3.3 Erneuerbare Energie
3.3.5 Wind und Wasser
Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe der
Peltonturbine
Prinzip
Modell eines Wasserkraftwerkes
Die Peltonturbine wird an eine Wasserleitung angeschlossen und
von einem Wasserstrahl angetrieben. Die Turbine ist über einen
Treibriemen mit einem Generator verbunden und an diesen wird
eine Glühlampe angeschlossen.
Im Versuch wird beobachtet, dass die Ausgangsleistung des Generators,
also die Helligkeit der Lampe, um so größer ist je höher die
Strömungsgeschwindigkeit des auf die Schaufelräder der Turbine
auftreffenden Wassers.
Zwischen den Generator und die Lampe kann für quantitative Messungen
auch das Arbeits- und Leistungsmessgerät (13715-93) oder
die Cobra4 Sensor-Unit Energy (12656-00) mit einem der Cobra4
Grundgeräte geschaltet werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1,Mechanik, Akustik,
Wärme, regenerative Energie,Elktrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1431300
Peltonturbine (Wasserturbine)
Funktion und Verwendung
Freistrahlturbine in Klarsichtgehäuse, geeignet zum Antrieb eines Generators.
Ausstattung und technische Daten
Schaufelradachse mit Riementrieb und Seiltrommel, mit Einspritzdüse
und Ablaufstutzen. Schaufelrad-Ø 95 mm, Wasserzulauf, Olive: 8 ...
12 mm, Wasserablauf, Olive: 20 mm.
02521-00
excellence in science
Motor 12 V, DB
Funktion und Verwendung
Für Demonstrationsversuche zur Elektrik. Zum Antrieb des Motormodells
(07850-20) als Generator oder für Experimente zur Umwandlung
elektrischer Energie in mechanische Energie und umgekehrt.
Ausstattung und technische Daten
Bausteingröße (mm): 82 x 82, Kontaktsicherheit durch Puzzleverzahnung,
Linienbreite: 4 mm, Durchmesser der Kontaktfläche: 2 mm, Widerstand
eines Kontaktes: ca. 0,02 Ohm, Max. Stromstärke: 2 A, kurzzeitig
5 A, Betriebsspannung: 2 ... 12 V, Drehzahl: ca. 3500 min -1 .
09475-00
Kaplanturbine, Modell
Funktion und Verwendung
Funktionsmodell einer Überdruckturbine.
Ausstattung und technische Daten
Rohrstutzen mit Olive für Schlauchanschluss an eine Wasserleitung;
Rotorachse mit Schnurscheibe; Rohrstutzendurchmesser: 12 mm;
Turbinenhöhe: 200 mm.
02524-00
Strömungsanzeiger, Styrol-Acrylnitril
46434-00

Elektrotechnik - Elektronik
3 Applied Sciences
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente 632
3.4.2 Schaltungen 648
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
631

632
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Bauelemente
Die Grundlage der Elektrotechnik und Elektronik sind Bauelemente und deren Eigenschaften. Hierzu zählen Widerstände, Kondensatoren,
Spulen, Dioden, Transistoren, Optoelektronische Bauelemente uvm.. Damit verknüpft sind thermische, elektrische und magnetische Eigenschaften.
Angefangen mit einer Auswahl von Experimenten, sind am Ende dieses Unterkapitels die Bauelemente aufgeführt.
Experimente
Kennlinien von Halbleitern mit dem FG-Modul
Prinzip
Mithilfe des Funktionsgeneratormoduls werden Kennlinien einer
Halbleiterdiode vermessen. Außerdem werden für unterschiedliche
Basisstromstärken Kollektorstrom und -spannung gemessen.
Aufgaben
1. Untersuchung der Abhängigkeit der Stromstärke, die durch
eine Halbleiterdiode fließt.
2. Bestimmung der Änderungen des Kollektorstroms mit der
Kollektorspannung für verschiedene Werte der Basisstromstärke.
Lernziel
Halbleiter, p-n Übergang, Energie-Band-Diagramm, Akzeptoren,
Spender, Valenzband, Leitungsband, Transistor, Betriebspunkt
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2410915
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32
excellence in science
Einschaltverhalten eines Kondensators und einer
Spule mit dem FG-Modul
Prinzip
Messung des Verlaufs von Stromstärke und Spannung an einem
Kondensator bzw. einer Spule im Einschaltmoment. Aus der Messkurve
wird die Kapazität bzw. Induktivität bestimmt.
Aufgaben
1. Messung des Verlaufs der Stromstärke und der Spannung an
einem Kondensator im Moment des Einschaltens. Die Kapazität
wird aus der Messkurve bestimmt.
2. Messung des Verlaufs der Stromstärke und der Spannung an
der Spule im Moment des Einschaltens. Die Induktivität wird
aus der Messkurve bestimmt.
Lernziel
Ladung, Entladung, Zeitkonstante, Exponentialfunktion, Halbwertzeit,
Kapazität, Induktivität
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2420215
Cobra3-Set Grundlagen der Elektrik / Elektronik, 10
grundlegende Versuche mit dem FG-Modul
Funktion und Verwendung
Vielseitiges und einfach adaptierbares Basisset zur computergestützten
Untersuchung von Strom- und Spannungsverläufen und Frequenzabhängigkeiten.
Das Set enthält alles zur Durchführung folgender Versuche
aus dem Bereich Elektrik / Elektronik: Ohmsches Gesetz, Kennlinien
von Halbleiterbauelementen, Einschaltverhalten von Kondensatoren
und Spulen, Spule und Kondensator im Wechselstromkreis, Induktivität
von Spulen, Magnetische Induktion, RLC-Wechselstromkreis,
Hoch- und Tiefpass-Filter
12111-88

Induktivität von Magnetspulen mit Cobra3
Prinzip
Zur Erzeugung freier und gedämpfter Schwingungen wird eine
Rechteckspannung niedriger Frequenz auf Stromkreise induziert,
die Spulen und Kondensatoren enthalten. Die Werte der Induktivität
werden aus der gemessenen Eigenfrequenz berechnet, dabei
ist die Kapazität bekannt.
Aufgaben
▪ Verbindung von Spulen unterschiedlicher Dimensionen (Länge,
Radius, Anzahl der Windungen) mit einer bekannten Kapazität
C zur Erzeugung eines Schwingkreises.
▪ Aus den Messungen der Eigenfrequenzen werden die Induktivitäten
der Spulen berechnet und die Beziehungen zwischen:
Induktivität und Anzahl der Windungen, Induktivität und Länge,
Induktivität und Radius bestimmt
Lernziel
▪ Lenzsche Regel
▪ Eigeninduktivität
▪ Magnete
▪ Transformator
▪ Schwingkreis
▪ Resonanz
▪ Gedämpfte Schwingung
▪ Logarithmisches Dekrement
▪ Q-Faktor
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440311
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Cobra3 Messmodul Funktionsgenerator
Funktion und Verwendung
Aufsteckbares Messmodul zur Ausgabe von Sinus-, Rechteck-, und
Dreiecksignalen, Gleichspannung sowie Frequenz- und Spannungsrampen.
Vorteile
▪ Das Modul kann als Spannungsquelle oder Stromquelle betrieben
werden
▪ Bei der Nutzung als Spannungsquelle kann im Betrieb die Ist-
Frequenz sowie der Ist-Strom angezeigt und gemessen werden
▪ Bei der Nutzung als Stromquelle kann im Betrieb ebenfalls die Ist-
Frequenz sowie die Ist-Spannung angezeigt und gemessen werden
▪ Zusätzlich können bis zu 2 Messgrößen über die Cobra3 BASIC-UNIT
aufgenommen und ausgewertet werden.
Ausstattung und technische Daten
Frequenzbereich:
▪ Bereich 1: 200 Hz ... 20 kHz, Intervall: 10 Hz
▪ Bereich 2: 2 Hz ... 200 Hz, Intervall: 1 Hz
▪ Signalform: Sinus, Rechteck-Welle, Dreieck-Welle, Signale, direkte
Spannungen und Frequenz- oder Spannungs-Rampen
Spannungsquelle:
▪ Amplitude: 0 V... 10 V, Intervall: 5 mV
▪ Offset-Spannung: -10 V... 10 V (einstellbar)
Stromquelle:
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
▪ Amplitude: 0 mA ... 100 mA, Intervall: 5 mA
▪ Offset: 100 mA ... 100 mA
▪ Kunststoffgehäuse mit rückseitigem D-Sub-Stecker, 25-polig
▪ Maße (mm): 100 x 50 x 40
Cobra3 Messmodul Funktionsgenerator
12111-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61
Software Cobra3 PowerGraph
14525-61
633

634
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Temperaturabhängigkeit verschiedener
Widerstände und Dioden mit dem FG-Modul und
Cobra3
Prinzip
Die Temperaturabhängigkeit eines elektrischen Parameters (z.B.
Widerstand, Durchlassungsspannung, Sperrspannung) von verschiedenen
Komponenten wird bestimmt. Dafür wird die Tauchprobe
in ein Wasserbad eingetaucht und der Widerstand wird in
regelmäßigen Temperaturintervallen gemessen.
Aufgaben
1. Messung der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes bei
verschiedenen elektrischen Bauteilen.
2. Messung der Temperaturabhängikeit der Durchlassungsspannung
verschiedener Halbleiterdioden.
3. Messung der Temperaturabhängigkeit der Spannung bei Zener
und Avalanche Effekten.
Lernziel
Kohleschichtwiderstand, Metallschichtwiderstand, PTC, NTC, Z diode,
Avalanche Effekt, Zener Effekt, Ladungsträgererzeugung, freie
Weglänge, Mathie´s Regel
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2410415
Tauchproben zur TK-Bestimmung
Funktion und Verwendung
10 Bauelemente zur Bestimmung der Temperaturabhängigkeit (bis
max. 100°C) von charakteristischen Parametern wie Widerstand,
Sperr- und Durchlassspannung
Tauchproben zur TK-Bestimmung
07163-00
excellence in science
Dielektrizitätskonstante verschiedener Werkstoffe
Prinzip
Die Dielektrizitätskonstante wird durch Messung der Ladung eines
Plattenkondensators ermittelt. Auf gleiche Weise wird verfahren
indem zwischen den Platten Kunststoff und Glas eingefügt wird.
Aufgaben
1. Messung der Beziehung zwischen Ladung Q und Spannung U.
2. Bestimmung der Dielektrizitätskonstante aus 1.
3. Die Ladung eines Plattenkondensators soll in Abhängigkeit
vom Kehrwert des Abstandes zwischen den Platten unter
Spannung gemessen werden.
4. Die Beziehung zwischen Ladung Q und Spannung U wird mit
Hilfe eines Plattenkondensators zwischen den Platten, in die
verschiedene feste dielektrischen Medien eingeführt werden,
gemessen. Die entsprechenden Dielektrizitätskonstanten
werden im Vergleich zu Messungen, die mit Luft zwischen
den Kondensatorplatten durchgeführt wurden, bestimmt.
Lernziel
Maxwell-Gleichungen, E-Konstante, Kapazität eines Plattenkondensators,
Dielektrische Verschiebung, Dielektrische Polarisation,
Dielektrizitätskonstante
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2420600
Plattenkondensator, d = 260 mm
Funktion und Verwendung
Für Experimente zur Elektrostatik z. B. zur Untersuchung des Zusammenhangs
zwischen Ladung, Spannung und Kapazität am Plattenkondensator
und zur Messung von Dielektrizitätskonstanten.
Ausstattung und technische Daten
Präzisionskondensator mit einer feststehenden, hochisolierten und
einer beweglichen Platte, Einstellung des Plattenabstandes mit Hilfe
eines Spindeltriebs, mit Noniusskale, Plattenabstand: 0...70 mm, Einstellgenauigkeit:
0,1 mm, Plattendurchm.: 260 mm, -dicke: 6 mm.
Plattenkondensator, d = 260 mm
06220-00
Kunststoffplatte (Dielektrikum), 283 x 283 mm
06233-01
Glasplatten für Stromleiter
06406-00

Messverstärker universal
Funktion und Verwendung
Messverstärker für Gleich- und Wechselspannungen und mit zwei Betriebsarten.
Sechs Verstärkungsfaktoren 1...100000; Frequenz (verstärkungsabhängig):
0...min. 2 kHz/ max. 22 kHz; kurzschlussfest; Tiefpass mit 5
wählbaren Zeitkonstanten: 0 s...3 s.; Entladetaster und Offsetsteller;
Maße (mm): 190 x 140 x 128
13626-93
Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV
Funktion und Verwendung
Universell einsetzbare Hochspannungsquelle, für alle elektrostatischen
Versuche und Experimente zur Radioaktivität, sowie zum Betrieb
von Spezialröhren und anderen Gasentladunsröhren geeignet.
Beim Betrieb von Gasentladungsröhren ist an der eingebauten Digitalanzeige
die Brennspannung zu kontrollieren, die aus Strahlenschutzgründen
5 kV nicht übersteigen darf.
13670-93
Leistungsfrequenzgenerator, 10 Hz - 1 MHz
Funktion und Verwendung
Sinus/ Rechteckgenerator mit Signal- und Leistungsausgang.
Frequenzbereich: 10 Hz...1 MHz; Signalausgang: Sinus/Rechteck,
Spannung/Leistung: 6V /1 W (4 Ohm), Klirrfaktor/Sinus: < 1 %; Leistungsausgang:
Sinus, Spannung/Leistung: 18V /10 W (8 Ohm), Klirrfaktor:
< 1 %, Eingangsspannung/BNC: 0...1 V;
Maße (mm): 370 x 236 x 168
13650-93
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Widerstand, Phasenverschiebung und Leistung in
Wechselstromkreisen
Prinzip
Reihenschaltungen, die Spulen oder Kondensatoren und ohmsche
Widerstände enthalten, werden in Abhängigkeit von der Frequenz
untersucht. Stromstärke, Spannung, Schein- und Wirkleistung
werden mit dem Arbeits-und Leistungsmessgerät direkt angezeigt.
Aufgaben
Reihenschaltung von Spule und Widerstand
1. Untersuchung der Impedanz und Phasenverschiebung in Abhängigkeit
von der Frequenz
2. Untersuchung der Beziehung zwischen Wirkleistung und
Stromstärke
3. Bestimmung der Selbstinduktivität und des Ohmschen Widerstandes
Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand
1. Untersuchung der Impedanz und Phasenverschiebung in Abhängigkeit
von der Frequenz
2. Untersuchung der Beziehung zwischen Wirkleistung und
Stromstärke
3. Bestimmung der Kapazität und des Ohmschen Widerstandes
Lernziel
Impedanz, Phasenverschiebung, Zeigerdiagramm, Kapazität, Eigeninduktivität
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2441100
Arbeits- und Leistungsmessgerät
Funktion und Verwendung
Arbeits- und Leistungsmessgerät zum gleichzeitigen Anzeigen von
elektrischer Leistung und Arbeit in Gleich- u. Wechselstromkreisen.
13715-93
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
635

636
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Hall-Effekt in p-Germanium mit Cobra3
Prinzip
An einer quaderförmigen Germaniumprobe werden Widerstand
und Hallspannung in Abhängigkeit von der Temperatur und des
Magnetfeldes gemessen. Aus den Messwerten werden der Bandabstand,
die spezifische Leitfähigkeit, die Ladungsträgerart und die
Ladungsbeweglichkeit bestimmt.
Aufgaben
1. Messung der Hall-Spannung bei Raumtemperatur und konstantem
Magnetfeld in Abhängigkeit vom Steuerstrom
2. Messung der Spannung über der Probe bei Raumtemperatur
in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke
3. Messung der Spannung über der Probe in Abhängigkeit von
der Temperatur. Berechnung des Bandabstandes von Germanium.
4. Messung der Hall-Spannung in Abhängigkeit von der magnetischen
Feldstärke. Berechnung des Vorzeichens der Ladungsträger
und der Hall-Konstanten, Hall Mobilität und der Ladungsträgerkonzentration
5. Die Hall-Spannung wird in Abhängigkeit von der Temperatur
bei konstanter magnetischer Feldstärke gemessen.
Lernziel
Halbleiter, Bandtheorie, Verbotene Zone, intrinsische Leitfähigkeit,
extrinsische Leitfähigkeit, Valenzband, Leitungsband,
Lorentz-Kraft, Magnetischer Widerstand, Mobilität, Leitfähigkeit,
Bandabstand, Hall-Koeffizient
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5410211
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Landwirtschaft inkl. Ernährung und Ökologie, Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten Versuchsbeschreibungen
in englischer Sprache
16508-02
excellence in science
Hall-Effekt in n-Germanium mit Cobra3
Prinzip und Aufgaben
Messung und Auswertung erfolgt wie in P5410211, diesmal für n-
Germanium.
Lernziel
Halbleiter, Bandtheorie, Verbotene Zone, Eigenleitung, Valenzband,
Leitungsband, Lorentz-Kraft, Magnetwiderstand, Neyer-Neldel
Regel
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5410311
Halleffekt-Modul
Funktion und Verwendung
Zur Aufnahme und Versorgung von Hall-Effekts-Trägerplatinen mit dotierten
und undotierten Germanium-Kristallen sowie zu deren temperaturabhängigen
Bestimmung von Hallspannung und Leitfähigkeit.
Vorteile
Gabelförmiges Metallgehäuse mit integriertem 3-stelligen 9mm-LED
Display zur wahlweisen Anzeige von Temperatur und Treibstrom der
Proben, therm. Überlastschutz durch Abschaltautomatik für Probenheizung,
Konstantstrom und Hallspannungskompensation stellbar,
Steckleiste und Führungsnuten für Trägerplatinen, Führungsnut für
Hallsonde, 4-mm-Sicherheitsbuchsen zum Abgriff von Hall- und Probenspannung
und zum Einspeisen der Betriebsspannung, D-
SUB-9-Buchse zum Anschluss an Interface
Ausstattung und technische Daten
Max. Probenstrom +/- 60 mA, Max. Probentemperatur 175 °C, Versorgung
12 VAC/max.3,5 A, Gehäuseaußenmaße (16x10,5x2,5)cm, Masse
(ohne Stiel) 0,25 kg, Inkl. Haltestiel (l =12 cm,d = 1cm) mit
M6-Gewinde
Halleffekt-Modul
11801-00
Halleffekt, n-Germanium, Trägerplatine
11802-01
Halleffekt, p-Germanium, Trägerplatine
11805-01
Eigenleitung von Germanium, Trägerplatine
11807-01

Steckplatten
Schaltkasten
Funktion und Verwendung
Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit zwanzig 4-mm-Buchsen für Parallel-
und Reihenschaltungen von Steckelementen mit 19-mm-Steckerabstand.
Ausstattung und technische Daten
Durchsichtiger Boden mit Gummifüßen, vertikale Halterungsmöglichkeit
mit Doppelmuffe, Belastbarkeit: 250 V AC / DC 10 A, Maße (mm):
120 x 90 x 30
06030-23
Steckplatte mit 4-mm-Buchsen
Funktion und Verwendung
Für Schülerelektronikversuche.
Ausstattung und technische Daten
Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit 108 4-mm-Steckbuchsen, seitliche
Schwalbenschwanzführungen zum Koppeln mehrerer Platten, Bodenplatte
mit Gummifüßen, Buchsenabstand: 19 mm, Buchsenraster jeweils
3 x 3, Plattenmaße (mm): 230 x 170 x 26
06033-00
Schalter
Ausschalter, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Kippschalter in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Belastung: max. 250 V AC / 3A; 30 V DC / 4 A
39139-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Wechselschalter, Gehäuse G3
Funktion und Verwendung
Wechselschalter mit zwei Schalterstellungen im Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Belastung: max. 250 V AC / 3 A; 30 V DC / 4A
39169-00
Relais, Gehäuse G3
Funktion und Verwendung
Relais im Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Mit einem Umschaltkontakt, Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40
x 32, mit drei 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand und zwei 4-mm-
Steckbuchsen, Spulenspannung: 5...12 V DC, Belastung: 30 V / 1 A
39148-00
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
637

638
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Widerstände
Schichtwiderstände im Gehäuse, für die Steckplatte,
E-Reihe
Funktion und Verwendung
Widerstand in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen (mm): 37 x 18 x 22, Mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand,
Toleranz: +/- 5%, Belastbarkeit 1 W, kurzzeitig 2 W
Schichtwiderstand 10 Ohm
39104-01
Schichtwiderstand 22 Ohm
39104-59
Schichtwiderstand 47 Ohm
39104-62
Schichtwiderstand 100 Ohm
39104-63
Schichtwiderstand 150 Ohm
39104-10
Schichtwiderstand 180 Ohm
39104-11
Schichtwiderstand 220 Ohm
39104-64
Schichtwiderstand 330 Ohm
39104-13
Schichtwiderstand 470 Ohm
39104-15
Schichtwiderstand 680 Ohm
39104-17
Schichtwiderstand 1 kOhm
39104-19
Schichtwiderstand 1,5 kOhm
39104-21
Schichtwiderstand 2,2 kOhm
39104-23
Schichtwiderstand 3,3 kOhm
39104-25
Schichtwiderstand 4,7 kOhm
39104-27
Schichtwiderstand 5,6 kOhm
39104-28
Schichtwiderstand 10 kOhm
39104-30
Schichtwiderstand 15 kOhm
39104-32
excellence in science
Schichtwiderstand 22 kOhm
39104-34
Schichtwiderstand 47 kOhm
39104-38
Schichtwiderstand 82 kOhm
39104-40
Schichtwiderstand 100 kOhm
39104-41
Schichtwiderstand 470 kOhm
39104-68
Schichtwiderstand 1 MOhm
39104-52
Schichtwiderstand 10 MOhm
39104-58
Schichtwiderstand 100 MOhm
39104-75
Schichtwiderstand 1 GOhm
39104-76
Schichtwiderstand 10 GOhm
39104-77
Schichtwiderstände im Gehäuse, für die Steckplatte,
leicht rechenbare Werte
Funktion und Verwendung
Elektrisches Bauteil für einführende Versuche.
Ausstattung und technische Daten
In Kunststoffgehäuse (mm) 37 x 18 x 22, mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Belastbarkeit: 2 W, Toleranz: 2 %.
Widerstand 1 Ohm
06055-10
Widerstand 2 Ohm
06055-20
Widerstand 5 Ohm
06055-50
Widerstand 10 Ohm
06056-10
Widerstand 20 Ohm
06056-20
Widerstand 50 Ohm
06056-50
Widerstand 100 Ohm
06057-10
Widerstand 200 Ohm
06057-20
Widerstand 500 Ohm
06057-50

Drahtwiderstand 0,2 Ohm, 2 W, G1
Funktion und Verwendung
Widerstand in Kunststoffgehäuse. Besonders als Messwiderstand
(Shunt) zur Messung von Stromstärken verwendbar.
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen (mm): 37 x 18 x 22, Mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand,
Toleranz: +/- 5%, Belastbarkeit 1 W, kurzzeitig 2 W
39104-69
Stellwiderstand 10 kOhm
Funktion und Verwendung
Linearer Widerstand in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 22, Mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Toleranz: +/- 20 %, Belastbarkeit: max. 1 W
39138-11
Draht-Drehwiderstand
Funktion und Verwendung
Linearer Draht-Drehwiderstand in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, Mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand,
Stellknopf mit 270-Grad-Skale, Toleranz: +/- 10%.
500 Ohm, 4 W, G2
39103-18
250 Ohm, 4 W, G3
39103-21
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Schicht-Drehwiderstand
Funktion und Verwendung
Linearer Draht-Drehwiderstand in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19 mm Abstand,
Stellknopf mit 270-Grad-Skale, Teilung 0 ... 10, 10 Skalenteile,
Toleranz: ± 20%.
Schicht-Drehwiderstand, 100 Ohm, 0,4 W, G2
39103-01
Schicht-Drehwiderstand, 1 kOhm, 0,4 W, G2
39103-04
Schicht-Drehwiderstand, 10 kOhm, 0,4 W, G2
39103-06
Heißleiter auf Steckerplatte
Ausstattung und technische Daten
NTC-Widerstand auf Kunststoffplatte (mm): 45 x 18, Mit 4-mm-Steckern
in 19 mm Abstand, Kaltwiderstand 4,7 kOhm, Leistung: 0,45 W
06049-13
NTC-Widerstand 4,7 kOhm/0,5 W, Sonde
Funktion und Verwendung
Heißwasserfeste Sonde mit Manganoxid-Halbleiter-Widerstand.
Ausstattung und technische Daten
Kaltwiderstand (25°C): 4,7 kOhm +/- 20 %, Betriebstemperatur: ≤
125°C, Leistung (25°C): ≤ 0,45 W, Anschlussbuchsen: 4 mm, Abmessungen
(mm): 18 x 105 x 3
13022-02
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
639

640
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
NTC-Widerstand, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Nach außen geführter Halbleiterwiderstand mit negativem Temperaturkoeffizienten
in einem Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32 , Mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Kaltwiderstand: 1,3 kOhm, Widerstand bei 100 C°: 35
Ohm, Betriebstemperatur: max. 120 °C, Leistung: 1 W, Toleranz: +/-
20%
39110-03
PTC-Widerstand, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Nach außen geführter Halbleiterwiderstand mit positivem Temperaturkoeffizienten
in einem Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmaße (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19 mm
Abstand, Kaltwiderstand: 50 Ohm, Endwiderstand: 30 kOhm, Endtemperatur:
125 °C, Leistung: 1 W, Toleranz: +/- 15 %
39110-04
Hochohmige Widerstände mit 4-mm-Stecker und
Buchse
Funktion und Verwendung
Vor- und Schutzwiderstand in Isolierhülse mit 4-mm-Stecker und
Buchse zum direkten Aufstecken auf die Anschlussbuchsen der Hochspannungsnetzgeräte
13670-93 und 13671-93 zur Reduzierung der
Stromstärke (berührungsungefährlich > 2mA) bei elektrostatischen
Versuchen. Hülsenlänge: 100 mm.
Widerstand mit 4-mm-Stecker und Buchse, 50 MOhm
07159-00
Widerstand mit 4-mm-Stecker und Buchse, 10 MOhm
07160-00
excellence in science
Fotowiderstand (LDR)
Ausstattung und technische Daten
In Kunststoffgehäuse (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in
19 mm Abstand, Hellwiderstand: 310...490 Ohm, Dunkelwiderstand:
1...12 MOhm, Betriebsspannung: max.100 V.
Fotowiderstand (LDR), Gehäuse G1, lichtempfindliche Fläche an
der Seite
06049-12
Fotowiderstand (LDR), Gehäuse G1, lichtempfindliche Fläche
oben
39119-06
Fotowiderstand mit Blende, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Fotowiderstand mit seitlicher Lichteintrittsöffnung und Blende gegen
Streulicht. Im Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Mit Streulichtblende, Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, Mit
4-mm-Steckern in 19 mm Abstand, Hellwiderstand: 9 kOhm, Dunkelwiderstand:
1,5 MOhm, Betriebsspannung: max. 100 V DC / 150 V AC,
Leistung: 300 mW
39119-03

Schiebewiderstand
Funktion und Verwendung
Geeignet als Vorwiderstände oder Spannungsteiler.
Ausstattung und technische Daten
▪ Widerstandstoleranz: +/- 10%.
▪ Kurzzeitbelastung (max. 15 min.)
▪ Berührungssicher in belüftetem Metallgehäuse mit vier 4-mm-Sicherheitsbuchsen,
davon eine zur Gehäuseerdung.
▪ Maße (mm): 420 x 90 x 150.
Schiebewiderstand 10 Ohm, 5,7 A, Kurzzeitb. 8,0 A
06110-02
Schiebewiderstand 33 Ohm, 3,1 A, Kurzzeitb. 4,4 A
06112-02
Schiebewiderstand 100 Ohm, 1,8 A; Kurzzeitb. 2,5 A
06114-02
Schiebewiderstand 330 Ohm, 1,0 A, Kurzzeitb. 1,4 A
06116-02
Schiebewiderstand 1 kOhm, 0,57A, Kurzzeitb. 0,8 A
06118-02
Schiebewiderstand 3,3 kOhm, 0,31A, Kurzzeitb. 0,44 A
06117-02
Widerstandsdekade 1Ohm..10 MOhm
Funktion und Verwendung
Stufenweise veränderbarer Widerstand zur Verwendung z. B. als Vergleichswiderstand
in Brückenschaltungen, als Spannungsteiler oder
zur Dimensionierung von Experimentierschaltungen.
Ausstattung und technische Daten
▪ 7 stellbare, dezimal gestaffelte Widerstandsstufen.
▪ Bereich: 1 Ohm...9,999999 MOhm.
▪ Toleranzindividuelle Dekade 1% + 0.08 Ohm alle Dekaden 1% +
0,4 Ohm.
▪ Spannung: max. 500 V.
▪ Max. Verlustleistung: 1 W.
▪ Metallgehäuse mit 4-Sicherheitsbuchsen.
▪ Maße (mm): 267 x 89 x 97.
06194-10
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Kondensatoren
Kondensator, Gehäuse G2
Funktion und Verwendung
Folienkondensator in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Toleranz: +/- 20%, Spannung: 100 V- / 63 V~
Kondensator 1 µF/100 V, Gehäuse G2
39113-01
Kondensator 2,2 µF/100 V, Gehäuse G2
39113-02
Kondensator 4,7 µF/100 V, Gehäuse G2
39113-03
Kondensator 10 µF/100 V, Gehäuse G2
39113-04
Kondensator 100 pF/100 V, Gehäuse G1
39105-04
Kondensator, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Folienkondensator in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Toleranz: +/- 20%, Spannung: 100 V- / 63 V~
Kondensator 470 pF/100 V, Gehäuse G1
39105-07
Kondensator 1 nF/100 V, Gehäuse G1
39105-10
Kondensator 10 nF, 250 V, Gehäuse G1
39105-14
Kondensator 47 nF, 250 V, Gehäuse G1
39105-17
Kondensator 100 nF, 250 V, Gehäuse G1
39105-18
Kondensator 220 nF/250 V, Gehäuse G1
39105-19
Kondensator 470 nF/100 V, Gehäuse G1
39105-20
Kondensator 2 µF/100 V, Gehäuse G1
39105-29
641

642
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Elektrolytkondensator, bipolar, G1
Funktion und Verwendung
Bipolarer Elektrolytkondensator in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32 mm, mit 4-mm-Steckern
in 19-mm-Abstand, Toleranz -10%...+50%
Elko 10 µF/63 V, bipolar, G1
39105-43
Elko 22 µF/63 V, bipolar, G1
39105-44
Elko 47 µF/63 V, bipolar, G1
39105-45
Elko 470 µF/16 V, bipolar, G1
39105-47
Elko 2000 µF/35 V, Gehäuse G2
Funktion und Verwendung
Gepolter Elektrolyt-Kondensator in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand, Toleranz: -10..+50%
39113-08
Drehkondensator, Gehäuse G2
Funktion und Verwendung
Elektrisches Bauteil für einfache Experimente. Zum Aufbau von
Schwingkreisen.
Ausstattung und technische Daten
In Kunststoffgehäuse (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in 19
mm Abstand, Kapazität: 5 pF...500 pF
06049-10
excellence in science
Kapazitätsdekade 0,1..100 nF
Funktion und Verwendung
Zur Verwendung z. B. als Normalkapazität in Brückenschaltungen oder
zur Optimierung elektronischer Schaltungen.
Ausstattung und technische Daten
Drei parallelgeschaltete Kondensatorgruppen mit je einem Drehschalter,
Metallgehäuse mit 4-mm-Buchsen und mit Stell- / Traggriff, Toleranz:
+/- 1%, Grenzspannung: 400 V DC / 250 V AC, Gehäuse (mm):
200 x 80 x 170
06195-00
Kondensator, Elektrolyt 22 mF
Funktion und Verwendung
Elektrisches Bauteil für einführende Versuche.
Ausstattung und technische Daten
Explosionssichere Ausführung in Metallgehäuse mit 4-mm-Anschlussbuchsen,
Toleranz: +50% / -10%, Grenzspannung: 40 V DC, Höhe: 114
mm, Durchmesser: 52 mm
06211-00
MP-Kondensator 2 x 30 µF
Funktion und Verwendung
Elektrisches Bauteil für einführende Versuche.
Ausstattung und technische Daten
Zwei MP-Kondensatoren auf Kunststoffgehäuse mit sechs 4-mm-
Buchsen, Kondensatoren einzeln, seriell oder parallel verwendbar, Toleranz:
+/- 10 %, Grenzspannung: 250 V DC / 125 V AC, Gehäuse (mm):
120 x 90 x 30, inklusive zweier Verbindungsstecker
06219-32

Dioden und Transistoren
Diode -Ge- AA 118, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Diode in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in
19 mm Abstand, Sperrspannung: 90 V, Durchlassgleichstrom: 50 mA,
Sperrstrom (75°C): 7 µA, Spannung: 10 V
39106-01
Diode -Si- 1 N 4148, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Diode in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand, Sperrspannung: 75 V, Durchlassgleichstrom: 200
mA, Sperrstrom (75°C): 25 µA, Spannung: 20 V
39106-03
Z-Diode ZF 4,7, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Si-Diode in Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand, Strom im Durchbruschsgebiet: 65mA, Verlustleistung:
400 mW, Dynamischer Widerstand im Durchbruchsgebiet: 40
Ohm
39132-01
Brückengleichrichter, Gehäuse G3
Funktion und Verwendung
Brückengleichrichter In Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 40 x 40 x 54, mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand, Betriebsspannung: max. 250 V, Effektiver Durchlassstrom:
max. 1,5 A
39135-00
Transistor BC 327, Basis links, G3
Funktion und Verwendung
Si-PNP-Transistor in Kunststoffgehäuse mit Schaltzeichen und drei
4-mm-Steckern.
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen (mm): 50 x 50, Leistung: 500 mW, UCED: -45 V, IB: 100
mA
39127-21
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
643

644
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Transistor BC 337, Basis links, G3
Funktion und Verwendung
Si-PNP-Transistor in Kunststoffgehäuse mit Schaltzeichen und drei
4-mm-Steckern.
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen (mm): 50 x 50, 500 mW, UCED: +45 V, IB: 100 mA
39127-20
Fotoverstärker in Steckerkästchen
Funktion und Verwendung
Mit nachgeschaltetem Transistor zur Schaltung von elektron. Zählern.
Ausstattung und technische Daten
In Kunststoffgehäuse (mm): 37x18x32, mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand, Betriebsspannung 4...25 V, Schaltstrom 100 mA,
Hellwiderstand 100 kOhm, Dunkelwiderstand 10 MOhm
11201-04
Spulen
Feldspule 750 mm, 485 Windungen/m
Funktion und Verwendung
Einlagige Zylinderspule zur Untersuchung der elektromagnetischen Induktion.
Ausstattung und technische Daten
Auf Kunststoffhohlzylinder mit Stehflanschen, zwei Schleifer zur Variation
der wirksamen Spulenlänge, Innendurchmesser passend für Induktionsspulensatz,
Länge: 75 cm, Windungsdichte: 485 Wdg./m, Induktivität:
1 mH, Wirkwiderstand: 0,3 Ohm, Dauerstromstärke: 8 A
11001-00
excellence in science
Induktionsspulen
Funktion und Verwendung
Zur Untersuchung der elektromagnetischen Induktion in Zusammenhang
mit der Feldspule 750 mm (11001-00) sowie zur Erarbeitung der
Gesetzmäßigkeiten von Magnetfeldern in langen Spulen.
Ausstattung und technische Daten
Spule auf Kunststoffhohlzylinder mit Flanschen und 4-mm-Buchsen;
Passend in Feldspule 75 cm; Windungszahl, Wicklungsdurchmesser
und -länge, Wirkwiderstand, Induktivität und max. Stromstärke s.u.
300 Wdgn, d = 40 mm, l = 160 mm, 3,5 Ohm, 0,8 mH, 1,2 A
11006-01
300 Wdgn, d = 32 mm, l = 160 mm, 2,8 Ohm, 0,53 mH, 1,2 A
11006-02
300 Wdgn, d = 25 mm, l = 160 mm, 2,2 Ohm, 0,33 mH, 1,2 A
11006-03
200 Wdgn, d = 40 mm, l = 105 mm, 2,2 Ohm, 0,5 mH, 1,2 A
11006-04
100 Wdgn, d = 40 mm, l = 53 mm, 1,1 Ohm, 0,2 mH, 1,2 A
11006-05
150 Wdgn, d = 25 mm, l = 160 mm, 0,3 Ohm, 0,09 mH, 4 A
11006-06
75 Wdgn, d = 25 mm, l = 160 mm, 0,15 Ohm, 0,025 mH, 4 A
11006-07
Spulen für HF
Funktion und Verwendung
Für Hochfrequenz-Schwingkreise im MW- und LW-Bereich.
Ausstattung und technische Daten
Flachspule mit 35 Windungen aus Kupferdraht, In Kunststoffgehäuse
mit 4-mm-Steckern, Steckerabstand 19 mm, Induktivität: ca. 75 µH
(35 Wdg.), 150 µH (50 Wdg.), 350 µH (75 Wdg.).
Spule für HF, 35 Windungen
06915-00
Spule für HF, 50 Windungen
06916-00
Spule für HF, 75 Windungen
06917-00

Experimentierspulen
Funktion und Verwendung
Für Versuche zum Elektromagnetismus.
Ausstattung und technische Daten
4-mm-Klemmen bzw. Buchsen, z.T. mit Mittelabgriff, schlagfester
Kunststoffspulenkörper mit gekennzeichneter Wickelrichtung, in langer
bzw. kurzer Ausführung, Länge: 66 mm (lang) bzw. 34 mm (kurz),
Spulenkappen: 71 x 67 mm (lang) bzw. 39 x 67 (kurz), Öffnungsmaß
für Eisenkerne: 31x31 mm, Angaben zur Windungszahl, Ausführung,
Wirkwiderstand, Induktivität und max. Dauerstromstärke siehe unten.
6 Wdgn, lang, 120A
06510-00
75 Wdgn, lang, 0,08 Ohm, 0,16 mH, 15 A
06511-01
140 Wdgn, lang, 0,2 Ohm, 0,6 mH, 10 A
06526-01
150 Wdgn, kurz, 0,4 Ohm, 1 mH, 4 A
06520-01
300 Wdgn, lang, 0,8 Ohm, 2 mH, 4 A
06513-01
600 Wdgn, kurz, 6 Ohm, 15 mH, 1 A
06522-01
600 Wdgn, lang, 2,5 Ohm, 9 mH, 2 A
06514-01
900 Wdgn, lang, 6 Ohm, 24 mH, 1,3 A
06512-01
1200 Wdgn, lang, 12 Ohm, 35 mH, 1 A
06515-01
3600 Wdgn, lang, 150 Ohm, 300 mH, 0,3 A
06516-01
10000 Wdgn, lang, 975 Ohm, 2600 mH, 0,11 A
06519-01
12000 Wdgn, lang, 2000 Ohm, 4000 mH, 0,08 A
06517-01
36000 Wdgn, lang, 13000 Ohm, 32000 mH, 0,03 A
06518-01
Spulenhalter
Funktion und Verwendung
Kunststoffplatte zur passgerechten Halterung von großen Demonstrationsspulen
an Stativen.
Ausstattung und technische Daten
Mit Haltestiel und Ausschnitt (37 x 37) mm für Spulenkerne.
06528-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Eisenkern, U-förmig, geblättert
Funktion und Verwendung
Zur Aufnahme von Demonstrationsspulen für Elektromagnete oder
Transformatoren.
Ausstattung und technische Daten
Vernietete, verlustarme Bleche, Planschliff-Flächen und 4-mm-Bohrung,
Schenkelquerschnitt (mm): 29 × 30, B x H (mm) 101 x 105
Eisenkern, U-förmig, geblättert
06501-00
Eisenkern, stabf., kurz,geblättert
06500-00
Stifte für Eisenkern, U-förmig
06502-00
Eisenkern, E-förmig, geblättert
Funktion und Verwendung
Zum Aufbau eines Drehstromtrafos mit Demonstrationsspulen.
Ausstattung und technische Daten
Vernietete, verlustarme Dynamobleche mit plangeschliffenen Stirnflächen,
Schenkelquerschnitt (mm): 29 x 30, B x H (mm): 173 x 105.
Eisenkern, E-förmig, geblättert
06505-00
Eisenkern, stabförmig, geblättert
06504-00
Spannvorrichtung
Funktion und Verwendung
Zum stabilen Aufstellen von Aufbautrafos und Spulen mit Eisenkern.
Ausstattung und technische Daten
Kunststofffuß mit Stativ, höhenverstellbarer Schnellspanner, Aussparung
zur Aufnahme von Eisenkernen mit Querschnitt 30 x 30 mm.
06506-00
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
645

646
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
Optoelektronik
Leuchtdiode, rot, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Rote Leuchtdiode im Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32, mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand, Durchlassspannung: 2 V, Sperrspannung: 5 V, Durchlassstrom:
10 mA
39154-50
Leuchtdiode mit Vorwiderst. rot, G1
Funktion und Verwendung
Rote LED als Signalanzeiger verwendbar im Kunststoffgehäuse.
Ausstattung und technische Daten
▪ Gehäuse-Abmessungen (mm): 37 x 18 x 32
▪ mit 4-mm-Steckern in 19-mm-Abstand
▪ Betriebsspannung: 5...15 V
▪ Stromaufnahme: 30 mA
▪ Sperrspannung: 50 V
▪ Dunkelsperrstrom: 5 nA
39155-00
Fotodiode, Gehäuse G1
Ausstattung und technische Daten
▪ Si-PIN-Diode
▪ Kunststoffgehäuse (mm) 37 x 18 x 32 mm mit 4-mm-Steckern in
19-mm-Abstand
▪ Leerlaufspannung 380 mV bei 1 klx
▪ Kurzschlussstrom 0,035 mA bei 1 klx
39119-01
excellence in science
Fotoverstärker in Steckerkästchen
Funktion und Verwendung
Zur Schaltung von elektronischen Zählern.
Ausstattung und technische Daten
▪ In Kunststoffgehäuse (37x18x32) mm
▪ mit 4mm-Steckern in 19mm-Abstand
▪ Betriebsspannung 4...25 V
▪ Schaltstrom 100 mA
▪ Hellwiderstand 100 kOhm
▪ Dunkelwiderstand 10 MOhm
11201-04
Fotowiderstand mit Blende, Gehäuse G1
Ausstattung und technische Daten
▪ Mit Streulichtblende.
▪ Maße (mm): 37 x 18 x 32.
▪ Mit 4-mm-Steckern.
▪ Hellwiderstand: 9 kΩ.
▪ Dunkelwiderstand: 1,5 MΩ.
▪ Betriebsspannung: max. 100 V DC / 150 V AC.
▪ Leistung: 300 mW.
39119-03
Fotowiderstand (LDR)
Ausstattung und technische Daten
In Kunststoffgehäuse (mm): 37 x 18 x 32; Mit 4-mm-Steckern in
19 mm Abstand; Hellwiderstand: 310...490 Ohm; Dunkelwiderstand:
1...12 MΩ; Betriebsspannung: max.100 V.
Fotowiderstand (LDR), lichtempfindliche Fläche seitlich
06049-12
Fotowiderstand (LDR), lichtempfindliche Fläche oben
39119-06

Weitere Bausteine und Zubehör
Lampenfassung E10, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Für kleine Glühlampen mit Fassung E10 im Kunststoffgehäuse mit
4-mm-Steckern
17049-00
Leitungsbaustein, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Leitende Verbindung zwischen den 4-mm-Steckern des Gehäuses.
39120-00
Klemmhalter
Funktion und Verwendung
Zur Halterung von unkonfektionierten Bauelementen, Stecker: Stecker:
4 mm, Abstand: 19 mm
06049-15
Universalhalter, Gehäuse G1
Funktion und Verwendung
Zur Befestigung von Drähten, Metallfedern oder Bimetallstreifen, vernickelter
Metalsteg (12 mm x 26 mm) mit Rändelschraube, elektrischer
Anschluss über beide 4-mm-Stecker des Gehäuses G1.
39115-02
Übergangsstecker 4 mm Stecker auf 2 mm Buchse, Belastbarkeit:
5A
39161-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Gehäuse, Bausätze
Funktion und Verwendung
Zum Einbau von Widerständen, Kondensatoren etc.
Durchsichtiges Kunststoffgehäuse (mm): G1 37x18x32 bzw. G2
40x40x54; mit zwei 4-mm-Steckern; je zwei Muttern und Scheiben.
Gehäuse G1, Bausatz
39300-00
Gehäuse G2, Bausatz
39304-01
Gehäuse G2 für Drehwiderstand, Bausatz
Funktion und Verwendung
Zum Einbau von Widerständen, Kondensatoren etc., durchsichtiges
Kunststoffgehäuse: 40x 40x 54mm, Deckel mit kreisförmiger Öffnung
(d =10 mm), inkl. 3 x 4 mm-Stecker, Muttern und Scheiben.
39302-00
Kurzschlussstecker
Funktion und Verwendung
Zum Verbinden benachbarter Kontakte, zwei 4-mm-Stecker mit
19-mm-Abstand; Belastbarkeit: 25 A
Kurzschlussstecker, schwarz
06027-05
Kurzschlussstecker, weiß
06027-06
Kurzschlussstecker 4 mm/19 mm, weiß
Funktion und Verwendung
Zum Verbinden benachbarter Kontakte, zwei 4-mm-Stecker mit
19-mm-Abstand; Belastbarkeit: 25 A, Durch die besondere Form ist
es möglich, auf der Universalsteckplatte (35500-10) die benachbarte
Buchse mit einem konfektioniertem Bauelement zu belegen.
39170-00
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.1 Bauelemente
647

648
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.2 Schaltungen
Schaltungen
Die Eigenschaften der Bauelemente (siehe vorheriges Kapitel) werden in der Elektrotechnik gezielt genutzt um mit Hilfe von Schaltungen
Signale zu speichern, weiterzuleiten, zu formen bzw. umzuwandeln. Im folgenden wird eine Auswahl grundlegender Experimente zu diesen
Schaltungen gezeigt, die auf den Bauelementen aus dem vorherigen Kapitel basieren.
Hoch- und Tiefpassfilter mit dem FG-Modul
Prinzip
Eine Spule, ein Kondensator, ein Ohmscher Widerstand und eine
Kombination werden im Hinblick auf ihre Filtereigenschaften und
Phasenverschiebung in Abhägigkeit von der Frequenz untersucht.
Aufgaben
Bestimmung des Verhältnisses von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung
mit einem RC/CR Netzwerk, einem RL/LR Netzwerk, einem
CL/LC Netzwerk und zwei in Serie geschalteten CR Netzwerken und
Bestimmung der Phasenverschiebung eines RC/CR Netzwerkes und
zwei in Serie geschalteten CR Netzwerken.
Lernziel
Schaltkreis, Widerstand , Kapazität , Induktivität , Kondensator ,
Spule , Phasenverschiebung, Filter , Kirchhoff´s Gesetze , Bode Diagramm
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440915
Cobra3-Set Grundlagen der Elektrik / Elektronik,10
grundlegende Versuche mit dem FG-Modul
Prinzip und Verwendung
Vielseitiges und einfach adaptierbares Basisset zur computergestützten
Untersuchung von Strom- und Spannungsverläufen sowie Frequenzabhängigkeiten.
Das Set enthält alles zur Durchführung folgender
Versuche aus dem Bereich Elektrik / Elektronik: Ohmsches Gesetz,
Kennlinien von Halbleiterbauelementen (Dioden, Transistoren), Einschaltverhalten
von Kondensatoren, Einschaltverhalten von Spulen,
Spule im Wechselstromkreis, Kondensator im Wechselstromkreis, Induktivität
verschiedener Spulen, Magnetische Induktion, RLC-Wechselstromkreis,
Hoch- und Tiefpass-Filter.
12111-88
excellence in science
RLC-Schaltung mit Cobra3 und dem FG-Modul
Prinzip
Stromstärke und Spannung von Parallel-und Serienschwingkreisen
werden in Abhängigkeit von der Frequenz untersucht. Der Q-Faktor
und die Bandbreite werden bestimmt.
Aufgaben
Bestimmung des Frequenzverhaltens eines Serien- bzw. Parallelschwingkreises
für Spannungs- und Stromstärkeresonanz mit /ohne
Dämpfungswiderstand
Lernziel
Serien Schwingkreis, Parallel Schwingkreis, Widerstand , Kapazität,
Induktivität, Kondensator, Spule, Phasenverschiebung , Q-Faktor,
Bandbreite, Widerstandsdämpfung, Schwingungsdämpfung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440611
Cobra3 Messmodul Funktionsgenerator
Funktion und Verwendung
Aufsteckbares Messmodul zur Ausgabe von Sinus-, Rechteck-, und
Dreiecksignalen, Gleichspannung sowie Frequenz- und Spannungsrampen.
Cobra3 Messmodul Funktionsgenerator
12111-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61
Software Cobra3 PowerGraph
14525-61

Gleichrichterschaltungen
Prinzip
Die Welligkeit der Ausgangsspannung verschiedener Gleichrichterschaltungen
wird in Abhängigkeit von der Last und Ladekapazität
bestimmt. Die Kennlinien eines Spannungsreglers und eines Verstärkers
werden untersucht.
Aufgaben
1. Benutzung des Einweggleichrichters:
a) zur Abbildung der Ausgangsspannung (ohne Ladekondensator)
auf dem Oszilloskop;
b) zur Messung der Diodenspannung ID in Abhängigkeit von der
Ausgangsstromstärke IO ( mit Ladekondensator);
c) zur Messung der Welligkeitskomponente UACpp der Ausgangsspannung
in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom (C = konstant);
d) zur Messung der Wellen in Abhängigkeit von der Kapazität (IO =
konstant);
e) zur Messung der Ausgangsspannung UO in Abhängigkeit von der
Eingangsgleichspannung Ui ( IO=0);
2. Benutzung des Brückenverstärkers:
a) zur Abbildung der Ausgangsspannung (ohne Ladekondensator)
auf dem Oszilloskop;
b) zur Messung einer Diodenspannung ID in Abhängigkeit von der
Ausgangsstromstärke IO (mit Ladekondensator);
c) zur Messung der Welligkeitskomponente UACpp der Ausgangsspannung
in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom (C = konstant);
d) zur Messung der Wellen in Abhängigkeit von der Kapazität (IO =
konstant);
e) zur Messung der Ausgangsspannung UO in Abhängigkeit von der
Eingangsgleichspannung Ui (IO=0);
3. Messung der Spannung am Ladekondensator, UC, und die Ausgangsspannung
einer stabilisierten Spannungsquelle in Abhängigkeit
von der Eingangsspannung Ui;
4. Zur Messung der Ausgangsspannung einer Spannungsverstärkerschaltung
in Abhängigkeit von der Eingangsspannung.
Lernziele
Einweggleichrichter, Vollweggleichrichter, Graetz-Gleichrichter,
Diode und Zenerdiode, Avalanche-Effekt, Ladekondensator, Wellen,
r.m.s. Wert, Interner Widerstand, Glättungsfaktor, Restwelligkeit,
Spannungsstabilisierung, Spannung verdoppelt
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440700
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Hoch- und Tiefpassfilter
Prinzip
Eine Spule, ein Kondensator, ein Ohmscher Widerstand und eine
Kombinationen dieser Komponenten werden im Hinblick auf ihre
Filtereigenschaften in Abhägigkeit von der Frequenz untersucht.
Die Phasenverschiebung der Filter wird auch in Abhängigkeit von
der Frequenz bestimmt.
Aufgaben
Bestimmung des Verhältnisses von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung
mit
a) einem RC/CR Netzwerk
b) einem RL/LR Netzwerk
c) einem CL/LC Netzwerk
d) zwei in Serie geschalteten CR Netzwerken
Bestimmung der Phasenverschiebung mit einem RC/CR Netzwerk,
Bestimmung der Phasenverschiebung mit zwei in Serie geschalteten
CR Netzwerken.
Lernziel
Schaltkreis, Widerstand, Kapazität, Induktivität, Kondensator,
Spule, Phasenverschiebung, Filter, Kirchhoff´s Gesetze, Bode Diagramm
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440901
Differenzverstärker
Funktion und Verwendung
In Verbindung z.B. mit einem 2-kanal-Oszilloskop zum gleichzeitigen,
phasenrichtigen und potentialfreien Messen von Spannungen.
Ausstattung und technische Daten
Verstärkung: 1+/- 3 %, Frequenzbereich: 0...100 kHz, Eingangsimpedanz:
1 MOhm/10 pF, Eingangsspannungen: max. 20 Vss, Ausgangswiderstand:
100 Ohm, Eingänge: netzspannungsfest, Ausgänge: kurzschlussfest,
Anschlussspannung: 230 V, Kunststoffgehäuse mit 4-mm-
Eingangsbuchsen und BNC-Ausgangsbuchsen, Maße (mm): 190 x 110 x
60
11444-93
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.2 Schaltungen
649

650
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.2 Schaltungen
RC-Filter
Prinzip
Die Frequenzkurve von einfachen RC-Filtern wird durch Punkt-für-
Punkt-Messungen aufgezeichnet und die Zeitablenkung auf dem
Oszilloskop angezeigt.
Aufgaben
Aufzeichnung der Frequenzkurve der Ausgangsspannung von
a) einem Hochpass Filter
b) einem Niedrigpass Filter
c) einem Bandpass Filter
d) einer Wien-Robinson-Brücke
e) eines parallel-T Filters, Punkt für Punkt und Darstellung der Zeitablenkung
auf dem Oszilloskop
Untersuchung der Übergangsfunktion:
a) eines differenzierenden Netzwerkes,
b) eines integrierenden Netzwerkes.
Lernziel
Hochpass-Filter, Tiefpass-Filter, Bandpass-Filter, Wien-Robinson-
Brücke, parallel-T-Filter, differenzierendes Netzwerk, integrierendes
Netzwerk, Übergangsfunktion, Rechteckschwingung, Übergangsfunktion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440800
Oszilloskop 30 MHz, 2 Kanal
Funktion und Verwendung
Vielseitiges und robustes Analog-Oszilloskop für Ausbildung, Service
und Labor.
Vorteile
Jitterfreie, hochempfindliche Triggerschaltung, TV-Triggerung und
Hold-Off-Funktion zur Auswertung von TV-Signalen, Möglichkeit der
Helligkeitsmodulation des Z-Achse-Eingangs, minimale Drift durch interne
Kompensationsschaltung, mit Kalibratorausgang zur Überprüfung
der Übertragungsqualität vom Tastkopf zum Bildschirm, Sicherheit:
IEC-1010-1; CAT II
11459-95
excellence in science
Universal-Zähler
Funktion und Verwendung
Der Universal-Zähler dient zur Messung von Zeiten, Frequenzen, Impulsraten,
Impulszählung, Periodendauern, Drehzahlen sowie von Geschwindigkeiten.
Vorteile
▪ Anzeige der Messwert grundsätzlich mit der zugehörigen Maßeinheit
▪ Automatische Messbereichsumschaltung
▪ manuelle Anpassung des auf maximal 6 Dekaden festgelegten
Messbereich vor Messbeginn, z.B. um physikalisch nicht sinnvolle
Nachkommastellen auf der Anzeige zu unterdrücken
▪ direkter Anschluss eines G-M-Zählrohres mit variabler Hochspannung
zur Untersuchung der Zählrohrcharakteristik
▪ Stoppuhrfunktion entweder mit elektrischen Kontakten, Lichtschranken
oder manuell in den verschiedensten Triggerarten
▪ Messwertanzeige durch 20 mm hohe kontrastreiche 7 Segment-
Anzeigen
▪ Anzeige der Betriebszustände durch Leuchtdioden
Die zugehörige measure Software dient der Datenerfassung, Analyse
und Steuerung des Universal-Zählers.
Ausstattung und technische Daten
Digitalanzeige:
▪ Messwert LED 6-stellig, 7-Segment 20 mm
▪ Einheiten LED 3-stellig, 5x7-Punktmatrix
▪ Einheiten ms, s, Hz, kHz, MHz, I/s, RPM, Imp, V , m/s
Signaleingang:
▪ Signalbandbreite: 0,1 Hz ... 10 MHz
▪ Zählrohreingang (BNC): 150 V ... 660 V, manuell einstellbar (Werkseinstellung:
500V)
▪ Stoppuhr: 0,000 ... 99999,9 s, Auflösung 1 ms
▪ Torsteuerung: 0,000 ms...3999,99 s, Auflösung 1 µs
▪ Geschwindigkeit: 0,000 m/s ... 9999,9 m/s, Auflösung 0,001 m/s
▪ Periodendauer: 0,000 ms ... 99,9999 s, Auflösung 1 µs
▪ Frequenz: 0,00 Hz ... 9,99999 MHz, Auflösung 10 mHz
▪ Drehzahl: 6 ... 99999 RPM, Auflösung 1 RPM
▪ Impulse: 0 ... 999999 Imp
▪ Impulsrate: 0,0 ... 99999,9 I/s
Ausgang:
▪ 5 V, max 1 A, zur Spannungsversorgung von Lichtschranken
Allgemein:
▪ Betriebstemperaturbereich 5 ... 40 °C
▪ relative Luftfeuchte < 80%
▪ USB 2.0 Schnittstelle
▪ Stromversorgung: 110V~ - 240V~ bei 50/60 Hz, 20 VA
▪ Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Tragegriff
▪ Maße (mm): 370 x 168 x 236
▪ Gewicht: 2,9 kg
Universal-Zähler
13601-99
Software Universal-Zähler, Lieferbar Q1 2011
14412-61

Digitaler Funktionsgenerator, USB
Prinzip und Verwendung
Digitaler Signalgenerator zum Einsatz als programmierbare Spannungsquelle
für Praktikums- und Demonstrationsexperimente insbesondere
in der Akustik und Elektrotechnik/Elektronik
Vorteile
▪ einsetzbar als universelles Stand-Alone-Gerät oder PC gesteuert
▪ universell einsetzbar durch kontinuierlich einstellbaren breiten
Frequenzbereich
▪ durch Verstärkerausgang als programmierbare Strom- und Spannungsquelle
nutzbar
▪ intuitive menügesteuerte Bedienung über Bedienrad und Funktionstasten
mit Hilfefunktion
▪ beleuchtetes monochromes Grafikdisplay für optimale Sicht- und
Lesbarkeit
▪ einfaches Einstellen von Spannungs- und Frequenzrampen
▪ mit U = f(f) Ausgang für einfaches Auslesen der Frequenz als Spannung
- ideal zum Vermessen von Schaltkreisresponse auf Frequenzrampen
mit einem Oszilloskop
▪ niedriger Klirrfaktor und Signal-Rausch-Verhältnis für brilliante
Signale - ideal für Experimente zur Akustik / zum Hören
Ausstattung und technische Daten
Verstärkerausgang (BNC/4mm):
▪ kurzschlussfest
▪ Ausgangsspannung: 0…20Vss an Ra> 40 Ω
▪ DC-Offset: ±10V (Schrittweite 5 mV)
▪ Ausgangsleistung: 5W (bei bis zu 1A) an Ra = 20 Ω
Kopfhörerausgang (3,5mm Klinke):
▪ zuschaltbar
▪ für Standard-Kopfhöreren oder Lautsprecherboxen
▪ Ausgangsspannung: 0…1Vss an Ra = 400 Ω
Sync-(Trigger) Ausgang (BNC):
▪ Ausgangswiderstand: 50 Ω
▪ Pegel: CMOS (5V)
U=f(f)-Ausgang (BNC):
▪ kurzschlussfest
▪ zum Auslesen der Frequenz als Spannung 0...10V (0...1 MHz)
Allgemein:
▪ Frequenzbereich: 0,1Hz…1Mhz
▪ Schrittweite: 0,1Hz
▪ Klirrfaktor:

652
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.2 Schaltungen
Phasenbeziehungen im Reihenschwingkreis
Prinzip
Aus dem zeitlichen Versatz der Maxima von Stromstärke und Spannung
im Reihenschwingkreis wird die Phase φ bei verschiedenen
Frequenzen f bestimmt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1363200
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompaktes Universal-Interface zum Messen, Steuern und Regeln in
Physik, Chemie, Biologie und Angewandte Wissenschaft.
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61
Software Cobra3 Frequenzanalyse
14514-61
excellence in science
Gekoppelte Schwingkreise
Prinzip
Die Durchlasskurven von einfachen und induktiv gekoppelten,
identischen elektrischen HF-Schwingkreisen (Bandfiltern) werden
untersucht. Sie können durch Verwendung eines frequenzmodulierbaren
Funktionsgenerators direkt auf dem Oszilloskop dargestellt
und ausgewertet werden. Resonanzfrequenz, Bandbreite, Q-
Faktor und andere Größen können bestimmt werden.
Aufgaben
1. Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors und der Güte Q
von der Bandbreite der Stromkreise.
2. Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors und des Q-Faktor
der Stromkreise aus der Resonanzfrequenz; die Kapazität
und die parallele Leitfähigkeit werden mit der Pauli-Methode
bestimmt.
3. Bestimmung der Kopplung k und der Bandbreite Δ f eines
Band-Pass-Filters in Abhängigkeit des Spulenabstandes s.
Lernziel
Resonanz, Q-Faktor, Verlustfaktor , Bandbreite, Kritische oder optimale
Kopplung, Wellenwiderstand, Pauli-Methode, Parallel Leitwert,
Band-Pass-Filter, Zeitablenkung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2450200
Digitaler Funktionsgenerator, USB
Prinzip und Verwendung
Digitaler Signalgenerator zum Einsatz als programmierbare Spannungsquelle
für Praktikums- und Demonstrationsexperimente vorallem
aus dem Bereich Akustik, Elektrotechnik / Elektronik
Verfügbar ab Ende 2010
Digitaler Funktionsgenerator, USB
13654-99
Oszilloskop 30 MHz, 2 Kanal
11459-95

Wobbel-Signalgenerator 20MHz
Funktion und Verwendung
Dieser Signalgenerator mit Frequenz- und Amplituden-Wobbelung
verfügt über Hochleistungskriterien und zahlreiche Funktionsmerkmale
die für eine schnelle Durchführung von Messungen erforderlich
sind.
11768-99
Wheatstone-Brücke
Prinzip
Die Brückenschaltung nach Wheatstone wird zur Bestimmung unbekannter
Widerstände verwendet. Die Schaltung besteht aus zwei
veränderbaren Widerständen (z.B. Schleifdraht-Messbrücke), einem
festen Widerstand und dem zu bestimmenden Widerstand.
Als "Brücke" dient ein empfindlicher Strommesser. Die veränderbaren
Widerstände sind so einzustellen, dass die Brücke stromlos
ist, dann kann der unbekannte Widerstand berechnet werden.
Aufgaben
1. Bestimmung von unbekannten Widerständen, Bestimmung
des Gesamt-Widerstandes
2. Bestimmung der Widerstände, in Reihe geschaltet,
3. Bestimmung von parallel geschalteten Widerständen.
4. Bestimmung des Widerstandes eines Drahtes in Abhängigkeit
vom Querschnitt.
Lernziel
Kirchhoff Gesetze, Stromleiter, Schaltkreis, Spannung, Widerstand,
Parallelschaltung, Reihenschaltung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2410200
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
RLC-Messbrücke
Prinzip
Ohmsche Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten werden in
einer mit Wechselstrom betriebenen Wheatstonebrücken-Schaltung
bestimmt. Der Abgleich erfolgt per Kopfhörer unter Benutzung
der hohen Empfindlichkeit des menschlichen Ohres.
Aufgaben
Bestimmung
1. des Ohmschen Widerstandes
2. der Induktivität
3. der Kapazitäten mit der Wheatstonebrücke unter Benutzung
des Brückenabgleichs.
Lernziel
Wheatstone-Brücke, Induktiver und kapazitiver Blindwiderstand,
Ohmscher Widerstand, Impedanz, Kirchhoff´s Gesetze
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2441000
Schleifdraht-Messbrücke
Funktion und Verwendung
Zum Aufbau einer Wheatstonebrücke.
Ausstattung und technische Daten
Widerstandsdraht auf skaliertem Träger mit 4-mm-Buchsen und mit
Schleifer, Skalenlänge: 100 cm, Teilung: dm, cm, mm
07182-00
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.2 Schaltungen
653

654
3.4 Elektrotechnik - Elektronik
3.4.2 Schaltungen
Widerstandsdrähte auf Metallleiste
Funktion und Verwendung
Zur Widerstandsuntersuchung elektrischer Leiter in Abhängigkeit von
Länge, Querschnitt und Material der Leiter.
Ausstattung und technische Daten
6 Drähte (Konstantan und Messing) auf Grundplatte mit 4-mm-Buchsen,
Drahtlänge: 1 m, Durchmesser (mm): 0,35; 0,5; 0,7; 1 mm,
Grundplatte (mm): 1065 x 90
06108-00
Innenwiderstand und Anpassung bei
Spannungsquellen
Prinzip
Sowohl die Klemmspannung einer Spannungsquelle als auch die
Stromstärke hängen von der Belastung ab, also vom extern angeschlossenen
Widerstand. Die Klemmenspannung wird in Abhängigkeit
von der Stromstärke gemessen. Daraus werden Innenwiderstand
und Leerlaufspannung der Spannungsquelle bestimmt und
die Leistungsanpassung graphisch ermittelt.
Aufgaben
1. Messung der Klemmspannung Ut verschiedener Spannungsquellen
(Flachbatterie, Standardnetzteil AC und DC) in Abhängigkeit
von der Stromstärke und der des angeschlossenen Widerstandes
Re und Berechnung der Leerlaufspannung U0 und
des Innenwiderstandes Ri.
2. Direkte Messung der Leerlaufspannung der Flachbatterie (ohne
externen Widerstand) und des Innenwiderstandes der
Batterie (durch Leistungsanpassung, Ri = Re).
3. Bestimmung des Leistungsdiagramms des Netzteils aus der
Beziehung zwischen Klemmspannung und Stromstärke.
Lernziel
Spannungsquelle, Elektromotorische Kraft (e.m.f.), Klemmspannung,
Leerlaufbetrieb, Kurzschluss, Ohmsches Gesetz, Kirchhoff'sche
Gesetze, Leistungsanpassung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2410300
excellence in science
Der Transformator
Prinzip
Transformatoren finden in weiten Bereichen der Technik Verwendung.
Die geläufigste Anwendung ist der Einsatz von Transformatoren
als Umspanner (Energietechnik). Darüber hinaus werden Transformatoren
aber auch als Wandler (Messtechnik) oder Überträger
(Nachrichtentechnik) verwendet. Abhängig vom Verwendungszweck
können sich die Ausführungen erheblich von einander unterscheiden,
die physikalische Wirkungsweise ist jedoch stets
gleich. In diesem Versuch befinden sich zwei Spulen auf einem gemeinsamen
Eisenkern. An die Primärspule wird eine Spannung angelegt.
Die an der Sekundärspule induzierte Spannung sowie der
dort fließende Strom werden in Abhängigkeit von der Windungszahl
und des in der Primärspule fließenden Stromes und der dort
angelegten Spannung untersucht.
Aufgaben
Bestimmung der sekundären Spannung am offenen Transformator
in Abhängigkeit von: a) der Anzahl der Windungen in der Primärspule,
b) der Anzahl der Windungen in der Sekundärspule, c) der
Primärspannung;
Bestimmung des Kurzschlussstroms auf der Sekundärseite in Abhängigkeit
von: a) der Anzahl der Windungen in der Primärspule,
b) der Anzahl der Windungen in der Sekundärspule,
c) der Primärstromstärke;
Bestimmung der Primärstromstärke mit dem geladenen Transformator
in Abhängigkeit von: a) der Anzahl der Windungen in der
Primärspule, b) der Anzahl der Windungen in der Sekundärspule, c)
der Sekundärstromstärke.
Lernziel
Induktion, Magnetischer Fluss, Transformator geladen, Transformator
entladen, Spule
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2440100

Materialwissenschaften
3 Applied Sciences
3.5 Materialwissenschaften
3.5.1 Metallographie 656
3.5.2 Mechanische Eigenschaften 659
3.5.3 Magnetische Eigenschaften 662
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften 666
3.5.5 Röntgenstrukturanalyse 671
3.5.6 Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz 675
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung 679
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie 689
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
655

656
3.5 Materialwissenschaften
3.5.1 Metallographie
Metallographie
Die Metallographie stellt einen wichtigen Bereich des Methodenkomplexes der Struktur- und Gefügeanalyse dar, der als wesentliches Arbeitsgebiet
der Werkstoffwissenschaft der Aufklärung der Zusammenhänge zwischen Werkstofftechnologie (Herstellung, Verarbeitung) und
Beanspruchung einerseits und Struktur und Eigenschaften metallischer Werkstoffe andererseits dient. Hierbei kommen gezielt mikroskopische
Methoden zum Einsatz.
Die Arbeitstechniken der Metallographie sind auf andere Materialgruppen (Keramographie, Plastographie) im Sinne einer Materialographie
übertragbar, so dass der Begriff Metallographie oft auch stoffübergreifend verwendet wird.
Metallographische Probenvorbereitung - Schleifen
und Polieren
Prinzip
Metallographie ist die Kunst der Vorbereitung metallischer Proben
durch Schleifen, Polieren und Ätzen für eventuelle spätere mikroskopische
Untersuchungen. Der Schleif- und Polierprozess bereitet
die Probenoberfläche vor, um später das Gefüge durch einen geeigneten
Ätzprozess sichtbar zu machen.
Aufgaben
1. Überprüfen Sie die sechs Metall-Proben mit Hilfe der Lupe auf
grobe Fehler.
2. Schleifen und polieren Sie die Proben nach den allgemeinen
Regeln und den detaillierten Anweisungen, unter Berücksichtigung
ihrer Härte und Verformbarkeit.
3. Bewerten Sie den Einfluss der einzelnen Prozessparameter
auf die Oberflächenqualität.
4. Versuchen Sie das Schleif- und Polierverfahren zu optimieren.
Lernziel
Schleifen, Polieren, Metallographische Probenvorbereitung, Verformbarkeit
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5510100
Schleif- und Polierscheiben
SiC Planschleifscheibe MD-Primo 220, 200 mm
70021-01
Diamant Planschleifscheibe MD-Piano 220, 200 mm
70020-01
Diamant Feinschleifscheibe MD-Piano 1200, 200 mm
70022-01
Feinschleifscheibe MD-Allegro, 200 mm, 1 Stück für Gebrauch
mit Diamantsuspension
70024-01
Feinschleifscheibe MD-Largo, 200 mm, 1 Stück für Gebrauch mit
Diamantsuspension
70023-01
excellence in science
Polierscheibe, Alu 200 mm
70000-11
Polierscheibe, PVC 200 mm
70000-12
Magnetische Folie (zum Aufkleben auf Polierscheiben)
70000-15
Metallographische Probenvorbereitung -
chemisches Ätzen
Prinzip
Chemisches Ätzen ist die gebräuchlichste Methode für die Bearbeitung
von polierten Metalloberflächen, um strukturelle Details aus
reinen Metallen und Legierungen herauszuarbeiten. Die Voraussetzung
für ein gutes Ergebnis beim Ätzen ist eine sorgfältig polierte
und saubere Oberfläche. Das Experiment beschreibt die grundlegenden
Verfahren, einige Rezepte und zeigt einige Mikrographien
der herausgearbeiteten Strukturen und Phasen.
Aufgaben
1. Überprüfen Sie wie die sechs Metallproben poliert sind
(P5510100). Suchen Sie mit dem Mikroskop nach makroskopischen
oder mikroskopischen strukturellen Merkmalen.
2. Bereiten Sie die Ätzlösungen vor und ätzen Sie die Proben
nach der Anweisung.
3. Untersuchen Sie die Probenoberflächen, ob die strukturellen
Details zufriedenstellend herausgearbeitet wurden.
Lernziel
Ätzen, Herausarbeiten kristallographischer Strukturen, Mikrographie,
Metallographische Phasen, Metall-Mikroskopie
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5510200

Mikroskop, Auflicht- und Durchlicht, Satz mit USB Cam
zur Materialuntersuchung und Metallographie
Funktion und Verwendung
Trinokulares Mikroskop für die Metallographie und Materialuntersuchung.
Speziell geeignet für: Hochschulpraktika in den materialwissenschaftlichen
Bereichen.
Vorteile
Alle optischen Teile sind mit einem Multi-Coating versehen. Die ergonomische
Gestaltung garantiert einen hohen Bedienungskomfort
und eine entspannte Beobachtung. Die robuste Ganzmetall-Ausführung
und Kugellagerung aller beweglichen Teile garantieren eine sehr
lange Lebensdauer.
Zubehör
Messokular 10x/15 mit Schraubenmikrometer, Messbereich 10 mm, eine
Umdrehung entspricht 1 mm verteilt in 100 Teilen (62244-11),
Ersatzhalogenlampe 6 Volt 30 Watt (62244-12), USB CMOS Kamera 5
MPIX (62244-13), Objektmikrometer 1 mm, verteilt in 100 Teilen, auf
Glasplatte 76 x 26 mm (62244-14)
62244-88
Probensatz Materialwissenschaft
Funktion und Verwendung
Set aus 8 unbehandelten Metallproben für Experimente aus dem Bereich
Materialwissenschaften mit dem Schwerpunkt Metallurgie.
Austattung und technische Daten
Proben aus folgendem Material
▪ Messing (CuZn40Pb2F44)
▪ Kupfer (E-CuF25)
▪ Aluminium (Al99zh)
▪ Al-Legierung (AlMgSiPbF28)
▪ Stahl (9s20k)
▪ Legierter Stahl (x12CrMoS17)
▪ Stahl, 750°C getempert
▪ Messing, 600°C getempert
70001-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Poliermaschine, einspindelig, 230V, 200 / 250 mm,
50-600 U/min, variabel
Funktion und Verwendung
Schleif- und Poliermaschine zum Bearbeiten metallischer Proben.
Speziell geeignet für: Hochschulpraktika im materialwissenschaftlichen
Bereich.
Vorteile
Variable Geschwindigkeit zum Bearbeiten von harten und weichen
Proben.
Ausstattung und technische Daten
Durchmesser Schleifscheiben: 200 und 250 m , Drehgeschwindigkeit:
50-600 U/min, Leistungsaufnahme: 60 W, Anschluss-Spannung : 230
VAC, Abmessungen (L x B x H) 380 x 690 x 340 mm, Gewicht: 30 kg
Zubehör
Polierscheibe, Al, 200 mm (70000-11), Polierscheibe, PVC, 200 mm
(70000-12), Spritzschutz 200 mm (70000-13), Deckel (70000-14),
Magn. Folie selbstklebend, 200 mm (70000-15), Metallplatte, 200 mm
(70000-16)
70000-93
Schleif- und Poliermittel
3.5 Materialwissenschaften
3.5.1 Metallographie
Al2O3 Suspension, 1 l, 0,05 µm
70055-70
Schleifpapier SiC, 240 Korn, 200 mm, selbstklebend, 100 Stück
70011-70
Diamantstick 6 µm, 25g
70050-04
Diamantsuspension 6 µm im 250 ml Pumpzerstäuber
70040-25
Diamantsuspension 3 µm im 250 ml Pumpzerstäuber
70041-25
Diamantsuspension 1 µm im 250 ml Pumpzerstäuber
70042-25
Diamantsuspension 0,25 µm im 250 ml Pumpzerstäuber
70043-25
Diamantschmiermittel, 1 l, Wasserbasis
70060-70
Diamant Schmiermittel 1l, Öl-Wasser Basis
70061-70
657

658
3.5 Materialwissenschaften
3.5.1 Metallographie
TESS expert Laboratory Experiments Applied Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Landwirtschaft, Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
Poliertücher
Eisenplatte, 200 mm (zum Aufkleben von Poliertüchern)
70000-16
METAPO-P, für diam. 10-6 µm, 200 mm, 10 Stück
70002-03
METAPO-B, für diam. 3-1 µm, 200 mm, 10 Stück
70003-03
METAPO-V, für diam. 1-0,1 µm, 200 mm, 10 Stück
70004-03
Feinpoliertuch MD-Nap, 200 mm, 10 Stück
70005-02
Chemikalien zum Ätzen der Proben
Salpetersäure, 65%, reinst 500 ml
30213-50
Salzsäure, 30%, 500 ml
48451-50
Ammoniak-Lösung, 25%, 250 ml
30933-25
Wasserstoffperoxid, 30%, 250 ml
31710-25
Natriumhydroxid, Perlen 500 g
30157-50
Zinkchlorid, reinst 250 g
31983-25
Eisen-III-chlorid-6-Hydrat 250 g
30069-25
Ethanol, Lösemittel (Brennspiritus), 1 l
31150-70
2-Propanol, reinst 1000 ml
30092-70
excellence in science
Kompaktwaage, OHAUS TA 501, 500 g / 0,1 g
Funktion und Verwendung
Taschenwaage mit großer Leistung und einem stilvollen und funktionellem
Design. Die ganze Waage mit der Wägeplattform und den Bedienknöpfen
wird durch einen stabilen Deckel geschützt. Die Energieversorgung
erfolgt über Batterien vom Typ Micro (AAA), die im Lieferumfang
enthalten sind.
Vorteile
Einfache 3-Tasten-Bedienung, Transportsicherung durch stabilen Deckel,
energiesparende automatische Abschaltung nach ca. 30 Sekunden
ohne Aktivität, hintergrundbeleuchtetes Display, 4 Wägeeinheiten:
g, ct, grain, ounce, kalibrierbar über externes Kalibriergewicht,
Tarierbereich: subtraktiv über ganzen Wägebereich.
Ausstattung und technische Daten
Wägebereich: 500 g, Ablesbarkeit: 0,1 g, Gehäusemaße (L x B x H;
mm): 112 x 73 x 17, Wägeteller (L x B; mm): 70 x 50
49243-93
Zubehör
Auswahl des Zubehörs zur Durchführung der Versuche zur Metallographie.
Schliffpresse
62244-15
Spritzschutz, für 200 mm Scheiben
70000-13
Abdeckung, für 200 und 250 mm Scheiben
70000-14
Heißluftgebläse, 1200 W
47540-95
Objektträger, 50 Stück
64691-00
Reinigungskonzentrat, Lösung, 1 kg
38820-70

Mechanische Eigenschaften
Das mechanische Verhalten von Feststoffen bzw. Werkstoffen, wird über Festigkeit, Biege- und Bruchfestigkeit bestimmt. Diese Eigenschaften
lassen sich mit einfachen Experimenten untersuchen.
Elastizitätsmodul
Prinzip
Ein dünner, flacher Balken wird horizontal mit seinen beiden Enden
auf gehärtete Schneiden gelegt. In seiner Mitte angehängte
Massen bewirken eine material- und geometriespezifische Verformung,
die mit einer empfindlichen Messuhr registriert wird. Aus
den Messwerten lassen sich die Verformungsparameter der Testsubstanz
berechnen.
Aufgaben
1. Bestimmung der Kennlinie der Messuhr.
2. Bestimmung der Biegung des Flachstahls: als Funktion der
Kraft, der Dicke, der Breite bei konstanter Kraft , des Abstands
zwischen den Stützpunkten bei konstanter Kraft.
3. Bestimmung des E-Moduls von Stahl, Aluminium und Messing.
Lernziele
Young´s Modul, E-Modul, Stress, Deformation, Querkontraktionszahl,
Hooke'sches Gesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110200
Flachstäbe, Satz
Funktion und Verwendung
Set aus 7 Flachstäben unterschiedlicher Querschnitte, Längen und
Werkstoffe z. B. zur Untersuchung des Elastizitätsmoduls.
Werkstoffe: Stahl, Messing, Aluminium; Querschnitte: 10, 15 bzw. 20
mm x 1,5, 2, 3 mm; Längen: 160 und 500 mm
17570-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Mechanische Hysterese
Prinzip
Bei der Torsion von Metallstäben wird der Zusammenhang zwischen
dem Drehmoment und dem Drehwinkel bestimmt. Die
Hysterese-Kurve wird für verschiedene Metalle aufgenommen.
Aufgaben
1. Aufzeichnung der Hysteresekurve von Stahl- und Kupfer-Stäben.
2. Notieren Sie sich die Spannungsrelaxationskurve mit verschiedenen
Relaxationszeiten aus verschiedenen Materialien.
Lernziele
Mechanische Hysterese, Elastizität, Plastizität, Entspannung, Torsions
Modul, Fließen, Drehmoment, Hooke'sches Gesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110300
Messuhr 10/0,01 mm
Funktion und Verwendung
Messuhr zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls, mit umlaufendem
Zeiger, ein Umlauf pro Millimeter, Skalendurchmesser: 50 mm, Gesamthub:
10 mm, Skalenteilung: 0,01 mm.
Messuhr 10/0,01 mm
03013-00
Halter für Messuhr
03013-01
Bügel mit Schneide
03015-00
3.5 Materialwissenschaften
3.5.2 Mechanische Eigenschaften
659

660
3.5 Materialwissenschaften
3.5.2 Mechanische Eigenschaften
Torsionsschwingungen und Torsionsmodul
Prinzip
Stäbe aus verschiedenen Materialien werden in Drehschwingungen
versetzt. Das Verhältnis zwischen der Schwingungszahl und den
geometrischen Abmessungen der Stäbe wird abgeleitet und das
spezifische Schubmodul für die Materialien ermittelt.
Aufgaben
1. Statische Bestimmung des Torsions-Moduls eines Stabes.
2. Bestimmung des Trägheitsmomentes des Stabes und der Gewichte.
3. Bestimmung der Abhängigkeit der Schwingungsperiode von
der Länge und Dicke der Stangen.
4. Bestimmung des Schubmoduls von Stahl, Kupfer, Aluminium
und Messing.
Lernziele
Gleitmodul, Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment, Trägheitsmoment,
Winkelrückstellmoment, G-Modul, E-Modul
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110400
excellence in science
Torsionsgerät, komplett
Funktion und Verwendung
Zur Untersuchung der Deformationswirkung durch Drehmomente.
▪ Demonstration des Zusammenwirkens von Kraft und Hebel.
▪ Einführung des Begriffs Drehmoment durch die Torsionswirkung.
▪ Aufnahme elastischer Kennlinien durch Torsionsstäbe, die sich in
Länge, Durchmesser oder Material unterscheiden.
▪ Abhängigkeit der Richtgröße eines Torsionsstabs von seinen Abmessungen
und dem Schubmodul.
▪ Elastische Hysterese des Kupfertorsionsstabs.
▪ Statische und dynamische Torsionsbeanspruchung.
▪ Zusammenhang zwischen Schwingungsdauer, Trägheitsmoment
und Richtgröße bei Torsionsschwingungen.
Ausstattung und technische Daten
▪ Torsionsstab, Kupfer, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Messing, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 4 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 3 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 300 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 400 mm
▪ Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsstab, Stahl, d = 2 mm, l = 500 mm
▪ Torsionsgerät
Zubehör
▪ Empfohlen: Laufgewicht aufsetzbar und verschiebbar auf Hebelstange
des Torsionsgeräts (03929-00).
Torsionsgerät, komplett
02421-88
Torsionsgerät
02421-00
Torsionsstab, Stahl, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-01
Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-02
Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 400 mm
02421-03
Torsionsstab, Aluminium, d = 2 mm, l = 300 mm
02421-04
Torsionsstab, Aluminium, d = 3 mm, l = 500 mm
02421-05
Torsionsstab, Aluminium, d = 4 mm, l = 500 mm
02421-06
Torsionsstab, Messing, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-07
Torsionsstab, Kupfer, d = 2 mm, l = 500 mm
02421-08

Hooke'sches Gesetz mit Cobra3
Prinzip
Die Gültigkeit des Hook'schen Gesetz (F= D · x) wird für zwei
Schraubenfedern mit verschiedenen Federkonstanten D bestimmt.
Die Längenveränderung der Feder wird als Funktion der angehängten
Masse und damit der angreifenden Kraft ermittelt. Zum Vergleich
wird noch ein Gummiband, für das die Proportionalität von
angreifender Kraft und Dehnung nicht besteht, unter gleichen Bedingungen
wie die Schraubenfedern untersucht.
Aufgaben
1. Kalibrierung des Messsystems bestehend aus Bewegungssensor
und Newton Sensor.
2. Messung der Zugkraft als Funktion der Auslenkung von 3 Federn
und eines Gummibandes.
3. Ermittlung der Federkonstante und der Hysterese-Kurve
4. Überprüfung des Hook'schen Gesetzes.
Lernziele
Federkonstante, Elastizitätsgrenze, Dehnung und Kompression.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2130111
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
Beschreibung
Mehr als 300 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen
Themenbereichen der Physik: Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektrizitätslehre,
Struktur der Materie.
16502-32
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Newton-Sensor
Funktion und Verwendung
Zum Anschluss an COBRA3-Messmodul Kraft. Metallgehäuse mit Lasthaken
für Zugkräfte und Lastteller für Druckkräfte.
Ausstattung und technische Daten
▪ Mit Haltestiel und festem Anschlusskabel
▪ Endanschläge für Überlastschutz
▪ Hub ca. 0,4 mm/N
▪ Messbereich: max. +/- 4 N
▪ Auflösung: max. +/- 0,0035 mN
▪ Kompensation: +/- 4 N
▪ Maße (mm): 62 x 40 x 120
Newton-Sensor
12110-01
Cobra3 Messmodul Newton
12110-00
Bewegungsaufnehmer mit Kabel
12004-10
Software Cobra3 Kraft/Tesla
14515-61
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompaktes, vielseitiges Interface zum Messen, Steuern und Regeln in
Physik, Chemie, Biologie und Angewandte Wissenschaften.
Vorteile
▪ Mit 11 aufsteckbaren Messmodulen, 50 anschließbaren Sensoren
und über 15 auf die spezielle Anforderungen in der Hochschule
abgestimmten Softwareapplikationen
▪ Bis zu 4 Messgrößen pro Gerät gleichzeitig messbar, bei 5 analogen
und 2 digitalen Eingängen
▪ Kaskadierbar mit weiteren Geräten, damit weitere Messgrößen
kombinierbar und gleichzeitig messbar
▪ Intuitiv und graphisch geführte Konfiguration
▪ Über 250 ausführlich beschriebene Experimente
▪ schnelle Datenerfassung (bis zu 500 kHz analog und 4 MHz digital)
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
3.5 Materialwissenschaften
3.5.2 Mechanische Eigenschaften
661

662
3.5 Materialwissenschaften
3.5.3 Magnetische Eigenschaften
Magnetische Eigenschaften
Magnetische Eigenschaften wie Ferro-, Para- und Diamagnetismus lassen sich nur mit Hilfe der Quantenmechanik erklären. Hier spielen
Bahndrehimpuls und Spin der Elektronen im Festkörper die tragende Rolle. Neben diesen Grundbegriffen, lassen sich auch anwendungsnahe
Szenarien, wie Hysterese und Magnetostriktion durch Experimente darstellen.
Der Ferro-, Para- und Diamagnetismus
Prinzip
Ein Nickel-, Wolfram- oder Wismut-Stäbchen wird zwischen die
Stirnfläche der Polschuhe (06493-00), aufgesetzt auf ein Hufeisenmagnet
(06320-00), gebracht. Stäbchen aus para- und ferromagnetischen
Stoffen stellen sich parallel zu den Feldlinien des magnetischen
Feldes ein, solche aus diamagnetischen Stoffen senkrecht
dazu.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)
16004-01 Deutsch
P1221300
Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)
16004-01
Magnetische Stäbchen
Funktionen und Verwendung
Zur Demonstration des Verhaltens eines ferro-, para- und diamagnetischen
Körpers in einem Magnetfeld.
Ausstattung und technische Daten
Ferro-, para- bzw. diamagnetischer (4 x 2 x 36)-mm-Stab an Seidenfaden
Nickel-Stäbchen
06335-00
Wolfram-Stäbchen
06337-00
Wismut-Stäbchen
06339-00
excellence in science
Barkhausensprünge
Prinzip
Beim allmählichen Aufmagnetisieren einer Probe aus Eisen oder
Nickel nimmt nicht sofort das gesamte Volumen des Materials den
höheren Magnetisierungszustand an. Einzelne Bezirke (Weißsche
Bezirke) klappen spontan zu verschiedenen Zeiten um. Jedes Umklappen
erzeugt eine Induktionsspannung, die mit dem Lautsprecher
und auf dem Oszilloskop nachgewiesen werden kann.
P0613800
Drähte für Barkhausen-Effekt
Funktion und Verwendung
Zur Demonstration des spontanen Umklappens der Dipolachse der
"Weißschen Bezirke".
Ausstattung und technische Daten
Je 1 Weicheisen-, 1 Stahl- und 1 Nickeldraht, in beschrifteten (61 x
29 x 16 mm) Kunststoffblöcken
06331-00
NF-Verstärker
Funktion und Verwendung
NF-Verstärker für Gleich- und Wechselspannung.
Ausstattung und technische Daten
0,1 Hz...100 kHz; Verstärkung (stufenlos): 0,1...10.000; Eingang:
0...+/- 10 V, 50 kOhm; Umschalter für AC- oder DC-Betrieb; Stellbare
Offsetspannung; kurzschlussfest
13625-93

Ferromagnetische Hysterese
Prinzip
In einem ringförmigen Eisenkern wird mithilfe zweier stromdurchflossenen
Spulen ein Magentfeld erzeugt. Die Feldstärke Η und die
Flussdichte B werden gemessen und die Hysterese aufgezeichnet.
Die Remanenz und Koerzitivfeldstärke von zwei verschiedenen Eisenkernen
können verglichen werden.
Aufgaben
Zeichnen Sie die Hysteresekurve für einen massiven Eisenkern und
für einen geschichteten Eisenkern auf.
Lernziele
Induktion, Magnetischer Fluss, Spule, Magnetische Feldstärke, Magnetfeld
von Spulen, Remanenz, Koerzitivfeldstärke
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5551111
Cobra3 Messmodul Tesla
Funktion und Verwendung
Steckmodul für COBRA3-Interface zur Messung von magnetischen
Gleich- und Wechselfeldern.
Ausstattung und technische Daten
Bipolare Messbereiche: 10 mT, 100 mT, 1 T, Auflösung: max. 5 µT (12
bit), Kompensation: 1 T, Kunststoffgehäuse mit rückseitigem D-Sub-
Stecker, 25-polig, Maße (mm): 100 x 50 x 40
Cobra3 Messmodul Tesla
12109-00
Hallsonde, tangential
13610-02
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Software Cobra3 Kraft/Tesla
14515-61
Schiebewiderstand 10 Ohm, 5,7 A
06110-02
Spule, 600 Windungen
06514-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Bestimmung der Permeabilität von Eisen
Prinzip
Die magnetische Hysterese ist eine nicht lineare Beziehung zwischen
der magnetischen Flussdichte B und der magnetischen Feldstärke
H. Aus der Hystereseschleife können charakteristische Größen
eines ferromagnetischen Stoffes bestimmt werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Magnetfeld (MFT)
16004-01 Deutsch
P1221400
Teslameter, digital
Funktion und Verwendung
Zur Messung von magnetischen Gleich- und Wechselfeldern.
20...2000 mT; Δ=0,01 mT, ±2 %, Grenzfrequenz: 5 kHz; Analogausgang:
0...+/- 2 V DC
Teslameter, digital
13610-93
Hallsonde, tangential
13610-02
Eisenkerne
3.5 Materialwissenschaften
3.5.3 Magnetische Eigenschaften
Eisenkern, U-förmig, massiv
06491-00
Eisenkern, stabförmig, massiv
06490-00
Eisenkern, U-förmig, geblättert
06501-00
Eisenkern, stabförmig, kurz, geblättert
06500-00
663

664
3.5 Materialwissenschaften
3.5.3 Magnetische Eigenschaften
Magnetostriktion mit dem Michelson-
Interferometer
Prinzip
In einem Interferometer nach Michelson wird einer der Spiegel
durch Magnetostriktion gezielt bewegt. Diese sehr kleine Verschiebung
führt zu Veränderungen im Interferenzmuster und lässt sich
dadurch quantitativ bestimmen.
Aufgaben
1. Aufbau eines Michelson Inferometers.
2. Testen verschiedener ferromagnetischer Materialien (Eisen
und Nickel) sowie eines nicht-ferromagnetischen Materials
(Kupfer), im Hinblick auf ihre magnetostriktiven Eigenschaften.
Lernziel
Interferenz, Wellenlänge, Beugungsindex, Geschwindigkeit des
Lichts, Phase, Virtuelle Lichtquelle, Ferromagnetisches Material,
Molekulare magnetische Felder, Spin-Bahn-Kopplung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5230800
Faraday-Modulator
Funktion und Verwendung
Kupferspule auf temperaturstabilem Wickelkörper mit Einsatz zur Aufnahme
von Glasstäben für Faraday-Effekt oder von Metallstäben zur
Magnetostriktion.
Ausstattung und technische Daten
Auf Rundstiel und mit fester 1m Anschlussleitung mit 4-mm-Steckern,
Windungszahl: 1200, Induktivität: 6,3 mH, Ohmscher Widerstand: 4
Ohm, Strom: max. 5 A, Innendurchmesser: 14 mm
Faraday-Modulator
08733-00
Metallstäbe für Magnetostriktion, 3 Stück
08733-01
excellence in science
Helium-Neon-Laser 5 mW
Funktion und Verwendung
Helium-Neon-Laser 5 mW mit fester HV-Anschlussleitung mit HV-Stecker
zum Anschluss an Lasernetzgerät.
Ausstattung und technische Daten
Wellenlänge: 632,8 nm, TEMOO Mode, Polarisationsgrad: 1:500,
Strahldurchmesser: 0,81 mm, Strahldivergenz: 1 mrad, Leistungsdrift:
max. 2,5% / 8 h, Lebensdauer: ca. 15000 h, Zylindergehäuse: Ø = 44,2
mm; l = 400 mm, incl.2 Halter mit 3-Punktlagerung und 2 Stellringen
Helium-Neon-Laser 5 mW
08701-00
Stromversorgung und Shutter für Laser 5 mW
08702-93
Optische Grundplatte mit Gummifüssen
Funktion und Verwendung
Zum Aufstellen von magnetisch haftenden optischen Komponenten
mit denen Versuche zur geometrischen Optik, Wellenoptik, Holografie,
Interferometrie und Fourier-Optik aufgebaut werden können.
Ausstattung und technische Daten
Biegesteife, vibrationsgedämpfte und korrosionsgeschützte Metallplatte
mit (5 cm x 5 cm)-Rasterdruck und rutschsicheren Gummifüßen.
Drei fest montierte Spannstellen für Laser- und Lasershuttermontage.
Plattenmaße (mm): 590 x 430 x 24, Masse: 7 kg
Optische Grundplatte mit Gummifüssen
08700-00
Magnetfuß für Grundplatte
08710-00
Justierhalterung, 35 x 35 mm
08711-00
Oberflächenspiegel, 30 x 30 mm
08711-01
Halter für Platten
08719-00
Linsenhalter für Grundplatte
08723-00
Strahlteilerplatte 50 % : 50 %
08741-00

Cobra4 Sensor Tesla, Magnetfeldstärke ± 1 Tesla
Funktion und Verwendung
Sensor aus der Cobra4 Familie zum Messen der magnetischen Feldstärke
in Gleich- und Wechselfeldern zum Anschluss an alle Cobra4 Grundgeräte.
Anschluss der Hallsonden über eine fünfpolige Diodenbuchse.
Ausstattung und technische Daten
Messbereiche
▪ ± 1 T, Δ = 1 mT
▪ ± 100 mT, Δ = 100 µT
▪ ± 10 mT, Δ = 10 µT
Gleichfeld:
▪ jeweils bis zum Messbereichsendwert kompensierbar
▪ Genauigkeit ca. ± 2 % vom Messbereichsendwert
Wechselfeld:
▪ 15 Hz ... 1 kHz
▪ Messung mit Effektivwertgleichrichter (RMS) gemessen
▪ keine Messbereichskompensation
▪ Genauigkeit ca. ± 3% vom Messbereichsendwert
Allgemein:
▪ Abtastrate: 5 Hz
▪ Maße: 60 x 70 x 35 mm
▪ Masse:100g
Cobra4 Sensor Tesla, Magnetfeldstärke ± 1 Tesla
12652-00
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte, USB-
Kabel und Software measure
12620-55
Hallsonde, tangential
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit Teslameter oder COBRA-Interface zur Magnetfeldmessung.
Ausstattung und technische Daten
Hallprobe in flexibler, schmaler Sonde mit Schutzrohr und Griff, Sondenmaße
(mm): 1,2 x 5 x 70
13610-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Hall-Sonde, axial
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit Teslameter oder COBRA-Interface zur Magnetfeldmessung
an Leitern oder in Spulen.
Ausstattung und technische Daten
Hallprobe auf Rohrsonde mit Griff, Sondenlänge/-durchmesser 300/6
mm
13610-01
Cobra4 Sensor-Unit Tesla, Komplettset mit 2 Sonden
12652-88
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Agrarwissenschaften inkl. Ernährung und Ökologie,
Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
3.5 Materialwissenschaften
3.5.3 Magnetische Eigenschaften
665

666
3.5 Materialwissenschaften
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften
Thermische und elektrische Eigenschaften
Thermische und elektrische Eigenschaften von Stoffen sind häufig eng miteinander verbunden. Beispielsweise bei Metallen und Legierungen
leisten die freien Elektronen den Hauptteil der elektrischen Leitung und Wärmeleitung. Neben den rein thermischen Eigenschaften von
(Werk-)stoffen gibt es Experimente, die beide Phänomene miteinander verknüpfen.
Thermische Ausdehnung von Feststoffen und
Flüssigkeiten
Prinzip
Zur Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten von Flüssigkeiten
wird ein Volumen-Dilatometer in einem Wasserbad mit
einem Thermostat temperiert. Die Volumenausdehnung und die
Längenausdehnung verschiedener Materialien wird in Abhängigkeit
von der Temperatur bestimmt.
Aufgaben
1. Bestimmung der Volumenausdehnung von Ethylacetat, Spiritus,
Olivenöl, Glycerin und Wasser mit dem Pyknometer.
2. Bestimmung der Längenausdehnung von Messing, Eisen, Kupfer,
Aluminium, Duran und Quarzglas mit einem Dilatometer.
3. Ermittlung des Zusammenhangs zwischen der Veränderung in
der Länge und Gesamtlänge im Fall von Aluminium.
Lernziel
Längenausdehnung, Volumenausdehnung von Flüssigkeiten, Wärmekapazität,
Gitterpotential, Grüneisen Gleichung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2310100
Dilatometer und Zubehör
Dilatometer mit Messuhr
04233-00
Rohr für Dilatometer, Aluminium
04231-06
Rohr für Dilatometer, Kupfer
04231-05
Rohr für Dilatometer, Quarzglas
04231-07
Messrohr, l = 300 mm, NS 19/26
03024-00
excellence in science
Wärmekapazität von Metallen mit Cobra3
Prinzip
Beheizte Proben werden in ein Kalorimeter, das mit niedrig temperiertem
Wasser gefüllt ist, gegeben. Die Wärmekapazität der
Probe wird aus dem Anstieg der Temperatur des Wassers bestimmt.
Aufgaben
1. Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität von Aluminium,
Eisen und Messing.
2. Überprüfung des Gesetzes von Dulong Petit mit Hilfe der Ergebnisse
dieses Experimentes.
Lernziel
Mischungstemperatur, Siedepunkt, Dulong Petit-Gesetz, Gitterschwingung,
Innere Energie, Debye-Temperatur
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2330111
Kalorimeter, 500 ml
Funktion und Verwendung
Zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität von festen Körpern
oder Flüssigkeiten und zur Messung von Umwandlungsenergien.
Ausstattung und technische Daten
Wärmeisolierter Aluminiumtopf in Kunststoffbehälter, Deckel mit Hubrührer,
Heizwendel und 4-mm-Buchsen, Heizung: max. 60 W / 3
Ohm, Höhe: 130 mm. Durchmesser: 160 mm.
Kalorimeter, 500 ml
04401-00
Metallkörper, Satz von 3 Stück
04406-00

Thermische und elektrische Leitfähigkeit von
Metallen
Prinzip
Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer und Aluminium wird bei einem
konstanten Temperaturgradienten bestimmt. Die elektrische Leitfähigkeit
von Kupfer und Aluminium wird bestimmt und das
Wiedemann-Franzsche Gesetz überprüft.
Aufgaben
1. Bestimmung der Wärmekapazität des Kalorimeters vor dem
Experiment.
2. Schaffung eines Temperaturgradienten in einem Metallstab
mit Hilfe von zwei Wärmespeichern (kochendes Wasser und
Eiswasser). Nach dem Entfernen der Eisstücke, Messung der
Erhitzung des kalten Wassers in Abhängigkeit von der Zeit
und Bestimmung der thermische Leitfähigkeit des Stabes.
3. Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Metalle durch
Aufnahme einer Strom-Spannungs-Kennlinie.
4. Überprüfen des Wiedemann-Franzschen Gesetzes.
Lernziel
Elektrische Leitfähigkeit, Wiedemann-Franz-Gesetz, Lorenz Zahl,
Diffusion, Temperaturgradient, Wärmetransport, Spezifische Wärme,
Vier-Punkt-Messung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2350200
Wärmeleitstäbe
Funktion und Verwendung
Zubehör für Wärmeleit-Messapparatur zur Untersuchung der Wärmeleitung
und elektrischen Leitung (z. B. Nachweis des Wiedemann-
Franzschen Gesetzes, dem Zusammenhang beider Größen)
Ausstattung und technische Daten
Kunststoffummantelte mit 10 äquidistanten Senkungen auf der Mantelfläche
zur Temperaturbestimmung, stirnseitig 4-mm-Bohrungen
für elektrischen Anschluss, Stablänge: 420 mm, Stabdurchmesser: 25
mm, Material: Kupfer bzw. Aluminium
Wärmeleitstab, Cu
04518-11
Wärmeleitstab, Al
04518-12
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.5 Materialwissenschaften
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften
Längenausdehnung fester Körper
Prinzip
Metallrohre aus verschiedenen Materialien werden mit durchströmendem
Wasserdampf erhitzt. Die Rohre sind auf einer Seite fest
eingespannt und liegen mit der anderen Seite auf einer Rollachse
auf, deren Bewegung mit einem Zeiger verdeutlicht wird. Die Längenausdehnung
verschiedener Metalle wird qualitativ miteinander
verglichen und der Längenausdehnungs-Koeffizient berechnet.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Wärme auf der Tafel (WT)
01154-01 Deutsch
Demo advanced Physik Handbuch Sekundarstufe 1, Mechanik,
Akustik, Wärme, regenerative Energie, Elektrik, Optik
01500-01 Deutsch
P1291500
Temperaturmessgerät 4-2
Funktion und Verwendung
Modernes, sehr bedienerfreundliches Gerät für die Messung von Temperaturen
und Temperaturdifferenzen mit 4 Messstellen und 2 Anzeigen
mit Computerschnittstelle.
Ausstattung und technische Daten
▪ Messbereich: -50...+300°C
▪ Auflösung: 0,1°C, 0,01°C (bei Funktion: ΔT)
▪ Sondenanschlüsse: 4 Diodenbuchsen, 5-polig
▪ Sondentyp: Pt100, Vierleitertechnologie
▪ Schnittstelle: RS232-Schnittstelle, 9600 Baud
▪ Schreiberausgang: 0,1 K/mV (-50...+300°C)
▪ Anschlussspannung: 230 V~/50...60 Hz
▪ Maße (mm): 270 x 236 x 168
▪ Gewicht: ca. 3 kg
Temperaturmessgerät 4-2
13617-93
Temperatur-Tauchsonde Pt100, Edelstahl, -20...+300°C
11759-01
Temperatur-Oberflächenfühler Pt100, Schutzrohr Edelstahl,
Tastplatte vergoldet, -20...+300°C
11759-02
667

668
3.5 Materialwissenschaften
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften
Dielektrizitätskonstante verschiedener Werkstoffe
Prinzip
Die Dielektrizitätskonstante wird durch Messung der Ladung eines
Plattenkondensators ermittelt. Auf gleiche Weise wird verfahren
indem zwischen den Platten Kunststoff und Glas eingefügt wird.
Aufgaben
1. Messung der Beziehung zwischen Ladung Q und Spannung U.
2. Bestimmung der Dielektrizitätskonstante aus 1.
3. Die Ladung eines Plattenkondensators soll in Abhängigkeit
vom Kehrwert des Abstandes zwischen den Platten gemessen
werden.
4. Die Beziehung zwischen Ladung Q und Spannung U wird mit
Hilfe eines Plattenkondensators zwischen den Platten, in die
verschiedene feste dielektrischen Medien eingeführt werden,
gemessen. Die entsprechenden Dielektrizitätskonstanten
werden im Vergleich zu Messungen, die mit Luft zwischen
den Kondensatorplatten durchgeführt wurden, bestimmt.
Lernziele
Maxwell-Gleichungen, E-Konstante, Kapazität eines Plattenkondensators,
Dielektrische Verschiebung, Dielektrische Polarisation,
Dielektrizitätskonstante
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2420600
Hochspannungsnetzgerät 0...10 kV
Funktion und Verwendung
Universell einsetzbare Hochspannungsquelle, für alle elektrostatischen
Versuche und Experimente zur Radioaktivität, sowie zum Betrieb
von Spezialröhren und anderen Gasentladunsröhren geeignet.
Ausstattung und technische Daten
3 stellbare Gleichspannungen: 0...+5 kV; 0..-5 kV; 0...+/- 10 kV, Maximaler
Kurzschlussstrom: 3 mA, Innenwiderstand: ca. 5 MOhm, Restwelligkeit:
< 0,5 %, 3-stelliges LED-Display, h = 20 mm, Ausgänge
kurzschlussfest, erd- und massefrei, Leistungsaufnahme: 20 VA, Anschlussspannung:
230 V, Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse
mit Traggriff und Aufstellfuß, Maße (mm): 230 x 236 x 168
13670-93
excellence in science
Plattenkondensator, d = 260 mm
Funktion und Verwendung
Für Experimente zur Elektrostatik z. B. zur Untersuchung des Zusammenhangs
zwischen Ladung, Spannung und Kapazität am Plattenkondensator
und zur Messung von Dielektrizitätskonstanten.
Ausstattung und technische Daten
▪ Präzisionskondensator mit einer feststehenden, hochisolierten
und einer beweglichen Platte
▪ Einstellung des Plattenabstandes mit Hilfe eines Spindeltriebs
▪ Mit Noniusskale
▪ Plattenabstand: 0...70 mm
▪ Einstellgenauigkeit: 0,1 mm
▪ Plattendurchmesser: 260 mm
▪ Plattendicke: 6 mm
Plattenkondensator, d = 260 mm
06220-00
Kunststoffplatte (Dielektrikum), 283 x 283 mm
06233-01
Glasplatten für Stromleiter
06406-00
Messverstärker universal
Funktion und Verwendung
Messverstärker für Gleich- und Wechselspannungen und mit zwei Betriebsarten.
Ausstattung und technische Daten
Elektrometerverstärker: Eingangsimpedanz Ri < 100 TeraOhm
Low Drift: Ri = 10 kOhm
Sechs Verstärkungsfaktoren 1...100000, Frequenz (verstärkungsabhängig):
0...min. 2 kHz / max. 22 kHz, Eingang: BNC/4-mm-Buchsen:
0...+/-10 V, Ausgang: BNC/4-mm-Buchsen: 0...+/-10 V, kurzschlussfest,
Tiefpass mit 5 wählbaren Zeitkonstanten: 0 s...3 s, Entladetaster
und Offsetsteller, Anschluss: 230 V/50 Hz, schlagfestes Kunststoffgehäuse
mit Traggriff, Maße (mm): 190 x 140 x 128
13626-93

Hall-Effekt in Metallen
Prinzip
Der Hall-Effekt von dünnen Zink- und Kupferfolien wird untersucht
und der Hall-Koeffizient bestimmt. Der Einfluss der Temperatur auf
die Hallspannung wird untersucht.
Aufgaben
1. Die Hallspannung von dünnen Zink- und Kupferfolien wird
gemessen.
2. Der Hallkoeffizient wird aus Messungen des elektrischen
Stroms und der magnetischen Induktion bestimmt.
3. Am Beispiel von Kupfer wird der Einfluss der Temperatur auf
die Hallspannung untersucht.
Lernziel
Normaler Hall-Effekt, Anormaler Hall-Effekt, Ladungsträger, Hall
Mobilität, Elektronen, Defektelektronen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2530300
Halleffekt von Kupfer, Trägerplatine
Funktion und Verwendung
Trägerplatte mit Kupferprobe zur Bestimmung des normalen Halleffekts
als Funktion der Temperatur.
Ausstattung und technische Daten
▪ Mit integriertem Heizsystem, Thermoelement, Spindelpotentiometer
zur Fehlspannungskompensation, 4-mm-Anschlussbuchsen
und mit Haltestiel
▪ Probenanschluss in 5-Leitertechnik
▪ Probenfläche (mm): 25 x 25
▪ Probendicke: 0,018 mm
▪ Probenstrom: max. 20 A
▪ Heizspannung: 6 V
▪ Heizstromstärke: 5 A
▪ Thermoelement Cu/CuNi
▪ Trägerplatte (mm): 160 x 100
Halleffekt von Kupfer, Trägerplatine
11803-00
Halleffekt von Zink, Trägerplatine
11804-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.5 Materialwissenschaften
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften
Hall-Effekt in p-Germanium (mit Cobra3)
Prinzip
An einer quaderförmigen Germaniumprobe werden Widerstand
und Hallspannung in Abhängigkeit von der Temperatur und des
Magnetfeldes gemessen. Aus den Messwerten werden der Bandabstand,
die spezifische Leitfähigkeit, die Ladungsträgerart und die
Ladungsbeweglichkeit bestimmt.
Aufgaben
1. Messung der Hall-Spannung bei Raumtemperatur und konstantem
Magnetfeld in Abhängigkeit vom Steuerstrom.
2. Die Spannung über der Probe wird bei Raumtemperatur und
unter ständiger Kontrolle in Abhängigkeit von der magnetischen
Induktion B gemessen.
3. Die Spannung über der Probe wird in Abhängigkeit von der
Temperatur gemessen. Aus der Messung wird der Bandabstand
vom Germanium berechnet.
4. Die Hall-Spannung wird in Abhängigkeit von der magnetischen
Induktion bei Raumtemperatur gemessen. Das Vorzeichen
der Ladungsträger und der Hall-Konstanten wird zusammen
Hall-Mobilität und der Ladungsträgerkonzentration
aus den Messungen berechnet.
5. Die Hall-Spannung UH wird in Abhängigkeit von der Temperatur
bei konstanter magnetischer Induktion B gemessen.
Lernziel
Halbleiter, Band Theorie, Verbotene Zone, Innere Leitfähigkeit,
Äußere Leitfähigkeit, Valenzband, Leitungsband, Lorentz-Kraft,
Magnetischer Widerstand, Mobilität, Leitfähigkeit, Bandabstand,
Hall-Koeffizient
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2530111
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Cobra3 Messmodul Tesla
12109-00
Hallsonde, tangential
13610-02
Software Cobra3-Halleffekt
14521-61
669

670
3.5 Materialwissenschaften
3.5.4 Thermische und elektrische Eigenschaften
Hall-Effekt in n-Germanium (mit dem Teslameter)
Prinzip
Der Widerstand und die Hall-Spannung auf einem rechteckigen
Streifen von Germanium wird in Abhängigkeit von der Temperatur
und des Magnetfeldes gemessen. Aus den Ergebnissen der Energielücke
kann die spezifische Leitfähigkeit der Ladungsträger und die
Ladungsträgerbeweglichkeit bestimmt werden.
Aufgaben
1. Bei konstanter Raumtemperatur und mit einem homogenen
Magnetfeld wird die Hall-Spannung in Abhängigkeit vom
Steuerstrom gemessen und die Werte in einem Diagramm
aufgezeichnet.
2. Bei Raumtemperatur und mit einem konstanten Steuerstrom
wird die Spannung über der Probe in Abhängigkeit von der
magnetischen Flussdichte gemessen.
3. Halten Sie den Steuerstrom konstant und messen Sie die
Spannung über der Probe in Abhängigkeit der Temperatur.
Aus den Messwerten berechnen Sie die Bandlücke von Germanium.
4. Messung der Hall Spannung bei Raumtemperatur in Abhängigkeit
von der magnetischen Flussdichte. Von den Messwerten
werden der Hall-Koeffizient bestimmt und das Vorzeichen
der Ladungsträger. Berechnen Sie auch die Hall- Mobilität
und die Dichte der Ladungsträger.
5. Messen Sie die Hall-Spannung in Abhängigkeit von der Temperatur
bei der einheitlicher magnetischer Flussdichte, und
zeichnen Sie die Messwerte in ein Diagramm ein.
Lernziel
Halbleiter, Band Theorie, Verbotene Zone, Eigenleitung, Äussere
Leitung, Valenzband, Leitungsband, Lorentz-Kraft, Magnetwiderstand,
Neyer-Neldel Regel
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2530201
excellence in science
Halleffekt-Modul
Funktion und Verwendung
Zur Aufnahme und Versorgung von Halleffekt-Trägerplatinen mit dotierten
und undotierten Germanium-Kristallen sowie zu deren temperaturabhängigen
Bestimmung von Hallspannung und Leitfähigkeit.
Vorteile
▪ Gabelförmiges Metallgehäuse mit integriertem 3-stell./9-mm-LED
Display zur wahlweisen Anzeige von Temperatur und Treibstrom
der Proben.
▪ therm. Überlastschutz für Probenheizung
▪ Konstantstrom und Hallspannungskompensation stellbar
▪ Steckleiste und Führungsnuten für Trägerplatinen
▪ Führungsnut für Hallsonde
▪ 4-mm-Sicherheitsbuchsen zum Abgriff von Hall- und Probenspannung
und zum Einspeisen der Betriebsspannung.
▪ D-SUB-9-Buchse zum Anschluss an Interface
Ausstattung und technische Daten
▪ Max. Probenstrom: +/- 60 mA
▪ Max. Probentemperatur: 175 °C
▪ Versorgung 12 VAC / max. 3,5 A
▪ Gehäuseaußenmaße (16 x 10,5 x 2,5) cm
▪ Masse (ohne Stiel): 0,25 kg
▪ Inkl. Haltestiel (l = 12 cm, d = 1 cm) mit M6-Gewinde
11801-00
Halleffekt, Germanium, Trägerplatinen
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit Halleffekt-Modul zur temperaturabhängigen Bestimmung
von Hallspannung und Leitfähigkeit.
Ausstattung und technische Daten
▪ Trägerplatine mit n-Ge-Kristall
▪ Pt 100-Thermofühler
▪ Heizmäander
▪ Steckleiste
▪ Kristallmaße (mm): 20 x 10 x 1
▪ Spezifischer Widerstand: 2,0 - 2,5 Ohm cm
▪ Maximale Kristalltemperatur: 170 °C
▪ Maximaler Probenstrom: +/- 60 mA
▪ Platinenmaße (mm): 73 x 70 x 3 mm
▪ Masse: 0,03 kg
Halleffekt, n-Germanium, Trägerplatine
11802-01
Halleffekt, p-Germanium, Trägerplatine
11805-01
Eigenleitung von Germanium, Trägerplatine
11807-01

Röntgenstrukturanalyse
Da die meisten Medien für Röntgenstrahlung durchlässig sind und Röntgenstrahlung Wellenlängen im Bereich von pm bis nm besitzen, eignet
sich Röntgenstrahlung besonders gut zur Grob- bzw. Feinstrukturanalyse. Während es bei der Grobstrukturanalyse um Materialfehler geht,
zielt die Feinstrukturanalyse auf die Untersuchung der Kristallstruktur der zu untersuchenden Werkstoffe und beispielsweise den Grad der
Ordnung bei der Untersuchung von Texturen. Hierbei werden Verfahren wie die Debye-Scherrer-Diffraktometrie oder auch das Laue-Verfahren
eingesetzt.
Bestimmung der Länge und Lage eines nicht
sichtbaren Objekts
Prinzip
Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der nicht
gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen von zwei
verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander sind, bestimmt
werden.
Aufgaben
1. Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der
nicht gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen
von zwei verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander
sind, bestimmt werden.
2. Mit Hilfe der Vergrößerung, die sich aus der Divergenz der
Röntgenstrahlen ergibt, sollen die wahre Länge und die
räumliche Lage des Stiftes bestimmt werden.
Lernziel
Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung,
Absorptionsgesetz, Massenabsorptionskoeffizient, Stereografische
Projektion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5150100
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
16508-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett
Funktion und Verwendung
Vollstänges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenphysik
Ausstattung und technische Daten
Röntgengerät 35 kV Schul-/Vollschutzgerät mit Röntgenröhren:
▪ Schnellwechseltechnik
▪ Mikroprozessorgesteuert
▪ Integriertes Ratemeter, Lautsprecher und Aufbewahrungsbox für
Zubehör
▪ 2 Demo-LED-Displays zur Anzeige aller Betriebs- und Messgrößen
▪ Experimentierraum mit Beleuchtung und Leuchtschirm
▪ integriertes PC-Interface zur Steuerung und Datenaufnahme
▪ Hochspannung: 0,0...35,0 kV, Emissionsstrom: 0,0...1,0 mA
▪ Zählrohrspannung: 500 V, Zählzeit: 0,5...100 s
▪ Anschluss: 110/240 V~, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme: 160 VA
▪ Maße: (600 x 340 x 470) mm, Masse: 33 kg
Cu-Röntgenröhre:
▪ justiert in Stahlblechgehäuse mit Traggriff, Maße: (267 x 148 x
203) mm, Masse: 4,3 kg
Goniometer:
▪ schrittmotorgesteuert
▪ Schrittweite: 0,1...10°, Geschwindigkeit: 0,5...100,0 s/Schritt
▪ Probe: 0...360°, Zählrohr: -10°...+170°
▪ Maße: (285x140x208) mm, Masse: 4,1 kg
Zählrohr Typ B
▪ in Metallzylinder mit 500 mm
▪ Dichte Glimmerfenster: 2...3 mg/cm²
▪ Arbeitsspannung: 500 V, Totzeit: ca. 100 µs
▪ Ø = 22 mm, l = 76 mm, Masse: 0,103 kg
Kaliumbromid Einkristall(100)
▪ orientiert Netzebenenabstand: 329 pm
▪ Dicke: 1 mm, nutzbare Fläche: (10 x 12) mm
Handbuch (132 Seiten; DIN A4-Format) mit 27 Experimentbeschreibungen.
Software und Datenkabel
3.5 Materialwissenschaften
3.5.5 Röntgenstrukturanalyse
X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett
09058-88
X-ray Einschub mit Wolfram-Röntgenröhre
09058-80
X-ray Implantatmodell für Röntgenfotos
09058-07
671

672
3.5 Materialwissenschaften
3.5.5 Röntgenstrukturanalyse
Debye-Scherrer-Beugungsbilder von Pulverproben
mit drei kubischen Bravais-Gittern
Prinzip
Polykristalline, flächen- und raumzentrierte Pulverproben werden
mit der Strahlung aus einer Kupfer-Röntgenröhre durchleuchtet.
Mit Hilfe eines Geiger-Müller Zählrohres werden winkelabhängig
Beugungsintensitäten vermessen. Es können die Bragg-Reflexe zu
den einzelnen Netzebenen, die Gitterkonstante der Proben und die
entsprechenden Bravaisgittertypen ermittelt werden.
Aufgaben
1. Aufzeichnung der winkelabhängigen Intensität der vier
durchstrahlten kubisch kristallinen Pulverproben.
2. Berechne den Gitterabstand entsprechend der Winkelposition
der individuellen Braggpeaks.
3. Ordne die Bragg-Reflektionen den entsprechenden Netzebenen
zu. Bestimme die Gitterkonstante der Proben und ihren
Bravaisgittertyp.
4. Bestimme die Zahl der Atome in der Elementarzelle.
Lernziel
Wellenlänge, Kristallgitter, Kristallsysteme, Bravais-Gitter, reziprokes
Gitter, Miller Index, Strukturfaktor, atomarer Streufaktor,
Bragg Streuung, charakteristische Strahlen, Monochromatisierung
der Strahlen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2542100
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit
Röntgenstrahlung (XT)
Beschreibung
27 Experimentbeschreibungen zum Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Charakteristische Strahlung, Absorption, Comptonstreuung
und Dosimetrie, Strukturbestimmung von Kristallen, Diffraktometrische
Debye-Scherrer Experimente.
DIN A4, Spiralbindung, farbig, 132 Seiten
01189-01
excellence in science
Weitere Pulverproben für Debye-Scherrer-Beugung
Ähnlich wie in Versuch P2542100 für die kubischen Bravais-Gitter
beschrieben, lassen sich auch andere Pulverproben mit charakteristischer
Kristallstruktur mit Hilfe der Debye-Scherrer-Diffraktometrie
untersuchen.
Zu folgenden Kristallstrukturen gibt es im Handbuch Experimente mit
Röntgenstrahlung (01189-01) detailierte Beschreibungen:
▪ Diamant (Germanium, Silizium)
▪ Hexagonal (Zink)
▪ Tetragonal (Bleidioxid)
▪ Kubisch (Natriumchlorid, Kupfer)
Germanium, Pulver, 99%ig, 10 g (diamant)
31768-03
Silicium, feinstes Pulver, 50 g (diamant)
31155-05
Zink, Pulver, 100 g (hexagonal)
31978-10
Blei(IV)-oxid (Bleidioxid) 250 g (tetragonal)
31122-25
Natriumchlorid, reinst, 250 g (kubisch)
30155-25
Kupfer, Pulver 100 g (kubisch)
30119-10
Zubehör Debye-Scherrer-Diffraktometrie
X-ray Einschub mit Kupfer-Röntgenröhre
09058-50
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
09058-10
Zählrohr Typ B
09005-00
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
09058-02
LiF-Kristall in Halter
09056-05
Blendentubus mit Ni-Folie
09056-03
X-ray Probenhalter für Pulverproben
09058-09
Software Röntgengerät 35 kV
14407-61

Debye-Scherrer-Beugungsmessungen zur
Untersuchung der Textur von Walzblechen
Prinzip
Eine polykristalline, kubisch-flächenzentrierte Kupferpulverprobe
und ein dünnes Kupferblech werden mit der Strahlung aus einer
Kupfer-Röntgenröhre durchleuchtet. Mit Hilfe eines Geiger-Müller
Zählrohres werden winkelabhängig Beugungsintensitäten vermessen.
Die Auswertung ermöglicht die Zuordnung der Bragg-Reflexe
zu den einzelnen Netzebenen. Im Gegensatz zur Pulverprobe zeigt
das Blech ein Spektrum ausgerichteter Kristalle, welches sich
durch Erhitzen schärft.
Aufgaben
1. Aufzeichnung des Bragg-Spektrums der Pulverprobe.
2. Zuordnung der Bragg-Reflexe zu den einzelnen Netzebenen.
3. Aufzeichnung des Bragg-Spektrums des Kupferbleches.
4. Wiederholung der Messungen, nach Erhitzen des Kupferbleches.
Lernziel
Kristallgitter, Kristall-Systeme, Bravais-Gitter, Reziprokes Gitter,
Miller-Indizes, Struktur Faktor, Atomarer Streuungsfaktor, Lorentz-
Polarisationsfaktor, Multiplicity Faktor, Debye-Waller-Faktor, Absorption
Faktor, Bragg-Streuung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2542700
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Agrarwissenschaften, Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Untersuchung der Struktur von NaCl-Einkristallen
mit unterschiedlicher Ausrichtung
Prinzip
NaCl-Einkristalle mit verschiedener Orientierung werden mit polychromatischen
Röntgenstrahlen durchleuchtet. Der Abstand zwischen
den Netzebenen kann dann durch die Analyse der wellenlängenabhängigen
Intensität der reflektierten Strahlung bestimmt
werden.
Aufgaben
1. Messung der Intensitätsverteilung für NaCl-Einkristalle mit
den Orientierungen (100), (110) und (111).
2. Der Bragg-Winkel der charakteristischen Strahlung wird aus
den Spektren bestimmt und die Abstände zwischen den Netzebenen
werden für jede Orientierung berechnet.
3. Ermittlung der Netzebenen und ihrer Miller-Indizes.
Lernziel
Charakteristische Röntgenstrahlung, Energieebenen, Kristallstrukturen,
Reziprokes Gitter, Miller-Indizes, Bragg-Streuung, Atom-
Formfaktor, Struktur Faktor
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541300
X-ray NaCl-Einkristalle, Satz von 3 Stück
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit dem Röntgengerät für Laue-Aufnahmen und zur
Energieanalyse nach der Bragg-Methode.
Ausstattung und technische Daten
▪ Orientierung/Netzebenenabstand: (100)/282 pm; (110)/398.8 pm;
(111)/325.6 pm
▪ Kristallmaße: 15 x 15 x 3 mm
09058-01
3.5 Materialwissenschaften
3.5.5 Röntgenstrukturanalyse
673

674
3.5 Materialwissenschaften
3.5.5 Röntgenstrukturanalyse
Untersuchung von Kristallstrukturen mit
Röntgenstrahlen / Laue-Verfahren
Prinzip
Ein Einkristall wird mit einem polychromen Röntgenstrahl bestrahlt
und die daraus resultierenden Beugungsmuster werden auf
Film aufgenommen und ausgewertet.
Aufgaben
1. Die Laue-Beugung eines LiF-Einkristalls wird auf einem Film
aufgezeichnet.
2. Die Miller-Indizes der entsprechenden Kristallflächen werden
den Laue-Bedingungen zugeordnet.
Lernziel
▪ Kristallgitter
▪ Kristall-Systeme
▪ Kristallklassen
▪ Bravais-Gitter
▪ Reziprokes Gitter
▪ Miller-Indizes
▪ Struktur Amplitude
▪ Atom-Formfaktor
▪ Bragg-Gleichung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541600
Zubehör für Laue-Verfahren
LiF-Kristall in Halter
09056-05
X-ray Kristallhalter für Laue-Aufnahmen
09058-11
X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre
09058-60
excellence in science
Bestimmung der Gitterkonstanten eines Einkristalls
Prinzip
Polychromatische Röntgenstrahlen treffen unter verschiedenen
Glanzwinkeln auf einen Einkristall, an dessen Netzebenen die
Strahlen reflektiert werden. Mit Hilfe eines Energiedetektors werden
in Reflexion nur die Strahlenanteile registriert, die konstruktiv
miteinander interferieren. Aus den verschiedenen Beugungsordnungen
und der Energie der reflektierten Strahlen wird die Gitterkonstante
des Kristalls bestimmt.
Aufgaben
1. Die Energie der an den Netzebenen des LiF-Einkristalls reflektierten
Röntgenstrahlen ist für verschiedene Glanzwinkel und
für verschiedene Beugungsordnungen zu bestimmen.
2. Aus den Glanzwinkeln und den zugehörigen Energiewerten ist
die Gitterkonstante von LiF zu berechnen.
Lernziele
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus,
Kristallstrukturen, Bravais-Gitter, Reziprokes Gitter, Millersche Indizes,
Bragg-Streuung, Interferenz, Halbleiterdetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2546200
X-ray Röntgenenergiedetektor
Funktion und Verwendung
Direkte Vermessung der Energie einzelner Röntgenquanten.
Ausstattung und technische Daten
Keine aktive Kühlung erforderlich, Nachweisbarer Energiebereich:
2-60 keV, Auflösung: FWHM < 400 eV, aktive Detektorfläche 0,8 mm²,
Ratenunabhängige Auflösung bis 20 Kcps (kilo counts per second),
max. 4001 Kanäle
X-ray Röntgenenergiedetektor
09058-30
Vielkanalanalysator, erweiterte Version, auch geeignet für den
Einsatz des Röntgenenergiedetektors
13727-99
Software Vielkanalanalysator
14452-61

Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), eine der am häufigsten eingesetzten Methoden zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der
elementaren Zusammensetzung einer Probe gehört zur Standardanalytik in den Materialwissenschaften. Bei Röntgenfluoreszenzanalyse wird
die Technik der Fluoreszenzspektroskopie auf Röntgenstrahlung angewendet. Die Materialprobe wird dabei durch polychromatische Röntgenstrahlung
angeregt. Dabei werden kernnahe Elektronen von inneren Schalen des Atoms herausgeschlagen. Dadurch können Elektronen aus
höheren Energieniveaus zurückfallen. Die dabei freiwerdende Energie wird in Form von elementspezifischer Fluoreszenzstrahlung abgegeben.
Diese Fluoreszenzstrahlung wird mit dem Röntgenenergiedetektor ausgewertet. Die Röntgenfluoreszenzanalyse ermöglicht eine Identifizierung
und Konzentrationsbestimmung aller Elemente ab Ordnungszahl Z = 9 (Fluor) in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen. Besonders
leistungsfähig ist der Nachweis von geringen Verunreinigungen, wie beispielsweise Schwermetallen, die eine hohe Ordnungszahl haben.
Qualitative Röntgenfluoreszenzspektroskopie an
Metallen
Prinzip
Verschiedene Metallproben werden mit polychromatischer Röntgenstrahlung
bestrahlt. Die Energieanalyse der resultierenden
Fluoreszenzstrahlung erfolgt mit Hilfe eines Halbleiterdetektors
und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators. Die Energie der
entsprechenden charakteristischen Röntgenlinien wird bestimmt,
und aus den resultierenden Moseley-Diagrammen werden Rydbergfrequenz
und Abschirmkonstanten ermittelt.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Die Spektren der von den Metallproben erzeugten Fluoreszenzstrahlungen
sind zu registrieren.
3. Die Energien der entsprechenden charakteristischen Kα-und
Kβ Röntgenlinien sind zu bestimmen.
4. Aus den resultierenden Moseley-Diagrammen sind jeweils die
Rydbergfrequenz und die Abschirmkonstanten zu ermitteln.
Lernziele
▪ Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung
▪ Absorption von Röntgenstrahlung
▪ Bohrsches Atommodell
▪ Energieniveaus
▪ Moseley-Gesetz
▪ Rydberg Frequenz
▪ Abschirmkonstante
▪ Halbleiterenergiedetektoren
▪ Vielkanalanalysatoren
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2544500
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.5 Materialwissenschaften
3.5.6 Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz
Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an legierten
Werkstoffen
Röntgenfluoreszenzspektrum eines Supraleiters (YBaCu-O)
Prinzip
Verschiedene legierte Werkstoffe werden mit polychromatischer
Röntgenstrahlung bestrahlt. Die Energieanalyse der resultierenden
Fluoreszenzstrahlung erfolgt mit Hilfe eines Halbleiterdetektors
und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators. Die Energie der
entsprechenden charakteristischen Röntgenfluoreszenzlinien wird
bestimmt. Die Legierungsmaterialien werden durch einen Vergleich
der Linienenergien mit entsprechenden Tabellenwerten
identifiziert.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Die Spektren der von den Proben erzeugten Fluoreszenzstrahlungen
sind zu registrieren.
3. Die Energien der entsprechenden Fluoreszenzlinien sind zu
bestimmen.
4. Zur Identifizierung der Legierungskomponenten sind die experimentell
ermittelten Energiewerte mit Tabellenwerten abzugleichen.
Lernziele
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus,
Fluoreszenzausbeute, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2544600
Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an Pulverproben
P2544700
Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an Flüssigkeiten
P2544800
675

676
3.5 Materialwissenschaften
3.5.6 Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz
Quantitative Röntgenfluoreszenzanalyse an
legierten Werkstoffen
Röntgenfluoreszenzspektrum einer Konstantanprobe (Cu55Ni45).
Prinzip
Verschiedene legierte Werkstoffe werden mit polychromatischer
Röntgenstrahlung bestrahlt. Die Energie- und Intensitätsbestimmungen
der resultierenden Fluoreszenzstrahlung erfolgt mit Hilfe
eines Halbleiterdetektors und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators.
Zur Bestimmung der Konzentration der Legierungskomponenten
wird die Intensität ihrer Fluoreszenzsignale mit denen
der reinen Elemente verglichen.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Die Spektren der von den legierten Proben erzeugten Fluoreszenzstrahlungen
sind zu registrieren.
3. Die Spektren der von den entsprechenden reinen Metallen
erzeugten Fluoreszenzstrahlungen sind zu registrieren.
4. Die Energien der entsprechenden Fluoreszenzlinien sind zu
ermitteln.
5. Die Konzentrationen der Legierungskomponenten sind zu berechnen
Lernziele
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus,
Fluoreszenzausbeute, Augereffekt, kohärente und inkohärente
Photonenstreuung, Absorption von Röntgenstrahlen, Kantenabsorption,
Matrixeffekte, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2545000
Quantitative Röntgenfluoreszenzanalyse an Flüssigkeiten
P2545100
Probensätze für Röntgenfluoreszenzanalyse
Probensatz Metalle, Satz von 7 Stück
09058-31
Probensatz Legierungen, Satz von 5 Stück
09058-33
excellence in science
Röntgenfluoreszenzspektroskopie -
Schichtdickenbestimmung
Fe-Fluoreszenzlinien als Funktion der Aluminiumschichtdicke.
Prinzip
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) eignet sich zur berührungsund
zerstörungsfreien Dickenmessung von dünnen Schichten und
zur Bestimmung von deren chemischer Zusammensetzung. Bei dieser
Messart liegen Röntgenquelle und Detektor auf der gleichen
Seite der Probe. Wird die auf ein Substrat aufgebrachte Schicht mit
Röntgenstrahlung bestrahlt, so wird die Strahlung bei hinreichend
dünner Schicht diese - je nach deren Dicke - mehr oder weniger
durchdringen und im darunterliegenden Substratmaterial charakteristische
Fluoreszenzstrahlung auslösen. Diese wird auf dem Weg
zum Detektor durch Absorption der aufliegenden Schicht wiederum
geschwächt. Aus der Intensitätsschwächung der Fluoreszenzstrahlung
des Substratmaterials kann die Dicke der Schicht bestimmt
werden.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Das Fluoreszenzspektrum einer Eisenprobe ist zu bestimmen.
3. Für eine verschiedene Anzahl einer Aluminiumfolie gleicher
Dicke, die auf die Eisenunterlage zu bringen ist, ist das Fluoreszenzspektrum
des Eisensubstrats zu messen. Die jeweilige
Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie ist zu bestimmen.
4. Die Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie ist gegen die Anzahl
der aufgelegten Aluminiumfolien linear und halblogarithmisch
grafisch aufzutragen.
5. Für eine verschiedene Anzahl von Al-Folienstücken, die mit
Hilfe von Tesastreifen vor das Austrittsloch des Blendentubus
befestigt werden, ist Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie zu
bestimmen.
6. Die Dicke der Aluminiumfolie ist zu berechnen.
7. Das Fluoreszenzspektrum einer Molybdän- und Kupferprobe
ist zu bestimmen.
8. Die Aufgaben 3-6 sind gleichermaßen für Kupferfolien auf einem
Molybdänsubstrat durchzuführen.
Lernziele
▪ Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung
▪ Fluoreszenzausbeute
▪ Augereffekt
▪ kohärente und inkohärente Photonenstreuung
▪ Absorptionsgesetz
▪ Massenschwächungskoeffizient
▪ Sättigungsdicke
▪ Matrixeffekte
▪ Halbleiterenergiedetektoren
▪ Vielkanalanalysatoren
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2545200

X-ray Röntgenenergiedetektor, Gesamtpaket
Funktion und Verwendung
Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset.
Auststattung und technische Daten
Röntgengerät 35 kV Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren
▪ Schnellwechseltechnik
▪ Mikroprozessorgesteuert
▪ Integriertes Ratemeter, Lautsprecher und Aufbewahrungsbox für
Zubehör
▪ 2 Demo-LED-Displays zur Anzeige aller Betriebs- und Messgrössen
▪ Experimentierraum mit Beleuchtung und Leuchtschirm
▪ PC-Interface Steuerung und Datenaufnahme
▪ Hochspannung: 0,0...35,0 kV; Emissionsstrom: 0,0...1,0 mA
▪ Zählrohrspannung: 500 V; Zählzeit: 0,5...100 s
▪ Anschluss: 110/240 V~, 50/60 Hz; Leistungsaufnahme: 160 VA
▪ Maße: (600 x 340 x 470) mm; Gewicht: 33 kg
Cu-Röntgenröhre
▪ justiert in Stahlblechgehäuse mit Traggriff; Anodenwinkel: 19°
▪ Kα: 8,03 keV; (154,2 pm) Kβ: 8,90 keV; (139,2 pm)
▪ Maße: (267 x 148 x 203) mm; Gewicht: 4,3 kg
Goniometer, schrittmotorgesteuert
▪ Schrittweite: 0,1...10°; Geschwindigkeit: 0,5...100,0 s/Schritt
▪ Probe: 0...360°; Zählrohr: -10°...+170°
▪ PC-Steuerung über SubD-Buchse
▪ Maße: (285 x 140 x 208) mm; Gewicht: 4,1 kg
Röntgenenergiedetektor zur Messung von Energien einzelner Rötgenquanten
▪ Energiebereich 2 ... 60 keV; Auflösung FWHM < 400 eV
▪ aktive Detektorfläche 0,8 mm²
Vielkanalanalysator, USB
▪ Auflösung bis 4001 Kanäle
▪ Eingang: negative Impulse; Ausgang: positive Impulse 0 bis 5 V
Zählror Typ B
▪ in Metallzylinder mit Koaxkabel
▪ Glimmerfenster: 2...3 mg/cm²
▪ Arbeitsspannung: 500 V; Totzeit: ca. 100 µs
▪ Maße (mm): Ø = 22, l =76; Gewicht: 0,103 kg
Kaliumbromid Einkristall (100)
▪ orientiert, Netzebenenabstand: 329 pm
▪ Dicke: 1 mm; nutzbare Fläche: (10 x 12) mm
Handbuch in dt. und engl. mit 14 Experimentbeschreibungen:
▪ Eigenschaften des Energiedetektors
▪ Qualitative und Quantitative Röntgenfluoreszenzanalyse zu Metallen,
Legierungen, Pulverproben, Flüssigkeiten, Schichtdicken
▪ Energiedispersive Experimente zu Comptoneffekt, Duane-Hunt,
Absorptionskanten, Gitterkonstanten
▪ Software zur Steuerung, Datenaufnahme und Analyse
▪ Proben zur Kalibrierung des Röntgenenergiedetektrors
▪ Datenkabel Stecker/Buchse, 9 polig
09058-87
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
X-ray Röntgenenergiedetektor
Funktion und Verwendung
Mit dem neuen Röntgenenergiedetektor können Sie die Energie einzelner
Röntgenquanten direkt messen.
Vorteile
3.5 Materialwissenschaften
3.5.6 Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz
▪ Zusammen mit dem Vielkanalanalysator (USB) bestimmen und
analysieren Sie das komplette Röntgen-Energiespektrum des untersuchten
Materials.
▪ Einfache 2 bzw. 3 Punktkalibrierung
▪ charakteristische Röntgenlinien für alle Elemente des Periodensystems
sind Teil der Software
▪ Direkt auf dem Goniometer des Röntgengerätes montierbar, die
volle Funktionalität des Goniometers bleibt erhalten
▪ Direkter Anschluss an den Vielkanalanalysator (USB), der die Versorgungsspannungen
bereitstellt
▪ Sofort einsetzbar, Bereitschafts-LED
▪ Parallele Darstellung der Röntgensignale auf dem Oszilloskop
▪ Kompaktes Design
▪ Keine aktive Kühlung notwendig
Anwendungen für Praktikums- und Demonstrationsversuche:
▪ Charakteristische Röntgenstreuung mit unterschiedlichen Anodenmaterialien
(Cu, Fe, Mo)
▪ Fluoreszenzuntersuchungen von reinen Substanzen und Legierungen
▪ Bestimmung der Zusammensetzung von mehrkomponentigen Legierungen
▪ Comptoneffekt, Mosleys Gesetze, Energiedispersive Braggstrukturanalyse
Ausstattung und technische Daten
▪ Energiebereich: 2-60 keV; Auflösung: FWHM < 400 eV
▪ Aktive Detektorfläche 0,8 mm²
▪ Ratenunabhängige Auflösung bis 20 Kcps
▪ max. 4001 Kanäle
▪ keine aktive Kühlung notwendig
09058-30
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive
Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01
677

678
3.5 Materialwissenschaften
3.5.6 Materialanalyse - Röntgenfluoreszenz
Vielkanalanalysator, erweiterte Version
Funktion und Verwendung
Der Vielkanalanalysator dient der Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse
sowie zur Impulsraten- / Intensitätsbestimmung in Verbindung
mit einem Röntgenenergiedetektor, Alpha-Detektor oder
Gamma-Detektor.
Die analogen Impulse dieser Detektoren werden im Vielkanalanalysator
geformt, digitalisiert und entsprechend ihrer Höhe in Kanälen
aufaddiert. Es ergibt sich eine Häufigkeitsverteilung der registrierten
Impulse in Abhängigkeit von deren Energie.
Ausstattung und technische Daten
▪ Offsetfunktion zur Steigerung der Energieauflösung
▪ Analogausgang zur Beobachtung des Impulshöhenspektrums mit
Hilfe eines Oszilloskops
▪ einen USB-Ausgang zum Anschluss an den Computer
▪ integrierte Spannungsversorgung für den Alpha-Vorverstärker und
für den Röntgenenergiedetektor
▪ Inklusive: 1,5 m langes Netzgerätkabel, USB-Kabel Typ A/B
▪ Auflösung (je Spektrum): bis 4096 Kanäle (12 Bit)
▪ Speichertiefe: beliebig
▪ Totzeit: 60 µs
▪ Koinzidenz-Fenster: 1 µs
▪ Analog-Eingang: negative Impulsimpedanz: 3,3 kOhm; 150 pF
▪ Verstärkung: in drei Stufen ca. 6, 12 und 24 digital einstellbar
▪ Impulshöhe: max. 4 V
▪ Analog-Ausgang: positive Impulse 0 bis 4 V-
▪ Impulslänge: ca. 15 µs Offset
▪ Digital mit 12 bit Auflösung
▪ Maximaler Offset: 4 V Disable Eingang / Koinzidenzeingang
▪ Logikeingang (TTL) für Koinzidenzmessungen
▪ Spannungsausgänge
▪ Diodenbuchse: ± 12 V / max. 30 mA
▪ BNC-Buchse (Bias-Spannung): -33, -66, -99 V
▪ Kunststoffgehäuse: mit Traggriff
▪ Anschlussspannung: 115/230 V~, Netzfrequenz: 50/60 Hz
▪ Abmessungen H x B x T (mm): 90 x 140 x 130
▪ Masse: 1550 g
Zubehör
Software Vielkanalanalysator (erforderlich).
Vielkanalanalysator, erweiterte Version
13727-99
Software Vielkanalanalysator
14452-61
excellence in science
X-ray Röntgengerät 35 kV und Goniometer
X-ray Röntgengerät 35 kV, Grundgerät
09058-99
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
09058-10
Software Röntgengerät 35 kV
14407-61
X-ray Einschübe mit Röntgenröhre
Funktion und Verwendung
Justierte Röntgenröhren in Stahlblechgehäuse mit Traggriff zum betriebsbereiten
Einsatz im Röntgengrundgerät.
Vorteile
Gehäuse mit Klinkensperre und 2 Sicherheitskontaktstiften, die nur
bei korrektem Einbau des Einschubs den Röhrenbetrieb freigeben.
Ausstattung und technische Daten
▪ Anodenwinkel: 19°
▪ Max. Betriebswerte:1 mA / 35 kV-DC
▪ Prüfspannung: 50 kV
▪ Maße: (26,7 x 14,8 x 20,3) cm
▪ Masse: 4,3 kg
▪ Inkl. Staubschutzhaube
X-ray Einschub mit Kupfer-Röntgenröhre
09058-50
X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre
09058-60
X-ray Einschub mit Eisen-Röntgenröhre
09058-70
X-ray Einschub mit Wolfram-Röntgenröhre
09058-80

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (non-destructive
non-destructive testing testing (NDT)) wird die Qualität eines Werkstückes getestet, ohne das Material
selbst zu beschädigen. Neben klassischen Verfahren wie die Dichtebestimmung, Leitfähigkeitsprüfung und Metallographie gibt es insbesondere
zwei große Klassen von Prüfverfahren: Volumenorientierte und Oberflächenorientierte Verfahren. Zu den am meisten verwendeten Prüfverfahren
gehören die Volumenorientierten Verfahren der Durchstrahlungsprüfung (Röntgenstrahlung) und Ultraschallprüfung. Eine weitere
Methode ist die akustische Resonanzanalyse. Zu den 3 Verfahren gibt es eine Vielzahl von Experimenten.
Durchstrahlungsprüfung
Absorption von Röntgenstrahlen
Prinzip
Polychromatische Röntgenstrahlen werden mit Hilfe eines
Einkristall-Analysators energetisch selektiert. Die monochromatische
Strahlung dient als Strahlungsquelle für die Prüfung des Absorptionsverhalten
verschiedener Metalle in Abhängigkeit von der
Dicke des Absorbers und der Wellenlänge der Strahlung.
Aufgaben
1. Die Intensitätabnahme der Strahlung wird für Aluminium
und Zink in Abhängigkeit von der Materialdicke und bei zwei
verschiedenen Wellenlängen gemessen. Der Massenabsorptionskoeffizient
wird aus der grafischen Darstellung der Messwerte
ermittelt.
2. Der Massenabsorptionskoeffizient für Aluminium-, Zink- und
Zinn- Folien von konstanter Dicke wird in Abhängigkeit von
der Wellenlänge bestimmt. Es soll an der grafischen Darstellung
gezeigt werden, dass μ / ρ = f (λ ³) ist.
3. Die Absorptionskoeffizienten für Kupfer und Nickel werden
in Abhängigkeit von der Wellenlänge und der aufgezeichneten
Messwerte bestimmt. Die Energien der K-Werte sollen berechnet
werden.
4. Die Gültigkeit der μ / ρ = ƒ (Ζ ³) ist zu beweisen.
Lernziel
Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung, Bragg-Streuung ,
Gesetz der Absorption, Massenabsorptionskoeffizienten, Absorptionskante,
Halbwertdicke, Photoeffekt, Compton-Streuung, Paarbildung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541100
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Bestimmung der Länge und Lage eines nicht
sichtbaren Objekts
Prinzip
Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der nicht
gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen von zwei
verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander sind, bestimmt
werden.
Lernziel
Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung,
Gesetz der Absorption, Massenabsorptionskoeffizienten, Stereografische
Projektion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5943400
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit
Röntenstrahlung (XT)
Beschreibung
27 Experimentbeschreibungen zum Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Charakteristische Röntgenstrahlung, Absorption,
Comptonstreuung, Dosimetrie, Strukturbestimmung von Kristallen,
Diffraktometrische Debye-Scherrer Experimente.
DIN A4, Spiralbindung, farbig, 132 Seiten
01189-01
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
679

680
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Debye-Scherrer-Beugungsmessungen zur
Untersuchung der Textur von Walzblechen
Prinzip
Eine polykristalline, kubisch-flächenzentrierte Kupferpulverprobe
und ein dünnes Kupferblatt werden separat mit der Strahlung aus
einer Röntgenröhre mit einer Kupferanode bestrahlt. Ein Geiger-
Müller Zählrohr wird automatisch geschwenkt, um die Strahlung
zu messen, die konstruktiv an den verschiedenen Netzebenen der
Kristallite gebeugt wird. Die Bragg-Diagramme werden automatisch
aufgezeichnet. Die Auswertung ermöglicht die Zuordnung der
einzelnen Bragg-Reflexe zu den einzelnen Netzebenen. Im Gegensatz
zu der Pulverprobe gibt das gerollte dünne Blatt ein Spektrum,
dass eine Ausrichtung der Kristalle zeigt.
Aufgaben
1. Aufzeichnung der Röntgenintensität als Funktion des Streuwinkels.
2. Zuordnung der Bragg-Reflexe zu den einzelnen Netzebenen.
3. Messung des Bragg-Spektrums eines dünnen Kupferblattes.
Lernziel
Wellenlänge, Kristallgitter, Kristall-Systeme, Bravais-Gitter, Reziprokes
Gitter, Miller-Indizes, Struktur Faktor, Atomarer Streuungsfaktor,
Lorentz-Polarisationsfaktor, Multiplicity Faktor, Debye-
Waller-Faktor, Absorption Faktor, Bragg-Streuung, Charakteristische
Röntgenstrahlen, Monochromatization von Röntgenstrahlen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2542700
X-ray Implantatmodell für Röntgenfotos
Funktion und Verwendung
Lackierter Holzquader mit eingesetztem, von außen nicht sichtbarem
Metallstift.
Inkl. eingelassener Referenzmetallplatte (d = 30 mm) zur Bestimmung
eines Vergrößerungsfaktors , Quadermaße: (59 x 59 x 140) mm, Gewicht:
0,4 kg
09058-07
excellence in science
X-ray Röntgengerät 35 kV
Funktion und Verwendung
Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren-Schnellwechseltechnik für:
Durchstrahlung und Röntgenfotos, Ionisations- und Dosimetrieversuche,
Laue- und Debye-Scherrer-Aufnahmen, Röntgenspektroskopie,
Bragg-Reflexion, Bremsspektrum/charakteristische Linien verschiedener
Anodenmaterialien, Moselye-Gesetz, Bestimmung von h- und Rydbergkonstante,
Duane-Hunt-Gesetz, Materialdicken- und energieabhängige
Absorption, K- und L-Kanten, Kontrastmittelexperimente,
Comptonstreuung, Röntgendiffraktometrie.
X-ray Röntgengerät 35 kV, Grundgerät
09058-99
X-ray Einschub mit Kupfer-Röntgenröhre
09058-50
X-ray Einschub mit Wolfram-Röntgenröhre
09058-80
Software Röntgengerät 35 kV
14407-61
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
Funktion und Verwendung
Das Gerät eignet sich in Verbindung mit Röntgengerät zur Energieanalyse
von Röntgenstrahlen und für den Comptoneffekt.
Vorteile
▪ Goniometerblock zur Drehung von Proben-und Zählrohrhalter jeweils
separat und 2:1-gekoppelt
▪ verschiebbar auf Laufschienen, in Stahlblechträger mit Traggriff
▪ Zählrohrhalter mit Schlitzblendenträger zur Aufnahme von Absorptionsfolien,
verschiebbar
Ausstattung und technische Daten
Winkelschrittweite: 0,1°..10°, Geschwindigkeit: 0,5..100s/Schritt,
Probendrehbereich: 0...360°, Zählrohrdrehbereich: -10°...+170°,
4-mm-Ausgang 10 mV/°;20 mV/°, Trägermaße: (28,5 x 14 x.20,8) cm,
Masse: 4,1 kg
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
09058-10
Zählrohr Typ B
09005-00
LiF-Kristall in Halter
09056-05
Absorptionssatz für Röntgenstrahlen
09056-02

Röntgenfluoreszenzspektroskopie -
Schichtdickenbestimmung
Fe-Fluoreszenzlinien als Funktion der Aluminiumschichtdicke
Prinzip
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) eignet sich zur berührungsund
zerstörungsfreien Dickenmessung von dünnen Schichten und
zur Bestimmung von deren chemischer Zusammensetzung. Wird
die auf ein Substrat aufgebrachte Schicht mit Röntgenstrahlung
bestrahlt, so wird die Strahlung bei hinreichend dünner Schicht
diese - je nach deren Dicke - mehr oder weniger durchdringen und
im darunterliegenden Substratmaterial charakteristische Fluoreszenzstrahlung
auslösen. Diese wird auf dem Weg zum Detektor
durch Absorption der aufliegenden Schicht wiederum geschwächt.
Aus der Intensitätsschwächung der Fluoreszenzstrahlung des
Substratmaterials kann die Dicke der Schicht bestimmt werden.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Das Fluoreszenzspektrum einer Eisenprobe ist zu bestimmen.
3. Für eine verschiedene Anzahl einer Aluminiumfolie gleicher
Dicke, die auf die Eisenunterlage zu bringen ist, ist das Fluoreszenzspektrum
des Eisensubstrats zu messen. Die jeweilige
Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie ist zu bestimmen.
4. Die Intensität der Fe-Kα-Fluoreszenzlinie ist gegen die Anzahl
der aufgelegten Aluminiumfolien linear und halblogarithmisch
grafisch aufzutragen.
5. Die Dicke der Aluminiumfolie ist zu berechnen.
6. Das Fluoreszenzspektrum einer Molybdän- und Kupferprobe
ist zu bestimmen.
Lernziele
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Fluoreszenzausbeute,
Augereffekt, kohärente und inkohärente Fotonenstreuung,
Absorptionsgesetz, Massenschwächungskoeffizient, Sättigungsdicke,
Matrixeffekte, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2545200
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive
Röntgenfluoreszenzanalyse
14 Experimentbeschreibungen zum Röntgenenergiedetektor in Kombination
mit dem Vielkanalanalysator und dem Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Eigenschaften des Röntgenenergiedetektors, Qualitative
Röntgenfluoreszenzanalysen, Quantitative Röntgenfluoreszenzanalysen,
Energiedispersive Experimente.
01190-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
X-ray Röntgenenergiedetektor
Funktion und Verwendung
Direkte Messung der Energie einzelner Röntgenquanten.
Vorteile
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
▪ Zusammen mit dem Vielkanalanalysator (USB) bestimmen und
analysieren Sie das komplette Röntgen-Energiespektrum des untersuchten
Materials.
▪ Einfache 2 bzw. 3 Punktkalibrierung, charakteristische Röntgenlinien
für alle Elemente des Periodensystems sind in der Software
integriert
▪ Direkt auf dem Goniometer des Röntgengerätes montierbar, die
volle Funktionalität des Goniometers bleibt erhalten
▪ Direkter Anschluss an den Vielkanalanalysator (USB), der die Versorgungsspannungen
bereitstellt
▪ Sofort einsetzbar, Bereitschafts-LED
▪ Parallele Darstellung der Röntgensignale auf dem Oszilloskop (optional)
Ausstattung und technische Daten
Nachweisbarer Energiebereich:2-60 keV, Auflösung: FWHM < 400 eV,
Aktive Detektorfläche 0,8 mm², Ratenunabhängige Auflösung bis 20
Kcps (kilo counts per sec), max. 4001 Kanäle
X-ray Röntgenenergiedetektor
09058-30
Vielkanalanalysator, für Röntgenenergiedetektor
13727-99
Software Vielkanalanalysator
14452-61
X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre
09058-60
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit dem Goniometer zum Röntgengerät zur Halterung
von flächigen Proben (Kristallen, Blechen) bis zu einer Dicke von 10
mm.
Maße H x B x T (mm): 42 x 20 x 42, Gewicht: 40 g
X-ray Probensatz Legierungenfür Röntgenfluoreszenz, Satz von
5 Stück
09058-33
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
09058-02
Probensatz Metalle für Röntgenfluoreszenz, 7 Stück
09058-31
681

682
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Grundlagen der Ultraschallprüfung
Basis der nachfolgenden Experimente ist des Basisset Ultraschall
Echographie (13921-99), welches je nach Experiment durch Zubehör
ergänzt wird.
Schallschwächung in Festkörpern
Prinzip
Die Dämpfung von Ultraschall in Festkörpern (Polyacryl) wird für
drei verschiedene Frequenzen sowohl im Reflexionsverfahren als
auch in Durchschallung mit dem Echoskop bestimmt. Ergebnis sind
Aussagen zur Frequenzabhängigkeit der Dämpfung.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160800
Transversalwellen in Festkörpern
Prinzip
Am Schalldurchgang durch planparallele Platten unterschiedlichen
Materials wird mit dem Echoskop die Entstehung und Transmission
von longitudinalen und transversalen Schallwellen gemessen. Aus
der Beziehung Amplitude - Winkel wird die longitudinale und
transversale Schallgeschwindigkeit des Plattenmaterials bestimmt
und aus diesen die elastischen Koeffizienten des Materials ermittelt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160900
excellence in science
Schallgeschwindigkeit in Festkörpern
Prinzip
Die Schallgeschwindigkeit von Polyacryl wird durch Laufzeitmessungen
mit dem Echoskop ermittelt. Dazu werden Messungen an
drei Zylindern mit unterschiedlichen Längen in Reflexion durchgeführt.
Alle Messungen werden mit zwei verschiedenen Ultraschallsonden
mit unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt.
Aufgaben
1. Messen Sie die Länge der drei Zylinder mit einer Schieblehre.
2. Bestimmen Sie die Laufzeit der Ultraschallwellen in den drei Zylindern
mit beiden Ultraschallsonden.
3. Berechnen Sie die Schallgeschwindigkeit, die Vorlaufstreckenlänge
der beiden Sonden und benutzen Sie diese beiden Mittelwerte
zur Berechnung der Länge der drei Zylinder.
Lernziele
Schallgeschwindigkeit, Ausbreitung von Ultraschallwellen, Laufzeitmessung,
Ultraschall Echographie, Wanddickenmessung, Prüfkopfvorlauf
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert CD-ROM Laboratory Experiments Physics, Chemistry,
Biology
16502-42 Englisch
P5160100
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften, Nanotechnologie,
Agrarwissenschaften, Medizin.
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02

Basisset Ultraschall Echographie
Funktion und Verwendung
Mit dem Ultraschallechoskop können die Grundlagen der Ultraschallwellen
und ihre Eigenschaften untersucht werden. Begriffe wie Amplitude,
Frequenz, Schallgeschwindigkeit oder Time GainControl TGC
werden erläutert.
Die Zylinder dienen zur Messung der Schallgeschwindigkeit und der
Messung der Schalldämpfung in Festkörpern.
Die Schallgeschwindigkeit wird benötigt um den Test-Block zu vermessen.
Die Grundlagen der Bilderzeugung (B-Scan-Bild) werden erläutert. Mit
den verschiedenen Sonden kann die Auflösung bewertet werden.
Vorteile
▪ Das Ultraschall Echoskop ist ein hochempfindliches Ultraschall-
Messgerät in Verbindung mit einem PC oder alternativ mit einem
Oszilloskop.
▪ Die mitgelieferte Software ermöglicht eine sehr umfangreiche Signalverarbeitung
(HF-Signal-, Amplituden-Signal, B-Bild, M-Mode,
Spektralanalyse).
▪ Die Ultraschall-Sonden sind durch einen robusten Snap-In-Stecker
angeschlossen. Die Sonden Frequenz wird automatisch vom
Messgerät erfasst.
▪ Das Echoskop kann fast jeden beliebigen Gegenstand vermessen.
▪ Die Dämpfung des Ultraschall-Signals, das aus tieferen Schichten
reflektiert wird, kann durch einen zeitabhängigen Anstieg der
Verstärkung (TGC Time-Gaincontrol) ausgeglichen werden.
▪ Wichtige Signale (Trigger, TGC, RFSignal und Amplitude) können an
BNC-Buchsen abgegriffen werden.
Lieferumfang
▪ Ultraschallechoskop
▪ Ultraschallsonde 1MHz
▪ Ultraschallsonde 2 MHz
▪ Ultraschalltestblock
▪ Ultraschalltestzylinder-Set
▪ Ultraschall-Reflexionsplatten
▪ Ultraschallgel
Technische Daten (Ultraschallechoskop)
▪ Maße: 220 x 300 x 400 mm
▪ Frequenz: 1 - 5 MHz
▪ PC-Anschluss: USB
▪ Messbetrieb: Reflexion und Durchschallung
▪ Sendesignal: 10-300 Volt
▪ Sendeleistung: 0-30 dB
▪ Verstärkung: 0-35 dB
▪ TGC: 0-35 dB, Schwelle, Anstieg, Breite
▪ Ausgänge: Trigger, TGC, HF, NF
▪ Netzspannung: 115.230 V, 50.60 Hz
▪ Leistungsaufnahme: ca. 20 VA
13921-99
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Schallfeldcharakteristik
Prinzip
Mit einem Hydrophon wird die Schalldruckamplitude einer Ultraschallsonde
entlang der Schallfeldachse bestimmt und aus der
Amplitudenverteilung die Nahfeldlänge ermittelt. Außerdem wird
die Schalldruckamplitude im Bereich der Nahfeldlänge und an zwei
weiteren Positionen senkrecht zur Schallrichtung vermessen und
Aussagen über die Schallfeldbreite getroffen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161000
Spektrale Untersuchungen
Prinzip
Mit dem Echoskop wird anhand der Mehrfachreflexion an einer
Platte der Unterschied zwischen dem Spektrum eines Impulses und
dem Spektrum von periodischen Signalen untersucht. Aus dem periodischen
Spektrum lässt sich das Cepstrum ermitteln und die Periodendauer
des Signals bestimmen. Aus der ermittelten Periodendauer
wird die Plattendicke bestimmt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161300
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
683

684
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Frequenzabhängigkeit des Auflösungsvermögens
Prinzip
Mithilfe des Echoskops wird anhand zweier benachbarter Fehlstellen
das unterschiedliche axiale Auflösungsvermögen einer 1 MHzund
einer 4 MHz-Ultraschallsonde untersucht. Dabei werden die
Zusammenhänge zwischen Wellenlänge, Frequenz, Pulslänge und
Auflösungsvermögen veranschaulicht.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160700
Zusätzliche Ultraschallsonden
Funktion und Verwendung
Die 2 MHz und 4 MHz Sonden sind für ein besonders breites Einsatzgebiet
geeignet. Auf Grund der höheren Frequenz ist das axiale und
laterale Auflösungsvermögen deutlich größer als bei den 1 MHz-Sonden.
Hingegen ist die Dämpfung für 2 MHz bei den meisten Materialien
noch nicht zu groß, so dass Untersuchungsgebiete in mittlerer Tiefe
noch problemlos erreicht werden können. Insbesondere eignen sich
die 2 MHz Sonden auch für Untersuchungen an medizinischen Objekten
und als Ultraschall Doppler-Sonden. Beim Einsatz der 4 MHz Sonden
geht es vor allem um die hohe Auflösung.
Vorteile
Die Ultraschallsonden zeichnen sich durch hohe Schallintensität und
kurze Schallimpulse aus. Damit sind sie besonders für den Impuls-
Echo-Betrieb geeignet. Alle Sonden haben ein robustes Metallgehäuse
und sind an der Schallfläche wasserdicht vergossen. Die Sonden werden
mit dem Spezialstecker zur Sondenerkennung geliefert.
Technische Daten
Schallanpassung an Wasser / Acryl; Größe: l = 70 mm, d = 27 mm;
Kabellänge: 1 m; Frequenzen: 2 MHz bzw. 4 MHz
Ultraschallsonde 2 MHz
13921-05
Ultraschallsonde 4 MHz
13921-02
excellence in science
Ergänzungssatz: Zerstörungsfreie Prüfung
Funktion und Verwendung
Erarbeitung der Ultraschall Techniken die in der zertörungsfreien
Werkstoffprüfung verwendet werden:
Ungänzeortung, Winkelkopfprüfung, Time of flight diffraction (TOFD)
Speziell geeignet für Hochschulpraktika in den Bereichen Applied
Sciences.
Vorteile
Alle Techniken können mit dem gleichen Gerätesatz demonstriert werden,
kein gesondertes Gerät für TOFD notwendig.
13921-01
Ultraschall Gel 250 ml
13924-25
Ergänzungssatz: Transversalwellen
Funktion und Verwendung
Wenn eine Ultraschallwelle auf einen Festkörper in einem bestimmten
Winkel trifft, werden Transversalwellen generiert. Transversalwellen
haben eine andere Schallgeschwindigkeit als Longitudinalwellen. Mit
diesem Gerätesatz kann der Übergang von Längs- zu Transversalwellen
in Abhängigkeit zum Einfallswinkel gemessen werden.
Vorteile
Mit diesem Gerätesatz können Grundlagen des Ultraschalls, die nicht
mit Industriegeräten aufzeigbar sind, auf eine sehr verständliche und
didaktische Art und Weise vermittelt werden.
Ausstattung und technische Daten
1x Ultraschallsonde 1 MHz, 1x Transversalwellen Set (inkl. 2 Probenhaltern),
1x Aluminiumprobe für Transversalwellen, 1x Hydrophon für
Schallfeldmessung, 1x Hydrophon Platte, 1x Hydrophon Halter, 1x Halter
Block
13921-03

Verfahren der Ultraschallprüfung
Nachfolgende Experimente können mit dem Basisset Echographie
und Zubehör durchgeführt werden.
Winkelkopfprüfung
Prinzip
Der Versuch demonstriert die Anwendung von Ultraschall-Winkelprüfköpfen
in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Mit Hilfe
von drei verschiedenen Winkelvorlaufstrecken werden die Echos
von Transversal- und Longitudinalwellen an einem Testblock aus
Aluminium untersucht. Während sich bei Normalprüfköpfen die
Justierung der Entfernung einfach aus der Laufzeit und der Schallgeschwindigkeit
ergibt, muss bei Winkelprüfköpfen zusätzlich die
Länge der Vorlaufstrecke, die Schallgeschwindigkeit der Transversalwelle
und der Einschallwinkel des Prüfkopfes sowie die Schallaustrittsstelle
der Vorlaufstrecke bestimmt werden. Die errechneten
Werte werden durch eine Messung des halben und vollen
Sprungabstands an einer zylindrischen Ungänze überprüft.
Aufgaben
1. Untersuchen Sie mit drei verschiedenen Winkelvorlaufstrecken
den halben und vollen Sprungabstand an einem Aluminiumprüfkörper.
Bestimmen Sie mit welchen Prüfköpfen
Longitudinal- und Transversalwellen Echos gemessen werden
können.
2. Messen Sie erst mit der 38° und danach mit der 17° Winkelvorlaufstrecke
die Laufzeiten und die Positionen des Prüfkopfes
beim Auftreten eines Winkelechos im halben und vollen
Sprungabstand.
3. Berechnen sie aus den Messdaten den Schallaustrittspunkt,
den Einfallswinkel, den einfachen Schallweg, die Schallgeschwindigkeit
und die Länge der Vorlaufstrecke.
4. Überprüfen Sie die Prüfkopfdaten (Justierung) an der zylindrischen
Ungänze. Messen Sie die Tiefe und den Projektionsabstand
bzw. den verkürzten Projektionsabstand der Fehlerstelle
im Testblock und vergleichen Sie die gemessen Werte
mit der Skizze.
Lernziel
Winkelprüfkopf, Einschallwinkel, Ultraschall, Brechung, Longitudinalwelle,
Scheerwelle, Winkelecho, Sprungabstand, Ultraschall
Echographie, A-Mode, Reflektion.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160400
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Ultraschall Echographie (A-Bild)
Prinzip
Eine Ultraschallwelle, die sich in einem Festkörper ausbreitet, wird
an Diskontinuitäten (Fehlerstellen, Risse) reflektiert. Durch die Beziehung
zwischen Laufzeit, Schallgeschwindigkeit und zurückgelegter
Strecke kann die Distanz zwischen der Oberfläche der Probe und
der Diskontinuität (Reflektor) ermittelt werden. Die Position und
die Größe der Fehlerstelle können durch mehrere Messungen aus
verschiedenen Positionen bestimmt werden.
Aufgaben
1. Messen Sie die lange Seite des Testblocks mit einer Schieblehre
und bestimmen Sie die Laufzeit der Ultraschallwellen für
diese Distanz mit der 2 MHz Sonde.
2. Berechnen Sie die Schallgeschwindigkeit.
3. Messen sie die Position und die Größe der Fehlerstellen mit
dem Messschieber und der Ultraschall Echographie Methode.
Lernziel
Ausbreitung von Ultraschallwellen, Laufzeit, Echo, Amplitude,
Reflexions-Koeffizient, A-Bild, Rissprüfung, Zerstörungsfreie Prüfung,
Ultraschall Transceiver
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160200
Ultraschall Echographie (B-Bild)
Prinzip
Mithilfe des Echoskops werden an einem einfachen Untersuchungsobjekt
die Grundlagen des Ultraschallschnittbild-Verfahrens
(B-Bild) veranschaulicht. Dabei werden die Besonderheiten bei der
Bildqualität von Ultraschallschnittbildern wie Schallfokus, Ortsauflösung,
und Abbildungsfehler etc. diskutiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160300
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
685

686
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Time of flight diffraction (TOFD)
Prinzip
An einem Aluminium-Prüfkörper mit 7 verschieden tiefen Rissen
(Sägeschnitten) werden zwei Verfahren der Risstiefenbestimmung
durchgeführt. Im Experiment werden die Materialrisse unterschiedlicher
Tiefen mit Hilfe eines Ultraschall-Winkelprüfkopfes
untersucht und die Tiefe durch die Signalamplitude und das TOFD-
Verfahren (Time of flight diffraction) bestimmt. Die Messergebnisse
beider Verfahren werden hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und
ihrer Nachweisgrenze verglichen. Mittels einer speziellen Sondenkombination
wird der Prüfkörper in TOFD-Technik gescannt und
ein entsprechendes Bild der Rissverteilung angefertigt.
Aufgaben
1. Mit einem Winkelprüfkopf wird die Schallgeschwindigkeit der
Transversalwelle in einem Prüfkörper zur Risstiefenbestimmung
aus den Winkelechos im halben und vollen Sprungabstand bestimmt.
2. Für die Risse des Prüfblocks aus Aluminium wird eine Nutenkennlinie
für die Risstiefenbestimmung nach der Echoamplitude
angefertigt.
3. Mit Hilfe der TOFD-Technik werden die Risstiefen des Prüfkörpers
bestimmt und mit den Ergebnissen des Echoamplitudenverfahrens
verglichen.
4. Mit einem TOFD-Scanprüfkopf wird der Prüfkörper gescannt und
im TOFD-Bild werden die Risse analysiert.
Lernziel
Zerstörungsfreie Prüfung, TOFD-Verfahren (Time of flight diffraction),
Ultraschallbeugung, Schallgeschwindigkeit, Transversalwellen,
Winkelecho, Ultraschall B-Bild, Selektive Korrosion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160500
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
16508-02
excellence in science
Ungänzeortung
Prinzip
An einem Testkörper mit unterschiedlichen Typen von Ungänzen
werden verschiedene Ultraschall-Ortungstechniken angewandt.
Dabei wird zunächst durch Abscannen des Prüfkörpers untersucht,
welche Ortungstechnik für welche Typen von Fehlern in Frage
kommt. Anschließend wird für jede Ungänze der Signal-Rausch-
Abstand jeweils für einen Winkelprüfkopf und einen Normalprüfkopf
ermittelt. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der Auswahl der
richtigen Ortungstechnik für eine spezielle Prüfaufgabe diskutiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5160600
Mechanische Scanverfahren
Prinzip
Mit Hilfe eines computergesteuerten Scanners wird das B-Bild eines
Probenkörpers mit 2 Sonden unterschiedlicher Frequenz (1
MHz und 2 MHz) und verschiedenen Ortsauflösungen aufgenommen
und die Auswirkungen auf das Auflösungsvermögen verglichen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161100

Ultraschall-Computertomographie
Prinzip
Die Grundlagen der Bildentstehung beim CT-Algorithmus werden
erklärt. An einem einfachen Testobjekt werden ein Dämpfungsund
Schallgeschwindigkeitstomogramm erstellt und die Unterschiede
diskutiert.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161200
Ergänzungssatz: CT Scanner
Funktion und Verwendung
Dieses Set ist eine Erweiterung des Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahrens
und umfasst automatisierte bildgebende Verfahren wie CT-SCAN
und B-Modus. Mit diesem Set kann der Aufbau eines CT-Bildes Schritt
um Schritt demonstriert werden. Mit diesem Set können auch automatisierte
B-Scan-Bilder aufgenommen werden. Die gescannten Objekte
können in axialer und seitlicher Richtung gemessen und ausgewertet
werden. Die Ergebnisse der automatischen Messungen mit
Scanner haben eine bessere Qualität verglichen zu handgeführten
bildgebenden Verfahren.
Vorteile
Für einen eher niedrigen Invest verglichen zu Routinesystemen, können
die Vorteile der mechanischen Abtastung in einer sehr verständlichen
Art und Weise demonstriert werden.
Ausstattung
1x CT Scanner, 1x CT Steuergerät, 1x Wassertank, 1x CT Probe
Technische Daten
CT Scanner
Lineare Achse: ca. 400 mm, Auflösung:

688
3.5 Materialwissenschaften
3.5.7 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Schwingungen in Metallplatten
Beschreibung
Nach dem Anschlagen einer runden oder quadratischen Metallplatte
tritt jeweils ein komplexes Eigenschwingungsspektrum auf.
Mit Hilfe der Fourieranalyse können die zur Erzeugung Chladnischer
Klangfiguren geeigneten Frequenzen schnell ermittelt werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch Cobra3 (C3PT)
01310-01 Deutsch
P1362200
Messmikrofon mit Verstärker
Funktion und Verwendung
Elektretmikrofon-Sonde zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern.
Ausstattung und technische Daten
Frequenzbereich: 30 Hz...20 kHz mit reduz. Empfindlichkeit 40 kHz;
Empfindlichkeit 6,0 mV/Pa; stellbare Verstärkung 0...1000; Signalausgang:
4 Vss/3 kOhm; Sondendurchmesser:

Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Der Materialeinsatz in Anwendungen ist besonders geprägt durch den Einfluss der Oberfläche bzw. Grenzflächen. Dieser Einfluss wächst mit
der relativen Zunahme der Oberfläche / Grenzfläche in Bezug auf das Volumen bei der fortschreitenden Miniaturisierung der Bauteile. Grundlegende
Kenntnisse über Ober- und Grenzflächeneffekt können mit klassischen experimentellen Methoden erworben werden. Darüber hinaus
sind auch heute innovative Methoden aus dem Bereich des Nanoimaging bzw. Nanotechnologie wie scanning probe methods (SPM) für die
Ausbildung an Schulen, Fachhochschulen und Universitäten zugänglich.
Oberflächenbehandlung / Plasmaphysik
Prinzip
Verschiedene Proben werden unter Luftdruck einer Plasmaentladung
ausgesetzt. Das Plasma induziert sowohl chemische als auch
physikalische Veränderungen an der Probenoberfläche die sich in
der Oberflächenstruktur und damit der Oberflächenenergie zeigen.
Der Kontaktwinkel des Wasser zur Probenpoberfläche wird an behandelten
und unbehandelten Bereichen gemessen und der Effekt
der Plasmabehandlung auf die Oberflächenenergie studiert.
Aufgaben
Verschiedene Proben werden über verschiedene Zeiträume mit
Plasma behandelt. Der Effekt der Beeinflussung des Kontaktwinkels
des Wassers auf die Oberfläche wird durch Tropfengrößemessung
oder Fotoaufnahmen mit einer Webcam beobachtet.
Lernziel
Bogenentladung, Glimmentladung, Elektronenlawine, Townsend-
Entladung, Mikroentladung, dielektrische Sperrschichtentladung,
Oberflächenenergie, Kontaktwinkel, Kontaktwinkelmessung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5540100
Plasmaphysik Probenset
Funktion und Verwendung
Die im Set enthaltenen Proben können mit Hilfe des Plasmaphysik Experimentiersets
(09108-10) untersucht werden.
Ausstattung und technische Daten
Das Probenset besteht aus verschiedenen Proben unterschiedlicher Dicken
aus Glas, verschiedenen Kunststoffen und Metallen.
09108-30
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.5 Materialwissenschaften
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Plasmaphysik Experimentierset
Funktion und Verwendung
Zur Untersuchung des Paschen-Gesetzes werden zwei Elektroden in einer
Vakuumkammer benutzt, deren Abstand mit Hilfe einer Mikrometerschraube
verstellt werden kann. Eine Entladungselektrode mit fixem
Abstand dient zur Oberflächenbehandlung verschiedener Proben
mit Plasma.
Ausstattung und technische Daten
Das Experimentierset besteht aus zwei Stationen, die auf einer gemeinsamen
Grundplatte montiert sind. Die Vakuumkammer verfügt
über zwei Anschlüsse für Vakuumpumpe und Druckmessgerät.
Abstand zwischen den Elektroden: 0...5 mm bzw. 2 mm (fest), Anwendbarer
Druck: 1 mbar bis Atmosphärendruck, Feldstärke: max. 10
kV/mm, Feldfrequenz: ca. 200 Hz, Abmessungen (mm): 300 x 90 x
135, Masse: 1,5 kg
Zubehör
Probenset (09108-30), Betriebsgerät (09108-99).
09108-10
Plasmaphysik Betriebsgerät
Funktion und Verwendung
Zur Spannungsversorgung des Experimentiersets (09108-10). Es verfügt
über zwei Experimentiermodi: Untersuchung der Zündspannung
(1), Oberflächenbehandlung mit Plasma (2).
Ausstattung und technische Daten
Einstellbare Zeiten (s): 0,2; 0,5; 1; 5;10; 20; 30; 60, Leistungsaufnahme:
max. 25 V, Anschlussspannung: 100...240 V, Netzfrequenz: 50/60
Hz, Abmessungen (mm): 194 x 140 x 130, Masse (kg): 1,2
09108-99
689

690
3.5 Materialwissenschaften
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Kontaktwinkel
Prinzip
Der Rand eines Flüssigkeitstropfens, der sich auf einer festen Oberfläche
befindet, bildet einen charakteristischen Winkel dazu. Um
diesen Grenzwinkel für eine Flüssigkeit mit bekannter Oberflächenspannung
zu bestimmen, wird die Gewichtszunahme gemessen,
wenn eine rechtwinklige Platte mit einer glatten Oberfläche
und bekannter Geometrie in die Flüssigkeit eingetaucht wird.
Aufgaben
Bestimme den Kontaktwinkel von Wasser auf einem Silikatglas
mithilfe der Wilhelmy-Methode.
Lernziele
Kontaktwinkel, Wilhelmy-Gleichung, Oberflächenspannung, Benetzung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3040401
Torsionskraftmesser 0,01 N
Funktion und Verwendung
Torsionskraftmesser 0,01 N zur weglosen Messung kleinster Kräfte.
Vorteile
Vorlastkompensation, Überlastschutz, Nullpunktkompensation, Wirbelstromdämpfung,
Front- und Trommelskale.
Ausstattung und technische Daten
Messbereich Frontskale: 10 mN, Messbereich Trommelskale: ± 3 mN,
Vorkraftkompensation: 10 mN, Grobteilung: 1 mN, Feinteilung: 0,1
mN, Maximale Hebelarmbelastung: 0,2 N, Skalendurchmesser: 170
mm, Hebelarmlänge: 240 mm
Torsionskraftmesser 0,01 N
02416-00
Messuhr 10/0,01 mm
03013-00
excellence in science
Elektrokinetisches Potential
Prinzip
An der Phasengrenze fest/flüssig kommt es zur Ausbildung eines
elektrokinetischen Potentials (Zeta-Potential), das die Ursache für
elektrokinetische Erscheinungen ist. Es wird die Elektroosmose an
einer feinteiligen Feststoffsuspension in Wasser nachgewiesen. Bei
Einwirkung einer hohen elektrischen Feldstärke kommt es zu einer
Flüssigkeitsströmung, die mit Hilfe eines Feinmanometers beobachtet
werden kann.
Aufgaben
In Abhängigkeit der Zellspannung ist die Zeit zu ermitteln, die zu
einer Druckänderung von 0,1 hPa führt.
Lernziele
Elektrochemische Doppelschicht, Phasengrenze, Helmholtzsche
Doppelschicht, Diffuse Doppelschicht, Zeta-Potential, Helmholtz-
(Smoluchowski-) Gleichung, Elektroosmose, Phasengrenzschicht
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3040601
Feinmanometer
Funktion und Verwendung
Flüssigkeitsmanometer für Unter- und Überdruckmessungen.
Ausstattung und technische Daten
Messrohr mit einstellbarem Neigungswinkel, in Plexiglasblock mit
Wasserwaage sowie 2 Anschlussoliven und Haltestiel, Nullpunkteinstellung
durch verschiebbare Skale, Messbereiche: 0...2 mbar, Teilung:
0,1 mbar, Teilung: 0...4 mbar, Teilung: 0,2 mbar, Skalenlänge: 140
mm, Anschlusstüllen: 5...8 mm, Stieldurchmesser: 10 mm, Stiellänge:
60 mm, Abmessungen (mm): 250 x 30 x 190
03091-00

Röntgenfluoreszenzspektroskopie -
Schichtdickenbestimmung
Prinzip
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) eignet sich zur berührungsund
zerstörungsfreien Dickenmessung von dünnen Schichten und
zur Bestimmung von deren chemischer Zusammensetzung.
Lernziele
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Fluoreszenzausbeute,
Augereffekt, kohärente und inkohärente Photonenstreuung,
Absorptionsgesetz, Massenschwächungskoeffizient, Sättigungsdicke,
Matrixeffekte, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2545200
X-ray Röntgengerät 35 kV, Grundgerät
Funktion und Verwendung
Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren-Schnellwechseltechnik für:
Durchstrahlung und Röntgenfotos, Ionisations- und Dosimetrieversuche,
Laue- und Debye-Scherrer-Aufnahmen, Röntgenspektroskopie,
Bragg-Reflexion, Bremsspektrum/charakteristische Linien verschiedener
Anodenmaterialien, Moseleye-Gesetz, Bestimmung von h- und
Rydbergkonstante, Duane-Hunt-Gesetz, Materialdicken- und energieabhängige
Absorption, K- und L-Kanten, Kontrastmittelexperimente,
Comptonstreuung, Röntgendiffraktometrie.
X-ray Röntgengerät 35 kV, Grundgerät
09058-99
X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre
09058-60
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
09058-10
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.5 Materialwissenschaften
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Zubehör Röntgenfluoreszenzspektroskopie
X-ray Röntgenenergiedetektor
09058-30
Vielkanalanalysator, erweiterte Version, auch geeignet für den
Einsatz des Röntgenenergiedetektors
13727-99
Software Vielkanalanalysator
14452-61
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
09058-02
X-ray Probensatz Metalle für Röntgenfluoreszenz, Satz von 7
Stück
09058-31
X-ray Probensatz Metalle für Röntgenfluoreszenz, Satz von 4
Stück
09058-34
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive
Röntgenfluoreszenzanalyse
Beschreibung
14 Experimentbeschreibungen zum Röntgenenergiedetektor in Kombination
mit dem Vielkanalanalysator und dem Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Eigenschaften des Röntgenenergiedetektors, Qualitative
Röntgenfluoreszenzanalysen, Quantitative Röntgenfluoreszenzanalysen,
Energiedispersive Experimente.
DIN A4, Spiralbindung, farbig, 66 Seiten
01190-01
691

692
3.5 Materialwissenschaften
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Atomare Auflösung der Graphitoberfläche mit dem
RTM (Rastertunnelmikroskop)
Prinzip
Zwischen einer sehr feinen metallischen Spitze und einer elektrisch
leitende Probenoberfläche die in einem Abstand von weniger als
einem Nanometer angeordnet sind, fließt beim Anlegen einer
Spannung ein Strom, der Tunnelstrom, ohne einen mechanischen
Kontakt. Dieser Strom wird ausgenutzt um die (elektronische) Topografie
einer Graphit-Oberfläche auf der sub Nanometerskala zu
untersuchen. Durch Abrastern der Oberfläche werden Graphit-Atome
und deren hexagonale Anordnung abgebildet und analysiert.
Aufgaben
1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation der Graphit (HOPG)
Oberfläche und Annäherung der Spitze an die Oberfläche.
2. Untersuchung der Topographie von sauberen Terrassen und
der Stufenhöhe zwischen benachbarten Terrassen im
Konstant-Strom-Modus.
3. Abbildung der Anordnung von Graphitatomen auf einer sauberen
Terrasse durch Optimierung der Tunnel- und Rasterparamter.
Interpretieren der Struktur durch Analysieren der
Winkel und Abstände unter Zuhilfenahme des 3D und 2D Graphitmodells.
4. Messung und Vergleich der Bilder im Konstante-Höhe- und
Konstanter-Strom-Modus.
Lernziele
Tunneleffekt, Hexagonale Strukturen, Rastertunnelmikroskopie
(RTM), Abbildung auf der sub Nanometerskala, Piezo-Elektrische
Aktuatoren , Lokale Zustandsdichte (Local Density of States - LDOS),
Konstante-Höhe-Modus und Konstanter-Strom-Modus
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P2532000
TESS expert Physics Handbook Scanning Tunneling
Microscopy - Operating Instructions and Experiments
Beschreibung
Handbuch zur Bedienung des Rastertunnelmikroskopes und erster Experimente,
mit Schnelleinstieg, Erklärung aller Funktionalitäten der
Mess- und Analyse-Software measure nano, insbesondere Abbildung
und Spektroskopie auf der Nanoskala. Mit vielen Tipps und Tricks, Hintergrundinformationen
und Versuchsbeschreibungen.
DIN A5, Spiralbindung, farbig, 120 Seiten, in englischer Sprache
01192-02
excellence in science
Kompakt-Rastertunnelmikroskop, Komplettset inkl.
Werkzeug, Probenset und Verbrauchsmaterial
Funktion und Verwendung
Einfach zu bedienendes Rastertunnelmikroskop zur Abbildung und
Spektroskopie leitfähiger Proben auf atomarer bzw. molekularer Skala.
Geeignet für eine Vielzahl von Experimenten aus Themenfeldern
wie Material-Wissenschaften, Festkörperphysik/-chemie, Oberflächenphysik/
-chemie, Nanotechnologie/wissenschaften und Quantenmechanik.
Beispielexperimente: Mikro- und Nanomorphologie von
Oberflächen, Nanostrukturen, Abbildung von Atomen und Molekülen,
Leitfähigkeit, Tunneleffekt, Ladungsdichtewellen, Einzelmolekülkontakte
oder Nanostrukturierung durch Selbstorganisation (self assembled
monolayer).
Vorteile
Komplettpaket inklusive aller notwendigen Verbrauchsmaterialien für
einen schnellen und sofortigen Einstieg in die Welt der Atome und
Moleküle, tragbar und kompakt: leicht zu transportieren, einfach zu
installieren, kleine Grundfläche, Einzelgerät mit integrierter Steuerelektronik
für sehr stabiles Messen, sehr schnell zu atomarer Auflösung
auf einem normalen Tisch. Keine teure zusätzliche Schwingungsdämpfung
notwendig., einfach zu bedienen: Ideal zum Beispiel für
die Ausbildung in der Nanotechnologie zur Vorbereitung der Studenten
für die Arbeit an komplexen und teuren Forschungsapparaturen
, leicht zugängliche Proben- und Spitzenaufnahme: Schneller Wechsel
möglich, niedrige Betriebsspannung: Sicher für alle Anwender.
Ausstattung und technische Daten
Messkopf mit integrierter Steuerelektronik auf schwingungsgedämpfter
Basisplatte:
Maximale Bildgröße (XY): 500 nm x 500 nm, Maximaler Z-Bereich
(= Höhe): 200 nm, Auflösung in XY besser als 8 pm, Auflösung in Z
besser als 4 pm , Strom 0.1-100 nA in 25 pA Schritten, Spannung
an der Spitze +/-10 V in 5m V Schritten, Maße 21 cm x 21 cm x
10 cm, Konstant-Strom-Modus, Konstante-Höhe-Modus, Strom-Spannung
Spektroskopie, Strom-Abstand Spektroskopie, Steuerelektronik
mit USB-Anschluss, 16-Bit D-A Wandler für alle drei Dimensionen
(XYZ), bis zu 7 Messkanäle und maximaler Rastergeschwindigkeit von
60 ms/Linie
, Lupendeckel: Vergrößerung 10x, Werkzeugset zum Herstellen und
Einbauen von Tunnelspitzen: Seitenschneider, Zange, Pinzetten, Pt-Ir
Draht für Tunnelspitzen: Länge 30 cm, Durchmesser 0,25 mm , Probenset:
Graphit (HOPG), Gold (111) Filme, 4 leere Probenhalter, Netzteil
(100-240 V, 50/60 Hz), USB Anschlusskabel: Länge 3m, Aluminiumkoffer
(44 cm x 32 cm x 14 cm), mehrsprachige Software (dt, engl, ...),
zum Messen, Analysieren und Darstellen (in einer, zwei und drei Dimensionen),
ausführliches Benutzerhandbuch mit Beschreibung erster
Experimente, Schnellstart-Anleitung, Gewicht (inkl. Koffer) 6,7 kg
Zubehör
Erforderlich: Computer mit Windows 2000/XP/Vista/7, USB Anschluss,
256MB RAM, 1024 x 758 Grafik, 16-bit Farbauflösung oder besser,
optional: andere Proben, Silberleitkleber zum Befestigen eigener Proben,
Alkohol, Handschuhe und fusselfreie Tücher zur Reinigung.
09600-99

Untersuchung atomarer Strukturen und Defekte mit
dem Rastertunnelmikroskop
Prinzip
Der Tunnelstrom wird hier ausgenutzt, um die (elektronische) Topografie
unterschiedlicher Substrate auf der sub Nanometerskala
zu untersuchen. Durch Abrastern der Oberfläche werden Oberflächenatome
und deren Anordnung abgebildet und analysiert.
Außerdem können verschiedene Defektstrukturen abgebildet und
analysiert werden.
Aufgaben
1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation von Oberflächen.
2. Untersuchung der Topographie von sauberen Terrassen und
der Stufenhöhe zwischen benachbarten Terrassen.
3. Abbildung der Anordnung der Oberflächenatome und defekte
auf einer Terrasse durch Optimierung der Tunnel- und Rasterparamter.
4. Messung und Vergleich der Bilder im Konstante-Höhe- und
Konstanter-Strom-Modus.
Lernziele
Tunneleffekt, Hexagonale und kubische Strukturen, Defekte, Rastertunnelmikroskopie
(RTM), Abbildung auf der sub Nanometerskala,
Lokale Zustandsdichte (LDOS), Konstante-Höhe-Modus und
Konstanter-Strom-Modus.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P2532500
Kristallgitterbaukasten, klein, Graphit
Der Baukasten enthält alle nötigen Teile, um ein Modell eines dreilagigen
Graphit-Gitters aufzubauen. Ideal geeignet zum Verständnis der
atomaren Auflösung von Graphit (HOPG) mit dem RTM.
Kristallgitterbaukasten, klein, Graphit
39840-00
Graphit Modell, 2D
09620-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.5 Materialwissenschaften
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Messung der Austrittsbarkeit auf der Nanoskala mit
Rastertunnelspektroskopie
Prinzip
Strom-Spannungs- und Strom-Abstands-Kennlinien werden auf
der sub-Nanometer Skala gemessen. Aus der Strom-Abstands-
Kennlinie lässt sich die Austrittsarbeit bestimmen. Diese Austrittsarbeit
liefert Rückschlüsse auf die Nanomorphologie des Substrats.
Aufgaben
1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation von Oberflächen.
2. Untersuchung der Topographie von sauberen Terrassen und
von Defekten (Anhäufung von Stufen) im Konstanter-Strom-
Modus.
3. Aufnehmen von Abstands-Strom-Kennlinien auf sauberen
Terrassen und an Defekten.
4. Bestimmung der Austrittsarbeit und Interpretation.
Lernziele
Tunneleffekt, Defekte, Rastertunnelmikroskopie (RTM), Rastertunnelspektroskopie
(RTS), Lokale Zustandsdichte (Local Density of States
- LDOS), Austrittsarbeit, Oberflächenaktivierung / Katalyse.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P2533000
Messung von elektrischen Kennlinien verschiedener
Proben auf der Nanoskala
Prinzip
In diesem Versuch wird über den Tunnelstrom auf die (elektronische)
Topografie unterschiedlicher Substrate auf der sub Nanometerskala
geschlossen. Aus der Strom-Spannungs-Kennlinie lassen
sich Rückschlüsse auf die Bandstruktur und Defekte machen.
Aufgaben
1. Aufnehmen von Strom-Spannungs-Kennlinien auf sauberen
Terrassen und an Defekten.
2. Vergleich verschiedener Bandstrukturen (Volumen und Oberfläche).
Lernziele
Tunneleffekt, Defekte, Rastertunnelmikroskopie (RTM), Rastertunnelspektroskopie
(RTS), Lokale Zustandsdichte (Local Density of States
- LDOS), Volumen- und Oberflächenbandstruktur.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P2533500
693

694
3.5 Materialwissenschaften
3.5.8 Oberflächen, Grenzflächen und Nanotechnologie
Quantenmechanik mit dem Rastertunnelmikroskop
- Tunneleffekt und Ladungsdichtewellen
Prinzip
Neben dem Tunneleffekt, der mit Tunnelspektroskopie untersucht
wird, werden andere quantenmechanische Effekte, wie Ladungsdichtewellen
(charge density waves) auf verschiedenen Substraten
vermessen. Diese quantenmechanische Kopplung zwischen Gitterschwingungen
(Phononen) und Elektronen führt zu periodischen
Strukturen in der Ladungsdichte und kann mit dem Rastertunnelmikroskop
abgebildet werden.
Aufgaben
1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation unterschiedlicher
Oberflächen und Annäherung der Spitze an die Oberfläche.
2. Strom-Abstands-Spektroskopie auf verschiedenen Substraten
und Charakterisierung des Tunneleffektes.
3. Abbildung und Charakterisierung von Ladungsdichtewellen
auf unterschiedlichen Substraten und Zuordnung zur Bandstruktur.
4. Untersuchung der Ladungsdichtewellen bei unterschiedlichen
Spannungen und Interpretation der abgebildeten Zustände
(leer bzw. gefüllt)
Lernziele
Tunneleffekt, Ladungsdichtewellen, leere und gefüllte Zustände,
Rastertunnelmikroskopie (RTM), Rastertunnelspektroskopie (RTS),
Lokale Zustandsdichte (Local Density of States - LDOS), Volumenund
Oberflächenbandstruktur
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P2535000
Zubehör für das Rastertunnelmikroskop
Pt/Ir Draht zum Herstellen von Tunnelspitzen
Pt/Ir Draht, Durchmesser 0,25 mm, Länge 30 cm
09604-00
Silberkleber zum Befestigen von Proben auf Probenhaltern
09605-00
Probenträger, Set aus 10 Stück
09619-00
excellence in science
Untersuchung der Rauhigkeit und
Nanomorphologie verschiedener Metallproben
Prinzip
Die Morphologie unterschiedlich bearbeiteter Metallsubstrate (poliert,
geätzt, geprägt, gezogen) wird auf der sub Nanometerskala
untersucht. Dabei zeigen sich stark unterschiedliche Charakteristika,
obwohl alle Proben makroskopisch gleich aussehen.
Aufgaben
1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation unterschiedlicher
Oberflächen und Annäherung der Spitze an die Oberfläche.
2. Untersuchung der Morphologie unterschiedlich bearbeiteter
Metallsubstrate.
3. Bestimmung der Rauhigkeit.
Lernziele
Tunneleffekt, Rastertunnelmikroskopie (RTM), Abbildung auf der
sub Nanometerskala, Nanomorphologie, Rauhigkeit, Polieren, Prägen,
Ziehen, Ätzen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P2537000
Proben für Rastertunnelmikroskopie
Vorbereitete Proben, für bspw. folgende Messungen:
▪ Atomare Strukturen und Defekte (alle Proben)
▪ Elektrische Kennlinien auf der Nanoskala (alle Proben)
▪ Ladungsdichtewellen (WSe2, TaSe2, TaS2)
▪ Selbstorganisierte Molekülfilme und -netzwerke (HOPG und Gold)
▪ Rauhigkeit und Nanomorpholgie (Probenset Nanomorphologie)
HOPG (Graphit) auf Probenträger
09606-00
Gold (111) auf Probenträger
09607-00
MoS2 auf Probenträger, natürlich
09608-00
MoS2 auf Probenträger, synthetisch
09609-00
WSe2 auf Probenträger
09610-00
TaSe2 auf Probenträger
09611-00
TaS2 auf Probenträger
09612-00
Probenset Nanomorphologie
09613-00

Geowissenschaften
3 Applied Sciences
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie 696
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie 706
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
695

696
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Geologie und Geomorpholgie
Geologie ist die Wissenschaft vom Aufbau, der Zusammensetzung und Struktur der Erde, ihren physikalischen Eigenschaften und ihrer Entwicklungsgeschichte
- sowie der Prozesse, die sie formten und auch heute noch formen. Eng verbunden damit ist die Geomorphologie, die
als Teil der physischen Geographie Formen und formbildende Prozesse der Erde untersucht.
In der Ausbildung in diesen Bereichen spielen neben Experimenten zur Stoffanalyse, insbesondere Mineralien, vor allem Experimente zur
Bodenkunde und Kartierung bzw. Anschauungsmaterialien und Modelle entscheidende Rollen.
Stoffanalyse
Debye-Scherrer-Beugungsbilder von Pulverproben
mit drei kubischen Bravais-Gittern
Prinzip
Polykristalline, flächen- und raumzentrierte Pulverproben werden
mit der Strahlung aus einer Kupfer-Röntgenröhre durchleuchtet.
Mit Hilfe eines Geiger-Müller Zählrohres werden winkelabhängig
Beugungsintensitäten vermessen. Es können die Bragg-Reflexe zu
den einzelnen Netzebenen, die Gitterkonstante der Proben und die
entsprechenden Bravaisgittertypen ermittelt werden.
Aufgaben
1. Aufzeichnung der winkelabhängigen Intensität der vier
durchstrahlten kubisch kristallinen Pulverproben.
2. Berechne den Gitterabstand entsprechend der Winkelposition
der individuellen Braggpeaks.
3. Ordne die Bragg-Reflektionen den entsprechenden Netzbenen
zu. Bestimme die Gitterkonstante der Proben und ihren
Bravaisgittertyp.
4. Bestimme die Zahl der Atome in der Elementarzelle.
Lernziel
▪ Wellenlänge
▪ Kristallgitter
▪ Kristallsysteme
▪ Bravaisgitter
▪ reziprokes Gitter
▪ Miller Index
▪ Strukturfaktor
▪ atomarer Streufaktor
▪ Bragg Streuung
▪ charakteristische Strahlen
▪ Monochromatisierung der Strahlen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2542100
excellence in science
X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett
Funktion und Verwendung
Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset Röntgenphysik
Ausstattung und technische Daten:
Röntgengerät 35 kV Schul-/Vollschutzgerät mit Röntgenröhren,
▪ Schnellwechseltechnik
▪ Mikroprozessorgesteuert
▪ Integriertes Ratemeter, Lautsprecher und Aufbewahrungsbox für
Zubehör
▪ 2 Demo-LED-Displays zur Anzeige aller Betriebs- und Messgrössen
▪ Experimentierraum mit Beleuchtung und Leuchtschirm
▪ integriertes PC-Interface zur Steuerung und Datenaufnahme
▪ Hochspannung: 0,0...35,0 kV, Emissionsstrom: 0,0...1,0 mA
▪ Zählrohrspannung: 500 V, Zählzeit: 0,5...100 s
▪ Anschluss: 110/240 V~, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme: 160 VA
▪ Maße: (600x340x470) mm, Masse: 33 kg
Cu-Röntgenröhre,
▪ justiert in Stahlblechgehäuse mit Traggriff, Maße: (267x148x203)
mm, Masse: 4,3 kg
Goniometer,
▪ schrittmotorgesteuert
▪ Schrittweite: 0,1...10°, Geschwindigkeit: 0,5...100,0 s/Schritt
▪ Probe: 0...360°, Zählrohr:-10°...+170°
▪ Maße: (285x140x208) mm, Masse: 4,1 kg
Zählrohr Typ B
▪ in Metallzylinder mit 500 mm
▪ Dichte Glimmerfenster: 2...3 mg/cm²
▪ Arbeitsspannung: 500 V, Totzeit: ca. 100 µs
▪ Ø = 22 mm, l = 76 mm, Masse: 0,103 kg
Kaliumbromid Einkristall(100)
▪ orientiert Netzebenenabstand: 329 pm
▪ Dicke: 1 mm, nutzbare Fläche: (10 x 12) mm
Software und Datenkabel
Zubehör
Handbücher in deutsch (01189-01) und englisch ( 1189-02) mit 27
Experimentbeschreibungen. (132 Seiten; DIN A4-Format).
X-ray Röntgengerät, Grundgerätesatz komplett
09058-88
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit
Röntgenstrahlung (XT)
01189-01

Weitere Pulverproben für Debye-Scherrer-Beugung
Ähnlich wie in Versuch P2542100 für die kubischen Bravais-Gitter
beschrieben, lassen sich andere Pulverproben mit charakteristischer
Kristallstruktur mit Debye-Scherrer-Diffraktometrie untersuchen.
Zu folgenden Kristallstrukturen gibt es im Handbuch (01189-01) detailierte
Beschreibungen:
▪ Diamant (Germanium, Silizium)
▪ Hexagonal (Zink)
▪ Tetragonal (Bleidioxid)
▪ Kubisch (Natriumchlorid, Kupfer)
Germanium, Pulver, 99%ig, 10 g (diamant)
31768-03
Silicium, feinstes Pulver, 50 g (diamant)
31155-05
Zink, Pulver, 100 g (hexagonal)
31978-10
Blei(IV)-oxid (Bleidioxid) 250 g (tetragonal)
31122-25
Natriumchlorid, reinst, 250 g (kubisch)
30155-25
Kupfer, Pulver 100 g (kubisch)
30119-10
Zubehör Debye-Scherrer-Diffraktometrie
X-ray Universal Kristallhalter für Röntgengerät
09058-02
LiF-Kristall in Halter
09056-05
Blendentubus mit Ni-Folie
09056-03
X-ray Probenhalter für Pulverproben
09058-09
Zubehör Laue-Verfahren
LiF-Kristall in Halter
09056-05
X-ray Kristallhalter für Laue-Aufnahmen
09058-11
X-ray Einschub mit Molybdän-Röntgenröhre
09058-60
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Untersuchung von Kristallstrukturen mit
Röntgenstrahlen / Laue-Verfahren
Laue-Aufnahme eines LiF(100) Kristalls
Prinzip
Ein Einkristall wird mit einem polychromen Röntgenstrahl bestrahlt
und die daraus resultierenden Beugungsmuster werden auf
Film aufgenommen und ausgewertet.
Aufgaben
1. Die Laue-Beugung eines LiF-Einkristalls wird auf einem Film
aufgezeichnet.
2. Die Miller-Indizes der entsprechenden Kristallflächen werden
den Laue-Bedingungen zugeordnet.
Lernziel
Kristallgitter, Kristall-Systeme, Kristallklassen, Bravais-Gitter,
Backlink Gitter, Miller-Indizes, Struktur Amplitude, Atom-Formfaktor,
Bragg-Gleichung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541600
Kristallgittermodelle
Kochsalz (Natriumchlorid)
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Kristallgittermodell Kochsalz
40014-00
Kristallgittermodell Cäsiumchlorid
40015-00
Kristallgittermodell Zinkblende
40016-00
Kristallgittermodell Fluorit
40018-00
Kristallgittermodell Diamant
40010-00
697

698
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an legierten
Werkstoffen
Röntgenfluoreszenzspektrum eines Supraleiters (YBaCu-O)
Prinzip
Verschiedene legierte Werkstoffe werden mit polychromatischer
Röntgenstrahlung bestrahlt. Die Energieanalyse der resultierenden
Fluoreszenzstrahlung erfolgt mit Hilfe eines Halbleiterdetektors
und eines nachgeschalteten Vielkanalanalysators. Die Energie der
entsprechenden charakteristischen Röntgenfluoreszenzlinien wird
bestimmt. Die Legierungsmaterialien werden durch einen Vergleich
der Linienenergien mit entsprechenden Tabellenwerten
identifiziert.
Aufgaben
1. Mit Hilfe der charakteristischen Strahlung der Molybdän-
Röntgenröhre ist eine Kalibrierung des Halbleiterenergiedetektors
durchzuführen.
2. Die Spektren der von den Proben erzeugten Fluoreszenzstrahlungen
sind zu registrieren.
3. Die Energien der entsprechenden Fluoreszenzlinien sind zu
bestimmen.
4. Zur Identifizierung der Legierungskomponenten sind die experimentell
ermittelten Energiewerte mit Tabellenwerten abzugleichen.
Lernziel
Brems- und charakteristische Röntgenstrahlung, Energieniveaus,
Fluoreszenzausbeute, Halbleiterenergiedetektoren, Vielkanalanalysatoren.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse
01190-01 Deutsch
P2544600
Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an Pulverproben
P2544700
Qualitative Röntgenfluoreszenzspektroskopie an Metallen
P2544500
Qualitative Röntgenfluoreszenzanalyse an Flüssigkeiten
P2544800
Probensätze für Röntgenfluoreszenzanalyse
Probensatz Metalle, Satz von 7 Stück
09058-31
Probensatz Legierungen, Satz von 5 Stück
09058-33
excellence in science
X-ray Röntgenenergiedetektor, Gesamtpaket
Funktion und Verwendung
Vollständiges, funktionsfähiges Experimentierset.
Auststattung und technische Daten
Röntgengerät 35 kV Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren
Cu-Röntgenröhre
Goniometer, schrittmotorgesteuert
Zählror Typ B
Kaliumbromid Einkristall(100)
Röntgenenergiedetektor zur Messung von Energien einzelner Rötgenquanten
▪ Energiebereich 2 ... 60 keV; Auflösung FWHM < 400 eV
▪ aktive Detektorfläche 0,8 mm²
Vielkanalanalysator, USB
▪ Auflösung bis 4001 Kanäle
▪ Eingang: negative Impulse; Ausgang: positive Impulse 0 bis 5 V
Handbücher in dt. und engl. mit 14 Experimentbeschreibungen:
▪ Eigenschaften des Energiedetektors
▪ Qualitative und Quantitative Röntgenfluoreszenzanalyse zu Metallen,
Legierungen, Pulverproben, Flüssigkeiten, Schichtdicken
▪ Energiedispersive Experimente zu Comptoneffekt, Duane-Hunt,
Absorptionskanten, Gitterkonstanten
▪ Software zur Steuerung, Datenaufnahme und Analyse
▪ Proben zur Kalibrierung des Röntgenenergiedetektrors
▪ Datenkabel Stecker/Buchse, 9 polig
09058-87
Demo expert Physik Handbuch Energiedispersive
Röntgenfluoreszenzanalyse
Beschreibung
14 Experimentbeschreibungen zum Röntgenenergiedetektor in Kombination
mit dem Vielkanalanalysator und dem Röntgengerät 35 kV.
Themenfelder: Eigenschaften des Röntgenenergiedetektors; Qualitative
Röntgenfluoreszenzanalysen; Quantitative Röntgenfluoreszenzanalysen;
weitere energiedispersive Experimente
DIN A4, Spiralbindung, farbig, 66 Seiten
01190-01

X-ray Röntgenenergiedetektor
Funktion und Verwendung
Mit dem neuen Röntgenenergiedetektor können Sie die Energie einzelner
Röntgenquanten direkt messen.
Vorteile
Zusammen mit dem Vielkanalanalysator (USB) bestimmen und analysieren
Sie das komplette Röntgen-Energiespektrum des untersuchten
Materials., einfache 2 bzw. 3 Punktkalibrierung, charakteristische
Röntgenlinien für alle Elemente des Periodensystems sind Teil der
Software, direkt auf dem Goniometer des Röntgengerätes montierbar,
die volle Funktionalität des Goniometers bleibt erhalten, direkter Anschluss
an den Vielkanalanalysator (USB), der die Versorgungsspannungen
bereitstellt, sofort einsetzbar, Bereitschafts-LED, parallele
Darstellung der Röntgensignale auf dem Oszilloskop, kompaktes Design
, keine aktive Kühlung notwendig
Ausstattung und technische Daten
Energiebereich: 2-60 keV; Auflösung: FWHM < 400 eV, aAktive Detektorfläche
0,8 mm², rRatenunabhängige Auflösung bis 20 Kcps, max.
4001 Kanäle, keine aktive Kühlung notwendig
09058-30
Vielkanalanalysator, erweiterte Version
Funktion und Verwendung
Der Vielkanalanalysator dient der Analyse energieproportionaler Spannungsimpulse
sowie zur Impulsraten- / Intensitätsbestimmung in Verbindung
mit einem Röntgenenergiedetektor, Alpha-Detektor oder
Gamma-Detektor.
Ausstattung und technische Daten
Offsetfunktion zur Steigerung der Energieauflösung, Analogausgang
zur Beobachtung des Impulshöhenspektrums mit Hilfe eines Oszilloskops,
einen USB-Ausgang zum Anschluss an den Computer, integrierte
Spannungsversorgung für den Alpha-Vorverstärker (909100-00) und
für den Röntgenenergiedetektor, Inklusive: 1,5 m langes Netzgerätkabel,
USB-Kabel Typ A/B , Auflösung (je Spektrum): bis 4096 Kanäle (12
Bit), Speichertiefe: beliebig, Totzeit: 60 µs, Koinzidenz-Fenster: 1 µs,
Analog-Eingang: negative Impulse; Impedanz: 3,3 kOhm; 150 pF, Verstärkung:
in drei Stufen ca. 6, 12 und 24 digital einstellbar, Impulshöhe:
max. 4 V , Analog-Ausgang: positive Impulse 0 bis 4 V- , Impulslänge:
ca. 15 µs Offset, Digital mit 12 bit Auflösung, Maximaler Offset:
4 V Disable Eingang / Koinzidenzeingang, Logikeingang (TTL) für Koinzidenzmessungen,
Spannungsausgänge, Diodenbuchse: ± 12 V / max. 30
mA, BNC-Buchse (Bias-Spannung): -33, -66, -99 V, Kunststoffgehäuse:
mit Traggriff , Anschlussspannung: 115/230 V~, Netzfrequenz: 50/60
Hz , Abmessungen H × B × T (mm): 90 x 140 x 130 , Masse: 1550 g
Zubehör (erforderlich)
Software Vielkanalanalysator (14452-61).
13727-99
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Härteskale nach Mohs
Funktion und Verwendung
Zur Bestimmung der Härte eines Minerals nach international eingeführtem
Standardsatz von Mineralien der Härte 1...10.
Ausstattung und technische Daten
Mineralien der Härte 1...10:
1 Talk, 2 Gips, 3 Calcit/Kalkspat, 4 Fluorit, 5 Apatit, 6 Feldspat, 7
Quarz, 8 Topas, 9 Korund, 10 Diamant
Für weitere Bestimmungsversuche:
Magnet, Stift, Feile, Spaltmesser und Strichtafel, In Holzkasten mit Deckel,
Maße (mm): 230 x 130
39784-00
Geiger-Müller-Zähler Gamma-Scout®
Funktion und Verwendung
Das Handmessgerät misst und protokolliert permanent radioaktive
(alpha-, beta-, gamma-) Strahlung. Die einzelnen Strahlenarten sind
mit einer Wahlblende wählbar. Die Messwerte werden vom internen
Speicher erfasst.
Vorteile
Die Messwerte können mit der beiliegenden Windows-Software auf
einen Computer übertragen und ausgewertet werden.
Ausstattung und technische Daten
Eingebaute Batterie mit einer Lebensdauer von min. 10 Jahren (laut
Hersteller), inklusive USB-Schnittstelle, USB-Verbindungskabel,
Windows-Software und Gebrauchsanleitung , Display: LCD, vierstellig,
numerisch mit Benennung., Quasi-analoges logarithmisches Balkendiagramm,
Betriebsartenanzeige, Messgrößen: Sievert / h (µSv / h, mSv
/ h), Impulse / s, Impulse / einstellbarem Zeitintervall, Strahlendetektor:
Endfensterzählrohr nach dem Geiger-Müller-Prinzip, Edelstahlgehäuse
mit Neon-Halogen Füllung, Messlänge: 38,1 mm, Messdurchmesser:
9,1 mm, Glimmerfenster: 1,5 bis 2 mg/cm 2 , Gamma-Empfindlichkeit:
95 Impulse pro Minute bei Co-60-Strahlung = 1µSv/h im
Energieband der Umweltstrahlung, Nullrate: < 10 Impulse pro Minute
bei Abschirmung durch 3 mm Al und 50 mm Pb, Betriebstemperatur:
-20 bis +60°C, Betriebsspannung ca. 450 V, Kalibrierter Messbereich
von 0,01µSv / h bis 1.000 µSv / h, Strahlenarten : alpha ab 4 MeV,
beta ab 0,2 MeV, gamma ab 0,02 MeV, Interner Speicher: 2 Kbyte, Die
gemessenen Impulse werden ständig in einstellbaren Zeitintervallen
gespeichert, Uhrzeit, Datum: einstellbar, wird per Tastendruck angezeigt,
Abmessungen (mm): 163 x 72 x 30, Masse: 0,15 kg
13608-00
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
699

700
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Bodenkunde und Kartierung
Geländekartierung
Prinzip
Mit der Höhenmess-Funktion der Cobra4 Sensor-Unit Weather
steht ein einfach zu bedienendes Werkzeug zur Verfügung, mit dem
Höhenlinien eingezeichnet werden können.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
TESS advanced Applied Sciences Handbuch Cobra4 Umwelt und
Freiland
12622-01 Deutsch
P1520662
TESS Applied Sciences Cobra4 Umwelt und Freiland, Set
für 4 Arbeitsgruppen mit Handbuch
Funktion und Verwendung
Dieses Geräte-Set ist optimal geeignet für arbeitsteiliges Experimentieren
mit Schüler- und Studentengruppen zum Thema Umwelt und
Ökologie, insbesondere im Freiland.
Vorteile
Bis zu 4 Arbeitsgruppen können parallel interessante Themengebiete
erarbeiten und untersuchen. Alle Daten können auf SD-Speicherkarten
gespeichert werden. Die Auswerte-Software "measure" ist GRATIS dabei
und darf selbstverständlich auch von jedem Schüler bzw. Studenten
privat genutzt werden. Das enthaltene Handbuch bietet zahlreiche
Experimente und bedient sich zum Teil besonderer Methodik wie
dem Lernen an Stationen.
TESS Applied Sciences Cobra4 Umwelt und Freiland, Set für 4
Arbeitsgruppen mit Handbuch
12622-88
excellence in science
Der pH-Wert verschiedener Böden
Prinzip
Die Kenntnis der Böden ist für die Landwirtschaft von großer Bedeutung.
Um die Schüler mit diesem Thema vertraut zu machen,
wird in zwei Teilversuchen anhand von pH-Bestimmungen gezeigt,
wie verschieden Böden (Teilversuch "Charakteristische pH-Werte
von Böden") und wie groß die Unterschiede selbst innerhalb eines
Bodens sind (Teilversuch "Bodenprofil").
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
TESS advanced Applied Sciences Handbuch Cobra4 Umwelt und
Freiland
12622-01 Deutsch
P1521062
Cobra4 Mobile-Link
Cobra4 Mobile-Link
12620-00
Cobra4 Sensor-Unit Weather: Luftdruck, Luftfeuchte,
Lufttemperatur, Helligkeit, Höhe
12670-00
Cobra4 Sensor-Unit Conductivity: Leitfähigkeit mit fest
angeschlossener Sonde
12633-00
Cobra4 Sensor-Unit Chemistry: pH, 2 x Temperatur NiCr-Ni
12630-00

TESS Applied Sciences Set Bodenuntersuchung
Funktion und Verwendung
Der Koffer dient der Untersuchung von 18 wichtigen Bodenparametern.
Er kann von 6 parallel arbeitenden Schülergruppen genutzt werden.
Eine ausführliche Bedienungsanleitung (Best.-Nr. 30836-01, 65
Seiten) ist enthalten.
30836-88
TESS advanced Applied Sciences Handbuch
Bodenuntersuchungen
Literaturwerk zum Bodenkoffer.
Themenfelder: Bodenkundliche Grundlagen, Boden als Standortfaktor
im Wald, Faktoren der Bodenfruchtbarkeit, Veränderung der Belastungen
des Bodens, Bodenuntersuchungen im Gelände
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 64 Seiten
30836-01
Erdbodenthermometer
Funktion und Verwendung
Zur Messung der Bodentemperatur kann das Thermometer mit Hilfe
der Handgriffe leicht in den Boden eingestochen werden.
Ausstattung und technische Daten
Temperaturfühler aus Normalglas in stabiler Metallfassung mit Einstechspitze;
Skalenträger Milchglas, Messbereich: -38 °C ... +50 °C,
Skalenteilung: 1°C, Einstechtiefe: bis 300 mm
64219-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Bodenanalytik, Exkursionskoffer
Funktion und Verwendung
Exkursionskoffer zur Bodenanalytik
Ausstattung und technische Daten
Reagenzien und Geräte zur Bestimmung von Stickstoff, Phosphor, Nitrit,
Kalium, Ammonium, pH-Wert; Extraktionslösungen; Waage; Bodensieb;
2 Schaufeln; Sedimentationsrohr; 3 Spritzen; Faltenfilter;
Spritzflasche; 5 Probenbehälter; 2 Messzylinder; 2 Trichter; Spatel;
Messlöffel
30346-00
Feuchtigkeitsbestimmungskoffer CM
Funktion und Verwendung
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes des Bodens. Diese Methode
kann insbesondere bei ökologischen Schulversuchen durchgeführt
werden, dass sie sehr schnelle und zuverlässige Ergebnisse liefert.
Ausstattung und technische Daten
CM Druckflasche, Manometer, 3 Manometerdichtungen, 3 Flaschendichtungen,
Präzisions-Federwaage, Prüfmittel für das Manometer,
Zerkleinerungsschale aus Metall, 4 Edelstahlkugeln in Kunststoffdose,
20 Calciumcarbid-Ampullen in Kunststoffdose, Fäustel, Meißel, Flaschenbürste,
Kunststoffschaufel, 5 Wägeschalen, Einfache Gebrauchsanweisung,
Aufbewahrung im Metallkoffer
Feuchtigkeitsbestimmungskoffer CM
64203-02
Calciumcarbid für CM-Gerät, 100 Ampullen
64203-10
701

702
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Abhängigkeit der Bodentemperatur von Struktur
und Wassergehalt des Bodens
Prinzip
Dieser Versuch dient der Trennung und Bestimmung der feinen
Bodenbestandteile Sand, Ton und Humus. Diese sind in verschiedenen
Bodenarten in unterschiedlichen Anteilen enthalten und beeinflussen
in starkem Maße die Bodeneigenschaften. Sand-, Tonund
Humusanteil werden durch Abschlämmen mit Hilfe des
Schlämmzylinders einer durch Sieben gewonnenen Fein-Erdenprobe
bestimmt. Die Versuchsanleitung widmet sich außerdem der
Ermittlung des Wärmespeicherungsvermögens lufttrockener und
feuchter Bodenproben sowie der Ermittllung des Bodenwassergehalts.
Hinweis
Der Versuch wird auf Basis des Feuchtebstimmungskoffers CM
(64203-02) durchgeführt. Weiteres Zubehör siehe Literatur.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Ökologie
1
16704-01 Deutsch
P0911000
Schlämmzylinder
Funktion und Verwendung
Zur Bestimmung der abschlämmbaren Bestandteile des Bodens
Ausstattung und technische Daten
Aus Duran®; mit Graduierung und Normschliffhülse NS 34/35 inklusive
passendem Schliffstopfen aus Polyethylen; Inhalt: 500 ml; Durchmesser:
54 mm; Höhe: 395 mm
34252-00
excellence in science
Bodensiebe, Satz von 6 Stück
Funktion und Verwendung
Zur Bestimmung der Korngröße des Bodens.
Ausstattung und technische Daten
Aufeinandersetzbar, mit Deckel und Auffangboden, Rahmen aus
Kunststoff, Durchmesser 166 mm, Höhe 62 mm., Siebe aus Edelstahlbzw.
Messing, Drahtgewebe, Maschenweiten (mm): 4 / 2 / 0,5 / 0,25 /
0,125 / 0,063
65855-00
Bodendichte-Messsonde, l = 58 cm
Funktion und Verwendung
Messfühler mit angespitzter Edelstahlstange und Öse zum Einhänhgen
eines Kraftmessers. Die aufzubringende Kraft beim Eindrücken in die
Erde ist ein Maß für die Bodendichte.
Technische Daten
Durchmesser: 5 mm, Länge der Sonde: 58 mm
64244-00
Bohrstock
Funktion und Verwendung
Stabiler einteiliger Hohlbohrer zur schonenden Entnahme von Bodenproben
und zum Stechen von Bodenprofilen.
Ausstattung und technische Daten
Länge des Bohrkerns 50 cm, Durchmesser 30 mm, ein Spatelmesser
zum Entfernen des Bohrkerns gehört zum Lieferumfang
64221-01

Erdbohrer, klein
Funktion und Verwendung
Zur Bodenentnahme bis zu einer Tiefe von 25 cm.
Ausstattung und technische Daten
Gesamtlänge 48 cm, Durchmesser 13 mm, ein Dornschaber zum Entfernen
des Bohrkerns gehört zum Lieferumfang
64222-00
pH-Meter nach Hellige
Funktion und Verwendung
Zur kolorimetrischen pH-Wert-Bestimmung von Bodenproben.
Ausstattung und technische Daten
Kunststoffplatte mit Farbskale, Tropfflasche mit Spezialindikator für
50-60 Untersuchungen, Tropfpipette und Meßlöffel, Arbeitshinweise
pH-Meter nach Hellige
39351-00
Indikator für Hellige pH-Meter
39352-00
Binokulares Mikroskop DM750 mit Köhlerbeleuchtung
Funktion und Verwendung
Modernes Lehrer-, Hochschulkurssaal- und Einstiegsmikroskop für die
Forschung, optional ausbaubar für Phasenkontrast.
Vorteile:
Integrierte Kabelaufwicklung, Integrierter Haltegriff und Griffmulde
an Stativvorderseite, Objektivtisch mit abgerundeter Kante 185 x 140
mm, Selbstjustierende Forkussiervorrichtung, Unterdrückung von
Keimwachstum durch AgTreat, Aufrüstmöglichkeit: Dunkelfeld, Phasenkontrast,
Polarisation
62243-99
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Digitalmikroskop Leica DM500 mit Digitalkamera (3,1
Megapixel)
Funktion und Verwendung
Digitalmikroskop Leica DM500 mit Digitalkamera.
Vorteile:
Mikroskop:
▪ Integrierte Kabelaufwicklung für platzsparende Lagerung.
▪ Die spezielle Form des Mikroskopstativs schützt die Bedienelemente
vor Beschädigung.
▪ Einhandobjektivhalter zum schnellen Wechseln von Objektträgern.
Ergonomisch geformter Objektivtisch ohne scharfe Kanten
und Ecken.
▪ Oberflächenbehandlung mit Silberionen zur aktiven Unterdrückung
von Bakterienwachstum.
Kamera:
▪ passt zwischen Beobachtungstubus und Stativ und ermöglicht daher
eine optimale Systemintegration und Ausrichtung
▪ Integrierter SD-Kartenslot zum Speichern der Bilder auf einer
Speicherkarte
▪ Digital-Zusatzpaket: Netzteil, Videokabel zum Anschluss an Beamer
ohne Anbindung an einen Computer möglich, SD-Karte zum
Speichern der Bilder im JPG-Format
▪ Software, deutsch, mit sehr intuitiver Benutzeroberfläche
▪ Datenformate: JPG, TIF, BMP
▪ Betriebssysteme Windows und MacOSX
▪ Vielfältige Editiermodi: (Belichtung, Verstärkung, Gammastufen,
Farbtiefe, Bildgröße)
▪ Kamera- und Mikroskopeinstellungen durch Software auswählbar
▪ Konfigurationsspeicherung für spätere Wiederverwendung
Ausstattung und technische Daten:
Mikroskop:
▪ Binokular, mit 4 Plan-Objektiven FOV 18: 4x, 10x, 40x, 100x Öl.
▪ 4-fach-Revolver, Kreuztisch, vorzentrierter, sofort einsatzbereiter
Abbe-Kondensor Koaxialtrieb
▪ Langlebige und energiesparende LED Beleuchtung, integrierter
Fixkondensor zur einfachen und intuitiven Benutzung der Beleuchtung
▪ zwei 10x/18 Okulare, 45°-Binokulartubus mit festen Okularen
10x/20mm und Zeiger.
▪ Inkl. Staubschutzhülle und Immersionsöl.
Digitale Kamera:
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
▪ 3,1 Megapixel (2048 x 1536), USB 2.0,, Belichtungszeit 2msec...2s
▪ Live-Bild, farbig, in Echtzeit bis 15 fps (1024 x 768 Pixel)., Sensor:
Halbzoll-CMOS, Verstärkung 1x...20x, 24 Bit.
▪ Diebstahlsicheres Design, Stromversorgung über USB oder über
Digital-Zusatzpaket.
Digitalmikroskop Leica DM500 mit Digitalkamera
62240-99
Durchlichtmikroskop Leica DM500
62241-99
Durchlichtmikroskop Leica DM500 mit 100x Trockenobjektiv
62242-99
703

704
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
Anschauungsmaterial und Modelle
Erzsammlung, 40 Stück
Funktion und Verwendung
40 ausgesuchte Roherze zur Metallerzeugung. Auswahl besonders
reichhaltiger Erzstücke.
Ausstattung und technische Daten
Auswahl der Erze:
Aluminium-Erz: Bauxit, Magnesium-Erze: Manesit, Dolomit, Berylium-
Erz: Beryll, Cer-Erz: Bastnäsit, Uran-Erz: Carnotit, Calcium-Erz: Calcit,
Strontium-Erz: Strontianit, Barium-Erz: Baryt, Lithium-Erz: Amblygonit,
Natrium-Erz: Halit, Kalium-Erz: Sylvin, Rudidium-, Cäsium-Erz:
Carnallit, Bor-Erz: Ulexit, Eisen-Erze: Mangetit, Hämatit, Mangan-Erze:
Limonit, Siderit, Pyrolusit, Mangannomelan, Nickel-Erz: Nickelin,
Kobalt-Erz: Skutterudit, Chrom-Erz: Chromit, Vanadium-Erz: Descloizit,
Titan-Erz: Zemenit, Molybdän-Erz: Molybdänit, Wolfram-Erze: Wolframit,
Scheelit, Zirkonium-Erz: Zirkon, Kupfer-Erze: Chalkosin, Chalkopyrit,
Blei-Erze: Bornit, Tetraedrit, Zink-Erz: Galanit, Zinn-Erze:
Sphalerit, Smithsonit, Quecksilber-Erz: Cassiterit, Antimon-Erz: Zinnober,
Silizium-Erze: Antimonit, Quarz
Format der Stücke ca. 45 mm x 60 mm, in Holzkasten mit Deckel,
Maße (mm): 260 x 495, inkl. Beschreibung
39782-00
Basissammlung von 20 Fossilien
Funktion und Verwendung
Nach dem geologischen Alter gibt die Sammlung einen Überblick über
die Entwicklung des Lebens.
Ausstattung und technische Daten:
Die Stücke sind nummeriert, Inhaltsliste mit genauer Bezeichnung der
Stücke, Fundortangabe und Alter.
87946-01
Einführung in die Geologie, DVD, ca. 18 min.
87011-34
excellence in science
Globus, geographisch und politisch, engl.,
Durchmesser 26 cm, beleuchtet, 230 V
Das politische DUPLEX®-Kartenbild (unbeleuchtet) dokumentiert in
klarer, farblicher Abgrenzung alle Staaten und die verwalteten Gebiete
unseres Planeten. Sichtbar sind Flug-, Schifffahrts- und Eisenbahnlinien.
Durch den speziellen Eindruck von Schummerungen sind bereits
hier die Höhenstrukturen der Erde erkennbar. Das physische Kartenbild
(beleuchtet) zeigt detailliert die Landschaftsformen sowie die
Gebirgszüge und Gebirgsregionen, die Tiefebenen, das Hochland, die
Wüsten und in einer plastischen Deutlichkeit durch Farbabstufungen
die Meerestiefen.
88050-93
Modell des Erdinneren, bestehend aus 7 Teilen,
Durchmesser 23 cm
Erdmodell aus Plastik zur Darstellung der Struktur des Erdinneren,
7-teilig, Durchmesser 23 cm.
88051-00
Modell eines Vulkans
Modell aus Plastik eines Schichtvulkans (Stratovulkan) mit typischer
konischer Struktur erzeugt durch abwechselnde explosive Phasen mit
Stein- und Ascheablagerungen und Phasen mit ruhigem Lavafluss. Der
senkrechte Schnitt zeigt die schrägen Schichten des Vulkans auf horizontalem
Grund ebenso wie Magmafluss durch Sekundärkrater. Maße
45 x 42 cm.
88055-00

Modell: Fluss- und Gletschertal
Modell aus Plastik: Fluss- und Gletschertal. Diese beiden typischen
Talformen werden in diesem Modell veranschaulicht. Einerseits sieht
man ein Flusstal in typischer V-Form, das wenig von Erosion beinflusst
wurde während andererseits ein weites Gletschertal zu sehen ist. Maße:
45 x42 cm.
88057-00
Modell: Gletscher
Modell aus Plastik: Gletscher und Gletschertal. Dieses Modell zeigt eine
typische Hochgebirgslandschaft mit Schneefeldern und einem Gletscher
mit Nährgebiet, Zehrgebiet und Gletscherzunge. Im Gletschertal
in seiner typischen U-Form sind die Seitenmoränen zu sehen. Maße:
45 x 42cm.
88058-00
Modell: Karst, Grotten und Aktivität des Wassers
Modell aus Plastik: Karste, Grotten und die Aktivität des Wassers. Dieses
Modell zeigt die Wassererosion, Grundwasser, Quellen, Karste und
Grotten. Maße: 30 x50 x 30 cm.
88059-00
Modelle: Faltungen und Verwerfungen
Modell: Faltungen und Verwerfungen, aus Plastik. Serie von 8 Modellen,
die die verschiedenen Typen von Faltungen und Verwerfungen der
Erdkruste zeigen. Maße jeweils 12 x 8 x 10 cm.
88056-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Meeresbodenmodelle
Modelle des Meeresbodens, 2-teilig, aus Plastik. Diese Modelle zeigen
die Grabenbrüche und Kontinentalplatten. Auf dem oberen abnehmbaren
Teil befinden sich Reliefs der kontinentalen Gebirgszüge.
Modell: Meeresboden des Pazifiks, 50 x 65 x 9 cm
88053-00
Modell: Meeresboden des Atlantiks, 65 x 50 x 7 cm
88052-00
Modell: Konturlinien
Modell aus Plastik: Konturlinien. Dieses Modell zeigt äquidistante
Schnitte einer Hügellandschaft , die, auf ein Zeichenpapier gelegt, den
Höhenlinien einer Landkarte entsprechen. Maße: 26 cm x 42 cm.
88061-00
Modell: Lagerstätten
Modell aus Plastik: Lagerstätten. An den 4 Seiten des Modells befinden
sich geologische Schnitte verschiedener Lagerstätten (Ölfelder, Salzlagerstätten
und ein Kohleflöz) sowie Darstellungen der Abbausysteme
(Ölfördertürme und Stollen). Maße: 45 cm x 42 cm.
88060-00
Modell: Plattentektonik
Modell: Plattentektonik, 3-teilig, aus Plastik. Dieses Modell zeigt die
unter der Erde ablaufenden Vorgänge, die die Oberfläche der Erde verändern.
Maße: 26 cm x 42 cm x 14 cm.
88054-00
3.6 Geowissenschaften
3.6.1 Geologie und Geomorphologie
705

706
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
Klimatologie und Meteorologie
Ein Teilgebiet der Geowissenschaften ist die Meteorologie mit Schwerpunkt Klimatologie. Sie konzentriert sich unter anderem auf die Dynamik
der unteren Erdatmosphäre und das dadurch hervorgerufene Wetter. Daraus ergeben sich Konsequenzen für Methodik und Berufspraxis in
beiden Feldern.
Neben Experimenten zu den physikalischen Grundlagen von Druck, Temperatur und damit verknüpften Phänomenen liegt der Fokus in diesem
Kapitel auf dem Aufzeichnen von wetterrelevanten Daten.
Grundlagen
Barometrische Höhenformel
Prinzip
Glas bzw. Stahlkugeln werden mit Hilfe einer vibrierenden Platte
beschleunigt und erreichen dadurch verschiedene Geschwindigkeiten
(Temperatur-Modell). Die Teilchendichte der Kugeln wird in
Abhängigkeit von der Höhe und der Schwingungsfrequenz der Platte
gemessen.
Aufgabe
Die Messung der Teilchendichte in Abhängigkeit von der Höhe, bei
fester Frequenz der Erregerplatte und in Abhängigkeit von der Frequenz
bei fester Höhe.
Lernziel
Kinetische Gastheorie , Druck , Zustandsgleichung , Temperatur ,
Gaskonstante
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2140700
Gerät zur kinetischen Gastheorie
Funktion und Verwendung
Kompaktgerät für quantitative und qualitative Versuche mit einem
Modellgas zur Wärmebewegung, zur Verdampfung und Destillation,
zur barometrischen Höhenformel sowie zum Druck-Volumen-Gesetz.
09060-00
excellence in science
Vergleich der Wärmekapazität von Wasser/Land
Prinzip
Es wird aufgezeigt, wie sich Wärmeeinstrahlung unterschiedlich
auf die Temperaturerhöhung von Land- und Wasserzonen auswirkt.
Da Wasser eine größere Wärmekapazität als Sand besitzt,
kommt es nur sehr langsam zu einer Temperaturerhöhung und -
abkühlung. Darüberhinaus kühlt sich Sand schneller ab, da seine
Termperatur höher ist und die Differenz zur Umgebungstemperatur
somit größer. Die Kenntnis über die unterschiedliche Wärmekapazität
von Land- und Wassermassen ist für die Interpretation von
Klimadaten von Bedeutung, sowie für die Erklärung der Entstehung
von See- bzw. Landwinden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3 (C3BT)
01320-01 Deutsch
P1350900
Cobra3 Halbleitersensor -20..110 °C
Cobra3 Halbleitersensor -20..110 °C
12120-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Temperatur
14503-61

Eigenschaften des Luftdrucks
Prinzip
Druck spielt im täglichen Leben eine wichtige Rolle, auch wenn er
sich selten bemerkbar macht. Er ist jedoch immer vorhanden. In
diesem Versuch wird behandelt was Druck eigentlich ist, welche Eigenschaften
er hat und wie er zustande kommt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1500460
Messung der Höhe eines Turms
Prinzip
Mit Hilfe des Wettersensors lässt sich die Höhe eines Turms aus der
Luftdruckänderung unter Zuhilfenahme der barometrischen Höhenformel
ermitteln.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
TESS advanced Applied Sciences Handbuch Cobra4 Umwelt und
Freiland
12622-01 Deutsch
P1520362
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Relative Luftfeuchtigkeit
Prinzip
An der Innenseite von Fensterscheiben kann es zu Tau- oder Reifbildung
kommen, während man das Gefühl hat, dass die Zimmerluft
ziemlich trocken ist. Im Sommer kann ein Keller nicht entfeuchtet
werden, wenn man bei heißem Wetter einfach nur das
Kellerfenster öffnet. Warum das so ist, zeigt dieser Versuch.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1520560
Cobra4 Sensor-Unit Weather: Luftdruck, Luftfeuchte,
Lufttemperatur, Helligkeit, Höhe
Funktion und Verwendung
Zur Erfassung folgender Messgrößen: Luftdruck, relative Luftfeuchte,
Lufttemperatur, Helligkeit, Höhe.
12670-00
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik,
Chemie, Biologie, Alltagsphänomene
Beschreibung
120 Eindrucksvolle Versuchsbeschreibungen aus den Bereichen Physik,
Chemie und Biologie, die insbesondere auf die Vorteile der drahtlosen
Übertragung von Messwerten eingehen.
DIN A4, Ringordner, farbig, 350 Seiten
01330-01
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
707

708
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
Wetterdaten mit Cobra4
Cobra4 Sensor-Unit Weather: Luftdruck, Luftfeuchte,
Lufttemperatur, Helligkeit, Höhe
Funktion und Verwendung
Die Cobra4 Sensor-Unit Wetter kann gleichzeitig folgende Messgrößen
erfassen: Luftdruck, relative Luftfeuchte, Lufttemperatur, Helligkeit,
Höhe (berechnet aus dem Luftdruck).
Vorteile
▪ Kann an den Cobra4 Wireless-Link, den Cobra4 Mobile-Link oder
den Cobra4 USB-Link durch einen sicheren und zuverlässigen
Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden.
▪ alle wichtigen Wetterdaten in einer Sensor-Unit
▪ Optimal einsetzbar im Freilandversuch, für Untersuchungen zu
Wetter etc.
Ausstattung und technische Daten
Temperatur
▪ Messbereich -40...+125 °C
▪ Genauigkeit ± 0,5 °C
Luftdruck:
▪ Messbereich: 10...1100 mbar
▪ Genauigkeit: ± 1,5 mbar
Relative Luftfeuchte:
▪ Messbereich: 0...100%
▪ Genauigkeit: ± 5%
Helligkeit:
▪ Messbereich: 0...10.000 lx
▪ Genauigkeit: ± 5%
▪ Wellenlängenbereich; 320...1050 nm
Höhe:
▪ Barometrische Berechnung, Nullpunkt setzbar
▪ Datendurchsatzrate pro Kanal: 1 Hz
Allgemein:
▪ Anschluss: D-Sub, 15-polig
▪ Maße (mm): 64 x 70 x 35
▪ Gewicht: 60 g
12670-00
excellence in science
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte,
USB-Kabel und Software measure
Funktion und Verwendung
Der Cobra4 Mobile-Link ist ein modernes und leistungsfähiges Handmessgerät
zur mobilen Datenerfassung, an das alle Cobra4 Sensor-
Units durch einen sicheren Steck-Rast-Verschluss angeschlossen werden
können.
Vorteile
bis zu 1.000 Messwerte pro Sekunde, Daten auf SD-Speicherkarte
speicherbar, automatische Erkennung aller Cobra4 Sensor-Units, kinderleichte
Navigation dank zentralem Navigationskreuz, Auswerte-
Software "measure" GRATIS nutzbar, spritzwassergeschützt: sicheres
und zuverlässiges Arbeiten im Freien möglich.
Inkl. SD-Speicherkarte 2 GB, USB-Anschlußkabel, Bedienungsanleitung,
CD-ROM mit Auswerte-Software "measure" (mit Versuchsbeschreibungen
und Konfigurationseinstellungen für Experimente)
12620-55
Cobra4 Sensor-Unit CO2, Kohlenstoffdioxid-
Konzentration
Funktion und Verwendung
Sensor der Cobra4 Familie zur Messung der CO2-Konzentration in der
Luft. Die Sensor-Messwerte können zum Beispiel in Verbindung mit
dem universellen Handmessgerät Cobra4 Mobile-Link angezeigt und
aufgezeichnet werden.
Ausstattung und technische Daten
Messbereich: 0 ... 6000 ppm, Auflösung: 50 ppm, Datenübertragungsrate:
1 Hz, Anschluss: Sub-D-15-polig, Abmessungen (L x B x H) (mm):
60 x 70 x 30, Masse: 60 g
12671-00

Wetterbeobachtung mit dem Cobra4 Mobile-Link
Prinzip
Der kompakte Cobra4 Wetter-Multisensor ermöglicht die Einrichtung
einer eigenen Wetterstation mit wenigen Mitteln, mit der die
Zusammenhänge zwischen Luftdruck, Luftfeuchte, Lufttemperatur
und Helligkeit verständlich gemacht werden können.
Mit der Messkombination Cobra4 Mobile-Link / Wetter-Multisensor
können Einzel- oder Dauermessungen dieser Wetterparameter
durchgeführt werden. Bei Einzelmessungen wird der Wert vom Display
abgelesen und protokolliert, bei Dauermessungen werden die
Messwerte auf eine SD-Karte gespeichert und können danach mit
der Software measure für Cobra4 veranschaulicht und untersucht
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
TESS advanced Applied Sciences Handbuch Cobra4 Umwelt und
Freiland
12622-01 Deutsch
P1520462
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
24-Stunden-Wetterbeobachtung
Prinzip
Der kompakte Cobra4 Wetter-Multisensor ermöglicht die Einrichtung
einer eigenen Wetterstation mit wenigen Mitteln, mit der die
Zusammenhänge zwischen Luftdruck, Luftfeuchte, Lufttemperatur
und Helligkeit verständlich gemacht werden können.
Beispielhaft werden die Schwankungen über einem Zeitraum von
24 Stunden gezeigt, allerdings erlaubt derselbe Aufbau auch Langzeitmessungen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1520461
Cobra4 Wireless-Link
Funktion und Verwendung
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
Interface-Modul zur funkbasierten Übertragung von Sensor-Messwerten
an den PC, in Verbindung mit dem Cobra4 Wireless-Manager.
Ausstattung und technische Daten
Spannungsversorgung: 2x Mignon Akkus; Stromaufnahme: < 300 mA;
Ausg.leistung Funk: 1 mW; max. Datenrate (burst): 125.000 Werte/s;
Reichweite, ohne Hindernisse: 20 m; Maße (mm): 125 x 65 x 35; Gewicht:
200 g; 2 Hochleistungs-Akkus, 2.700 mAh ; Bedienungsanleitung
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz
14550-61
709

710
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
Einfluss der Waldart auf Luftfeuchtigkeit,
Temperatur und Helligkeit
Prinzip
Verschiedene Waldtypen weisen unterschiedliche Klimadaten auf.
Temperatur, Luftfeuchtigkeit, sowie Lichtstärke sind sowohl von
meteorologischen Faktoren als auch von der Vegetation abhängig.
Die Dichte des Kronenraumes eines Waldes bestimmt den Lichteinfall
und beeinflusst somit auch die Temperatur. Die geringe Vegetationsdichte
eines bewirtschafteten Hochwaldes wiederum beeinflusst
Windbewegungen im Wald und damit die Luftfeuchtigkeit.
In diesem Freilandversuch führen wir Messungen von verschiedenen
Waldtypen am selben Tag sowie zur selben Zeit durch,
um große meteorologische Abweichungen auszuschließen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1521762
Cobra Windsensor
Funktion und Verwendung
zur Messung von Windgeschwindigkeiten. Dafür kann der Cobra Windsensor
z. B. an die Cobra4 Sensor-Unit Timer/Counter angeschlossen
werden.
Ausstattung und technische Daten:
Messbereich: 1 ... 40 m/s bzw. 4 ... 140 km/h; Betriebstemperatur:
0 ... +70 °C; Max. Schaltleistung: 0,6 V; Gewicht: 0,3 kg; Maße (mm):
112 x 162 x 140
Cobra Windsensor
12124-00
Cobra4 Sensor-Unit Timer/Counter
12651-00
excellence in science
TESS Applied Sciences Cobra4 Umwelt und Freiland, Set
für 4 Arbeitsgruppen mit Handbuch
Funktion und Verwendung
Dieses Geräte-Set ist optimal geeignet für arbeitsteiliges Experimentieren
mit Schüler- und Studentengruppen zum Thema Umwelt und
Ökologie, insbesondere im Freiland.
Vorteile
Ob im drinnen, im Freiland oder bei Projekttagen, in diesem robusten
Aluminiumkoffer finden Sie immer die richtigen Geräte, um ein faszinierendes
Experimentieren mit Schüler- und Studentengruppen umzusetzen.
Bis zu 4 Arbeitsgruppen können parallel interessante Themengebiete
erarbeiten und untersuchen. Alle Daten können auf SD-
Speicherkarten gespeichert werden. Die Auswertung kann z.B. zu Hause
als Hausaufgabe erfolgen. Die Auswerte-Software "measure" ist
GRATIS dabei und darf selbstverständlich auch von jedem Schüler bzw.
Studenten privat genutzt werden. Das enthaltene Handbuch bietet
zahlreiche Experimente und bedient sich zum Teil besondere Methodik
wie dem Lernen an Stationen.
TESS Applied Sciences Cobra4 Umwelt und Freiland, Set für 4
Arbeitsgruppen mit Handbuch
12622-88
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie,
Biologie, Alltagsphänomene
01330-01
TESS advanced Applied Sciences Handbuch Cobra4
Umwelt und Freiland
Beschreibung
Versuchsbeschreibungen aus den Bereichen Umwelt und Freiland, die
insbesondere auf die Vorteile der Aufzeichnung von Messwerten mit
dem Cobra4 Mobile-Link eingehen. Mehr als 15 Versuche sind ausführlich
beschrieben.
12622-01

Wetterdaten mit Cobra3
Cobra3 Hygrometer
Funktion und Verwendung
Zur Messung der relativen (RL) und absoluten Luftfeuchte und der
Temperatur an der BASIC-UNIT.
Ausstattung und technische Daten
▪ Messbereich: 5 ... 95% RL
▪ Genauigkeit: +/- 5%
▪ Antwortzeit: 15 s in bewegter Luft
▪ Temperaturbereich: -40 ... +85 °C
▪ Genauigkeit: ± 1 °C bei 25 °C
▪ Auflösung: ± 0,1 °C.
12121-00
Cobra3 Messmodul Druck
Funktion und Verwendung
Steckmodul für Cobra3 BASIC-UNIT.
▪ frontseitiger Aufnahmestutzen für Druckschlauch.
▪ Messbereich: 0...2 bar
▪ Auflösung: 0,5 mbar
▪ Linearität: 0,25 %
▪ Überlastbarkeit: bis 4 bar
▪ Kunststoffgehäuse m. rückseitigem D-Sub-Stecker, 25-polig
▪ Maße (mm): 100 x 50 x 40
Cobra3 Messmodul Druck
12103-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Software Cobra3-Wetterstation
14518-61
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Tagesverlauf der Helligkeit
Prinzip
In einer 24-Stunden-Langzeitmessung wird der Verlauf der Helligkeit
in unmittelbarer Nähe eines Fensters registriert. Als Ergebnis
ist ersichtlich, dass die Helligkeit stark von der Jahreszeit, dem
geographischen Standort und der aktuellen Bewölkung abhängt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3 (C3BT)
01320-01 Deutsch
P1332500
Cobra Windsensor
Funktion und Verwendung
Windgeschwindigkeitsmess-Sensor
Ausstattung und technische Daten:
▪ Betriebstemperatur: 0 ... +70 °C
▪ Messbereich: 1 ... 40 m/s bzw. 4 ... 140 km/h
▪ Max. Schaltleistung: 0,6 V
▪ Gewicht: 0,3 kg
▪ Maße (mm): 112 x 162 x 140
12124-00
Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3
(C3BT)
Beschreibung
58 ausführlich beschriebene Experimente für die Fachbereiche Chemie
und Biologie mit dem Interface-System Cobra3.
Themenfelder: Lebensmittelchemie, Ökologie und Umwelt, Biochemie,
Nervenphysiologie, Humanphysiologie, Pflanzenphysiologie, Elektrochemie,
Chemisches Gleichgewicht, Gasgesetze
Ringordner DIN A4, s/w, 218 Seiten
01320-01
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
711

712
3.6 Geowissenschaften
3.6.2 Klimatologie und Meteorologie
Zubehör
Wetterbeobachtungsbogen, 50 Stück
Funktion und Verwendung
Zur Eintragung der Wetterdaten über einen Zeitraum von 1 Monat. Es
werden eingetragen:
Lufttemperatur, Luftdruck, Niederschlag, Windrichtung, Windstärke,
Bewölkung
64152-05
Regenmesser nach Diem
Funktion und Verwendung
Zur Messung der Niederschlagshöhe (NH).
Ausstattung und technische Daten
Konischer Messzylinder aus Klarsichtkunststoff mit verzinkter Halterung,
Messbereich: 400 mm NH
04855-00
Windmessgerät (Schalenanemometer) ANEMO
Windmesser WP 4
Funktion und Verwendung
Zur präzisen Messung von Windgeschwindigkeit und Windstärke.
Ausstattung und technische Daten
Mit Zeigerarretierung zur Fixierung des beobachteten Messwertes,
Komplett mit Schutzhaube und Handgriff, Skalierung in m/s, km/h,
knots und Beaufort, Messbereich: 0...120 km/h, Gesamthöhe: 275 mm
03085-10
excellence in science
Wetterstation mit Funkübertragung
Funktion und Verwendung
Übertragung der Außenwerte kabellos über Sender (max. 100 m)
Ausstattung und technische Daten
Datenspeicher für 3000 Wetteraufzeichnungen, PC-Schnittstelle mit
Auswertungssoftware, LED Hintergrundbeleuchtung mit Lichtsensor
(im Dauerbetrieb mit Netzadapter), Messbereich Temperatur außen:
-40...+80 °C, innen: -10...+60 °C, umschaltbar °C/F, Messbereich
Luftfeuchtigkeit 1...99 %, zum Hängen oder Stellen, Inkl. Zubehör:
Thermo-Hygro-Sender, Windsensor, Regensensor, CD-ROM (Deutsch/
Englisch), USB-Kabel, Netzadapter 7,5 V AC/DC, Batterien: 4 x 1,5 V AA
Basisstation, 2 x 1,5 V AA Thermo-Hygro-Sender, 2 x 1,5 V AA Windsensor,
2 x 1,5 V AA Regensensor, erweiterbar auf insgesamt bis zu
5 Thermo-Hygro-Sensoren , Maße (mm): 220 x 165 x 32 , Gewicht:
2670g
04854-00
Elektronische Wetterstation, 7 Zeilen LCD, 433 Mhz
Funktion und Verwendung
Vollelektronische Wetterstation mit LCD-Display mit 7 Zeilen zur Anzeige
von Zeit, Datum, Wettervorhersage, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit,
Temperatur innen, Temperatur außen (über Funksensor), Mondphasen.
Vorteile
Zur Tischaufstellung oder Wandbefestigung., Inkl. zusätzlichem Funksensor
für die Außentemperatur, Luftdruckentwicklung der letzten12
Stunden, Speicherung der Min/Max-Werte, Außentemperatur Alarmfunktion,
Mondstand mit Gezeitenanzeige, Anzeige für Batteriewechsel
für Außensensor, Luftdruck mbar, hPa oder Hg
Ausstattung und technische Daten
Thermometer (in °C/F): 0... +50 °C (innen); -50 ... +70 °C (außen),
Hygrometer: 2... 90 % rel. Luftfeuchte, Symbolanzeige für Wettervorhersage,
Maße Basisstation (mm): 188 x 95 x 24, Maße Sensor (mm):
75 x 113 x 20 , Inkl. Batterien und Anleitung.
87997-10

Medizin
3 Applied Sciences
3.7 Medizin
3.7.1 Biomechanik 714
3.7.2 Strömungsmechanik - Blutkreislauf 716
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie 720
3.7.4 Ultraschalldiagnostik 727
3.7.5 Röntgenstrahlung - Röntgendiagnostik und Dosimetrie 730
3.7.6 Absorptionsspektrometrie und Photometrie 733
3.7.7 Geometrische Optik - Auge 737
3.7.8 Humanphysiologie 740
3.7.9 Neurophysiologie - Nervensystem 753
3.7.10 Biochemie 757
3.7.11 Modelle 766
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
713

714
3.7 Medizin
3.7.1 Biomechanik
Biomechanik
Der menschliche Körper besteht zum größten Teil aus Weichgewebe. In seiner natürlichen Umgebung und unter dem Einfluss der Schwerkraft
könnte der Körper weder seine Form bewahren noch Kräfte auf seine Umgebung ausüben. Die stützende Funktion übernimmt das Skelett,
dessen starre Strukturen durch Gelenke und Bänder verbunden sind. Muskeln, die über Sehnen mit einzelnen Knochen verbunden sind, erlauben
es, Körperteile relativ zueinander zu bewegen und damit Kräfte auf die Umgebung auszuüben.
Es ist eine Aufgabe der Biomechanik, das komplexe Zusammenspiel von Muskelgruppen zu modellieren und die bei Bewegungsabläufen auftretenden
Kräfte und Drehmomente zu analysieren. Diese Kenntnisse werden in vielen Gebieten benötigt, wie Sportmedizin, Orthopädie,
Rehabilitationstherapien nach Unfällen, und nicht zuletzt in der Entwicklung geeigneter Prothesen.
Passende Experimente sind neben den Experimenten zu Kräften, Momenten und Deformationen aus der Statik und allgemeine Bewegung aus
der Dynamik, Experimente, mit denen man auf Basis von Vidoeanalyse Bewegungsabläufe analysieren und verstehen kann.
Videoanalyse-Software "measure Dynamics"
Funktion und Verwendung
Zur automatischen Videoanalyse von Bewegungen / bewegten Objekten
mit einer einfachen USB-Kamera, bspw. sportmedizinisch relevante
Analyse von zyklischen und azyklischen Bewegungen im Zusammenhang
mit Sportarten und Alltag.
Vorteile
▪ Automatische Analyse bewegter Objekte auf einen KLICK (Erkennung
von Farbe, Form und Größe - auch bei rotierenden Objekten):
hohe Zeitersparnis vor allem bei langen Videos
▪ dialog-gestützte Erstellung von Trajektorien sowie Bewegungs-
(s/t), Geschwindigkeits-(v/t) und Beschleunigungs-(a/t) Diagrammen,
oder auch Energie- und Kraftdiagrammen
▪ Diagramme in Echtzeit, synchron zum ablaufenden Video für
schnelles Verständnis: Verknüpfung von Video/Bild und Diagramm
für höhere Lerneffizienz
▪ gleichzeitige Analyse von bis zu 12 Objekten: Bewegung von Gelenken,
Schwerpunkt, Einzelnen Gliedmaßen, ...
▪ Einblendung von Vektoren (angeheftet oder ortsfest): schnelle
Klarheit wohin Kraft und Beschleunigung wirken
▪ Serien- und Stroboskopbilder: leichtes Verständnis auch von komplexen
Bewegungsabläufen
▪ einfaches Anlegen eigener Projekte
▪ Inklusive zahlreicher Beispielprojekte aus dem Bereich Physik,
aber auch Sport und Bewegung: Weitsprung, Fussball, Drehwürfe:
Diskuswurf, Hammerwurf, Schleuderball, Stabhochsprung, ...
▪ einfacher Datentransfer aller Messwerte nach MS Excel®, PHYWE
measure oder andere Anwendungen
Ausstattung und technische Daten
▪ DVD-ROM mit Einzelplatz oder Schullizenz zur Installation auf
Windows-Betriebssystemen (ab Windows XP)
▪ Zahlreiche vorbereitete Projekte inklusive Video und Auswertungen
mit verschiedenen Schwerpunkten aus dem Bereich Physik,
Sport und Alltag
▪ inklusive ausführlichem Handbuch im pdf-Format
Software "measure Dynamics", Einzellizenz
14440-61
Software "measure Dynamics", Schullizenz
14440-62
excellence in science
Geeignete Produkte aus der Cobra4-Familie
Sensor-Unit Acceleration zur 3D-Beschleunigungsmessung
Cobra4 Sensor-Unit Acceleration: 3D-Beschleunigung, ± 2 g, ± 6
g
12650-00
Cobra4 Sensor-Unit Force, Kraft ± 4 N
12642-00
Cobra4 Sensor-Unit Force, Kraft ± 40 N
12643-00
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte, USB-
Kabel und Software measure
12620-55
Web-Cam CCD USB VGA PC Kamera Philips
Ausstattung und technische Daten
Abmessungen 40 x 56 x 12 mm, Fotoauflösung 1,3 MPixel, Video-Auflösung
VGA, 1,3 MPixel, max. Bildrate: 60 Bilder pro Sekunde, Farben
24 Bit, Kabellänge 2,1m, PC Anschluss: USB 1.1, USB 2.0, Sensor VGA
C, CD Software Cam Suite , Weißabgleich 2600 - 7600K, Gewicht 174 g
88040-01
Ich bin von der Software measure Dynamics total begeistert.
Gerade in Bezug auf mein Thema "Biomechanik als fächerüber
greifendes Bindeglied zwischen Sport und Physik", eröffnet es
einem so viele Möglichkeiten!
Denis Stutz, Student, Pädagogische Hochschule Freiburg

Elastizitätsmodul
Prinzip
Ein dünner, flacher Balken wird horizontal mit seinen beiden Enden
auf gehärtete Schneiden gelegt. In seiner Mitte angehängte
Massen bewirken eine material- und geometriespezifische Verformung,
die mit einer empfindlichen Messuhr registriert wird. Aus
den Messwerten lassen sich die Verformungsparameter der Testsubstanz
berechnen.
Lernziele
Young´s modulus, E-Modulus, Stress, Deformation, Querkontraktionszahl,
Hooksches Gesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110200
Drehmomente
Prinzip
An der Momentenscheibe greifen beiderseits des Drehpunktes koplanare
Kräfte an (Gewicht, Kraftmesser). Im Gleichgewicht werden
die Drehmomente als Funktion der Größe und Richtung der
Kräfte sowie des Bezugspunktes bestimmt.
Lernziele
Moment, Kräftepaar, Gleichgewicht, Statik, Hebe , koplanare Kräfte
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110100
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Mechanische Hysterese
Prinzip
Bei der Torsion von Metallstäben wird der Zusammenhang zwischen
dem Drehmoment und dem Drehwinkel bestimmt. Die
Hysterese-Kurve wird für verschiedene Metalle aufgenommen.
Lernziele
Mechanische Hysterese, Elastizität, Plastizität, Entspannung,
Torsions-Modul, Fließen, Drehmoment, Hooksches Gesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5110300
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Landwirtschaft inkl. Ernährung und Ökologie, Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in englischer Sprache
16508-02
3.7 Medizin
3.7.1 Biomechanik
715

716
3.7 Medizin
3.7.2 Strömungsmechanik - Blutkreislauf
Strömungsmechanik - Blutkreislauf
Die Strömungsmechanik beschreibt das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten. Auf ihr beruht die Beschreibung der Funktion des Blutkreislaufs
im menschlichen Körper. Neben Experimenten zum Blutdruck sind Experimente zum Strömungsverhalten von Flüssigkeiten und zur
Herzfunktion mit Ultraschalltechnik aufgeführt.
Blutdruckmessung
Prinzip und Aufgaben
Aufzeichnen eines Blutdruckdiagramms und bestimmen von systolischem
und diastolischem Blutdruck.
Lernziel
Systolischer Blutdruck, Diastolischer Blutdruck, Messmanschette,
Blut-Pulse-Wellen.
P4020360
Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics, Druck absolut 2
bar und2 x Temperatur NiCr-Ni
Funktion und Verwendung
Die Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics ist ein microcontroller-gesteuerter
Messaufnehmer für Druck- und Temperaturmessungen.
Ausstattung und technische Daten
Temperatur: Messbereich: -200..+1200 °C, Auflösung: 0,1 K, Messgenauigkeit:
entspricht der Genauigkeit der verwendeten Fühler
Druck: Messbereich: 0...2000 hPa, Auflösung: 0,1 hPa, Messgenauigkeit:
± 0,5%
Allgemein: Datendurchsatzrate: max. 5 Hz, Maße (mm): ca. 62 x 63 x
35, Gewicht: ca. 190 g
Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics, Druck absolut 2 bar und2
x Temperatur NiCr-Ni
12638-00
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz
14550-61
excellence in science
Blutdruckmessung
Prinzip und Aufgaben
Aufzeichnen eines Blutdruckdiagramms und bestimmen von systolischem
und diastolischem Blutdruck.
Lernziel
Systolischer Blutdruck, Diastolischer Blutdruck, Messmanschette,
Blut-Pulse-Wellen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980211
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften,
Landwirtschaft, Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in Englisch
16508-02

Veränderung der Durchblutung beim Rauchen
Prinzip und Aufgaben
Aufzeichnen der Veränderungen der Hauttemperatur während des
Rauchens und Diskussionen unterschiedlicher Verläufe im Hinblick
auf die Rauchgewohnheiten der Testperson.
Lernziel
Hauttemperatur, Starke und mittelstarke Raucher, Gelegenheitsraucher,
Nichtraucher
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980311
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompaktes Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie,
Biologie und Angewandte Wissenschaften.
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Cobra3 Messmodul Druck
12103-00
Software Cobra3 Druck
14510-61
Blutdruck-Messkombination
Funktion und Verwendung
Blutdruckmessgerät mit Stethoskop.
64234-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Strömungsgesetze
Prinzip
Mithilfe des Ultraschall-Doppler Effektes werden die für eine Vielzahl
technischer Anwendungen grundlegenden Gesetzmäßigkeiten
stationär laminar strömenden Flüssigkeiten untersucht.
Aufgaben
1. Messung der mittleren Geschwindikeit für 3 verschiedene
Flüsse mithilfe des Ultraschall-Doppler Sonographes und der
Dopplerprismen. Bestimmung des Flusses.
2. Messung des Druckabfalles an den Messpunkten und Bestimmung
des Strömungswiderstandes.
3. Berechnung der Viskosität und Fluidität und Vergleich mit
anderen Flüssigkeiten
Lernziele
Ultraschall-Doppler Effekt, laminare und turbulente Strömung,
Kontinuitätsgleichung, Bernouillische Gleichung, Gesetz von
Hagen-Poiseuille, Viskosität und Fluidität
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5140100
Basisset: Doppler Ultraschalltechniken
Funktion und Verwendung
Dieser Basissatz enthält alle Geräte und Kleinteile für einleitende Versuche
zum Thema Ultraschall-Sonographie. Die mitgelieferte Software
erlaubt sowohl das vom Echoskop empfangene Primärsignal als auch
Sekundärdaten darzustellen. Erweiterungssätze für die Bereiche Hydraulik
und medizinische Diagnostik sind verfügbar.
Ausstattung
3.7 Medizin
3.7.2 Strömungsmechanik - Blutkreislauf
1 x Ultraschall-Doppler-Gerät, 1 x Zentrifugalpumpe, 1 x Ultraschallgel,
1 x Sonographieflüssigkeit, 1 l; 1 x Ultraschallsonde 2 MHz, 1 x
Dopplerprisma 3/8, 1 x Schlauchsatz
Technische Daten (Ultraschall Doppler-Gerät)
Frequenz: 2 MHz, Verstärkung: 10 - 40 dB, Anzeige: LED-Säule, akustischen
Signal, laustärkengeregelt, PC Anschluss : USB, Größe : 256 x
185 x 160 mm, Netzversorgung : 90-230 V, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme
: 100 VA
Basisset: Doppler Ultraschalltechniken
13923-99
Ultraschall Gel 250 ml
13924-25
717

718
3.7 Medizin
3.7.2 Strömungsmechanik - Blutkreislauf
Doppler Sonographie
Prinzip
Blutflussuntersuchungen können mit Hilfe von Doppler-Ultraschall
durchgeführt werden (Doppler-Sonografie). An einem realistischen
Armmodell werden die Unterschiede zwischen kontinuierlichem
(venösem) und pulsatilem (arteriellem) Fluss sowie zwischen normalem
Blutfluss und einer Stenose gezeigt.
Aufgaben
Analysieren Sie den Fluss auf positive und negative Komponenten
und erläutern Sie die Unterschiede., Lokalisieren Sie eine eingebaute
Stenose und vergleichen Sie dazu die Spektralbilder vor und
nach der Stenose., Untersuchen und vergleichen Sie die drei Puls
Modi der Pumpe.
Lernziele
Venöser Blutfluss, Arterieller Blutfluss, Stenose, Geschwindigkeit
und Blutfluss Kurven, Frequenzverschiebung, Doppler-Effekt,
Dopplerwinkel, Doppler-Sonographie, Farb-Doppler, Kontinuitätsgleichung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5950100
Ergänzungssatz: Strömungsgesetze
Vorteile
Durch den geschlossenen Strömungskreislauf kann der Versuch in jedem
beliebigen Klassenraum/Labor durchgeführt werden. Kein Wasseranschluss
wird benötigt.
Ausstattung
1x Prismensatz mit Schläuchen und Rohren, 1x Manometerrohre (4)
auf Tafel mit Stativ
13923-01
excellence in science
Ergänzungssatz: medizinische Doppler Sonographie
Funktion und Verwendung
Ein realistisches Arm-Modell wird zur Simulation der Anwendung des
Doppler Effekts in der Medizin benutzt. Mit der Doppler-Sonographie
wird der Einfluss einer Stenose auf das Blutströmungsprofil untersucht.
Eine Pumpe erzeugt verschiedene Flüsse (kontinuierlich und
gepulst) und kann den menschlichen Blutkreislauf simulieren. Die gemessenen
Doppler Signale können akustisch oder visuell dargestellt
werden, so dass die Ergebnisse vergleichbar sind mit Messungen mit
klinischen Instrumenten am lebenden Patienten.
Vorteile
Durch den durch die Pumpe generierten Fluss können verschiedene
Strömungsverhältnisse simuliert werden, sowie einige Krankheitsbilder,
die nicht am realen Patienten demonstriert werden können.
Ausstattung
1x Arm-Dummy, 1x Doppler Sonde 2 MHz
13923-02
Programmierbare Kreiselpumpe
Funktion und Verwendung
Diese Kreiselpumpe erzeugt eine kontinuierliche und eine pulsierende
Strömung. Diese Pumpe befindet sich im Set 13923-99, eine zusätzliche
Pumpe ist nützlich, wenn die beiden Sets 13923-01 und
13923-02 zusammen bestellt werden. In Kombination mit 13923-99
können Versuche im Bereich der Strömungsmechanik, Durchflussmessungen
und Doppler-Messung realisiert werden. Für weiterführende
Medizin-Versuche kann die Pumpe im Puls Modus zusammen mit dem
Dummy-Arm eingesetzt werden. Mit dieser Ausrüstung können die
Grundlagen der klinisch relevanten Doppler-Diagnostik (Durchfluss-
Messungen, Diagnose einer Stenose, arterielle und venöse Strömung)
in umfassender Weise vermittelt werden.
Ausstattung und technische Daten
Geschwindigkeit: max. 15000 U/min; Durchfluss: max. 10 l/min; Pulslänge:
min. 0,25 s / max. 9,00 s; Netzspannung: 90 - 230 V DC; 50-60
Hz; Stromaufnahme: max. 1A
Programmierbare Kreiselpumpe
64569-99
Doppler Dummy Flüssigkeit 1l
13925-70

Ultraschall Time Motion Modus
Prinzip
An einem einfachen Herz-Modell, ist die Herzwand Bewegung mit
Ultraschall Verfahren aufgezeichnet (M-Modus oderauch TM-Modus).
Die Herzfrequenz und das Herzzeitvolumen (HZV) werden aus
der aufgezeichneten TM-Modus Kurve abgeleitet.
Aufgaben
Simulation der Herzwand Bewegung mit dem Herz-Modell und
Aufzeichnung eines TM-Bildes, Berechnung von Herzfrequenz und
Herzzeitvolumen auf Basis des TM-Bildes
Lernziel
Pulslänge Herzfrequenz, Endsystolischer Durchmesser ESD, Endsystolisches
Volumen ESV, Herzzeitvolumen (HZV), Herz Wandbewegung,
Echokardiographie, Time-Motion-Modus, Darstellung von
Bewegungsabläufen, Ultraschall Echographie
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5950200
Ergänzungssatz: medizinische Ultraschalldiagnose
Funktion und Verwendung
Satz von medizinischen Modellen zur Durchführung von Hochschulexperimenten
zum Thema der medizinischen Diagnostik (Echokardiographie,
Brusttumordiagnose und Ophthalmologie (Messung von Entfernungen
und Dicken im Auge))
Vorteile
Die Modelle erlauben auf didaktisch wertvolle Art die Annäherung an
reale medizinische Anwendungen der Ultraschall-Echographie
Ausstattung und technische Daten
1 x vereinfachtes Herzmodell, 1 x Brustmodell mit Tumor, 1 x Augenmodell
13921-04
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Basisset Echographie Ultraschall
Funktion und Verwendung
Mit dem Ultraschallechoskop können die Grundlagen der Ultraschall-
Wellen und ihre Eigenschaften untersucht werden. Begriffe wie Amplitude,
Frequenz, Schallgeschwindigkeit oder Time GainControl TGC
werden erläutert.
Durch Erweiterung mit dem Ergänzungsset medizinische Ultraschalldiagnose
kann das Set für Experimente im Bereich der medizinischen
Ausbildung genutzt werden.
Vorteile
▪ Das Ultraschall Echoskop ist ein hochempfindliches Ultraschall-
Messgerät in Verbindung mit einem PC oder alternativ mit einem
Oszilloskop.
▪ Die mitgelieferte Software ermöglicht eine sehr umfangreiche Signalverarbeitung
(HF-Signal-, Amplituden-Signal, B-Bild, M-Mode,
Spektralanalyse).
▪ Die Ultraschall-Sonden sind durch einen robusten Snap-In-Stecker
angeschlossen. Die Sonden Frequenz wird automatisch vom
Messgerät erfasst.
▪ Das Echoskop kann fast jeden beliebigen Gegenstand vermessen.
▪ Die Dämpfung des Ultraschall-Signals, das aus tieferen Schichten
reflektiert wird, kann durch einen zeitabhängigen Anstieg der
Verstärkung (TGC time-gaincontrol) ausgeglichen werden.
▪ Wichtige Signale (Trigger, TGC, RFSignal und Amplitude) können an
BNC-Buchsen abgegriffen werden.
Lieferumfang
▪ Ultraschallechoskop
▪ Ultraschallsonde 1MHz
▪ Ultraschallsonde 2 MHz
▪ Ultraschalltestblock
▪ Ultraschalltestzylinder-Set
▪ Ultraschall-Reflexionsplatten
▪ Ultraschallgel
Technische Daten (Ultraschallechoskop)
▪ Maße: 220 x 300 x 400 mm
▪ Frequenz: 1 - 5 MHz
▪ PC-Anschluss: USB
▪ Messbetrieb: Reflexion und Durchschallung
▪ Sendesignal: 10-300 Volt
▪ Sendeleistung: 0-30 dB
▪ Verstärkung: 0-35 dB
▪ TGC: 0-35 dB, Schwelle, Anstieg, Breite
▪ Ausgänge: Trigger, TGC, HF, NF
▪ Netzspannung: 115.230 V, 50.60 Hz
▪ Leistungsaufnahme: ca. 20 VA
13921-99
3.7 Medizin
3.7.2 Strömungsmechanik - Blutkreislauf
719

720
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Die Grundbegriffe der Elektrizitätslehre werden in der Medizin in den verschiedensten Bereichen benötigt, unter anderen zum Verständnis
wichtiger physiologischer Zusammenhänge. Dabei geht es insbesondere um zwei wichtige Bereiche. Zum einen die Ionenleitung/
Ionenleitung/Elektrolyte Elektrolyte:
Es werden Leitungsmechanismen untersucht, die auch im menschlichen Körper eine große Rolle spielen. Andererseits Elektrische Potentiale
(EKG) (EKG): Ein wichtiger Grundbegriff der Elektrizitätslehre ist der des elektrischen Potentials bzw. der Potentialverteilung. Er ist Grundlage für
die Erklärung der Entstehung von Signalen in Elektrokardiogrammen (EKG) und Elektroenzephalogrammen (EEG) und der Nervenleitung, also
im allgemeinen Elektrophysiologie
Elektrophysiologie.
Ionenwanderungsgeschwindigkeit
Prinzip
In Elektrolytösungen ist die Ionenbeweglichkeit verantwortlich für
die Leitung elektrischen Stroms. Die Bewegungen von farbigen Ionen
können leicht beobachtet werden, wenn man die Wanderung
der Farblinie in einem elektrischen Feld verfolgt.
Aufgaben
Zeige die Ionenbeweglichkeit der Permanganatanionen in einem
elektrischen Feld und miss die Ionenwanderungsgeschwindigkeit
bei fünf verschiedenen Konzentrationen.
Lernziel
Ladungstransport, Ionenbeweglichkeit, Leitfähigkeit
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3060301
Flachkammer für Ionenwanderung
Funktion und Verwendung
Zur Demonstration der Wanderung farbiger Ionen in einem Elektrolyten
und zur Bestimmung der absoluten Ionenbeweglichkeit.
06605-00
excellence in science
Elektrokinetisches Potential
Prinzip
An der Phasengrenze fest/flüssig kommt es zur Ausbildung eines
elektrokinetischen Potentials (Zeta-Potential), das die Ursache für
elektrokinetische Erscheinungen ist. Es wird die Elektroosmose an
einer feinteiligen Feststoffsuspension in Wasser nachgewiesen. Bei
Einwirkung einer hohen elektrischen Feldstärke kommt es zu einer
Flüssigkeitsströmung, die mit Hilfe eines Feinmanometers beobachtet
werden kann.
Aufgaben
In Abhängigkeit der Zellspannung ist die Zeit zu ermitteln, die zu
einer Druckänderung von 0,1 hPa führt.
Lernziele
Elektrochemische Doppelschicht, Phasengrenze, Helmholtzsche
Doppelschicht, Diffuse Doppelschicht, Zeta-Potential, Helmholtz-
(Smoluchowski-) Gleichung, Elektroosmose, Phasengrenzschicht
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3040601
Feinmanometer
Funktion und Verwendung
Flüssigkeitsmanometer für Unter- und Überdruckmessungen.
03091-00

Leitfähigkeit starker und schwacher Elektrolyte
Prinzip
Durch Messungen der elektrischen Leitfähigkeit kann zwischen
starken und schwachen Elektrolyten unterschieden werden. Während
starke Elektrolyte dem Kohlrauschen Gesetz folgen, werden
schwache Elektrolyte durch das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz
beschrieben. Die Untersuchung der Konzentrationsabhängigkeit
der Leitfähigkeit ermöglicht die Bestimmung molarer Leitfähigkeiten
bei unendlicher Verdünnung von Elektrolyten, sowie die Berechnung
von Dissoziationsgraden und von Dissoziationskonstanten
schwacher Elektrolyte.
Aufgaben
1. Bestimmen Sie die Konzentrationsabhängigkeit der elektrischen
Leitfähigkeit von Kaliumchlorid- und Essigsäurelösungen.
2. Berechnen Sie die molare Leitfähigkeit aus den Meßdaten
und bestimmen Sie die molare Leitfähigkeit bei unendlicher
Verdünnung durch Extrapolation.
3. Bestimmen Sie die Dissoziationskonstante der Essigsäure.
Lernziele
Kohlrausches Gesetz, Äquivalentleitfähigkeit, Temperaturabhängigkeit
von Leitfähigkeit, Ostwaldsches Verdünnungsgesetz
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3060640
TESS expert Handbook Laboratory Experiments
Chemistry
Beschreibung
Mehr als 80 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Chemie.
Themenfelder: Kinetische Theorie, Kalorimetrie, Chem. Gleichgewicht,
Grenzflächenchemie, Chem. Kinetik, Elektrochemie, Photochemie
DIN A4, Ringordner, s/w, über 300 Seiten
16504-12
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Cobra3 CHEM-UNIT
Funktion und Verwendung
Kompaktes Interface zum Messen, Steuern und Regeln, abgestimmt
auf Anforderungen in den Angewandten Wissenschaften mit Schwerpunkt
Biologie und Chemie.
Ein- und Ausgänge: Spannung, pH/Potential, Leitfähigkeit, 3x Temperatur
NiCr-Ni, TTL in/out für Tropfenzähler bzw. Motorkolbenbürette,
Temperatur Pt1000, Spannungsausgang z.B. für Tropfenzähler, außerdem
sind parallel dazu Sartoriuswaagen mit RS232-Schnittstelle ansteuerbar.
Cobra3 CHEM-UNIT
12153-00
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3-CHEM-UNIT
14520-61
Leitfähigkeits-Temperatur-Sonde Pt1000
13701-01
Netzgerät, 0...600 V-, geregelt
Funktion und Verwendung
Elektronisch stabilisiertes Netzgerät mit 5 kurzschlussfesten und galvanisch
getrennten Ausgängen geringer Restwelligkeit.
Ausstattung und technische Daten
Ausgänge: 1: 0...12 V-/0,5 A; 2: 0...50 V-/50 mA; 3/4: 300 V-/0...300
V-/50 mA; 5: 6,3 V~/2 A
13672-93
721

722
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Bestimmung des Diffusionspotentials
Prinzip
An der Grenze zwischen zwei Lösungen mit unterschiedlicher Ionenkonzentration
tritt ein elektrochemisches Potential auf, dessen
Größe durch das Konzentrationsverhältnis und durch die
Überführungszahlen der beteiligten Ionen bestimmt wird. Die Potentialdifferenz
kann für verschiedene Ionen als Funktion der
Konzentration an semipermeablen und anionenselektiven Membranen
gemessen werden.
Aufgaben
1. Messen Sie das Diffusionspotential als eine Funktion des Konzentrationsgradienten
an einer Cellophan-Membran und an
einer kationenselektiven Membran.
2. Bestimmen Sie die Überführungszahlen für die Ionen in HCl,
NaCl und KCl.
Lernziele
Konzentrationszellen mit Transport, Überführungszahlen, semipermeable
Membran, selektiv-permeable Membran, Nernstsche Gleichung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3061101
Osmose- und Elektrochemie-Kammer
Austattung und technische Daten
2 durchsichtige Glaskörper mit Flansch und je 1 Stutzen mit GL25/8
zum Einführen einer Kapillare; 1 Flanschhalter aus Kunststoff, 1 Satz
Flanschdichtungen, 10 St; Es können beliebige Membranen zwischen
den beiden Kammern eingespannt werden.
35821-00
Zusatzkammer für Osmose und Elektrochemie
35821-10
excellence in science
Modellversuch zur Entwicklung eines
Ruhepotentials
Prinzip und Aufgaben
Der Potentialunterschied zwischen zwei verschiedenen Elektrolytkonzentrationen,
die durch eine Membran getrennt sind, wird mit
einer Silberchloridelektrode gemessen. Die gemessenen und berechneten
Werte werden miteinander verglichen.
Lernziel
Selektive Ionenpermeabilität von Membranen, Ruhepotenzial , Diffusionspotential,
Asymmetriepotential, Silberchloridelektroden,
Ionenpumpe
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4010462
Ussing-Kammer
Funktion und Verwendung
Als Osmometer oder Porometer einsetzbar zur Untersuchung biologischer
Membranen sowie zur Demonstration osmotischer Vorgänge.
2 zusammenflanschbare Gefässhälften, Gefäßinhalt je ca. 120 ml,
Messfläche ca. 7 cm², 2 Öffnungen, Durchmesser 13 mm, zum Einführen
von Elektroden bzw. Glasröhrchen
65977-00
Membranen zur Demonstration osmotischer Vorgänge
Zubehör Ussing- und Osmosekammer
31504-02
Cellophan 300 mm x 200 mm, 5 Bogen
32987-00
Schweinsblase, 3 Stück
64856-01

Cobra4 Sensor-Unit Chemistry, pH und 2 x Temperatur
NiCr-Ni
Funktion und Verwendung
Die Cobra4 Sensor-Unit pH und 2x Temperatur NiCr-Ni ist ein microcontroller
gesteuerter Messaufnehmer für pH-, Potenzial- und
Temperatur-Messungen. Zum Anschluss an alle Grundgeräte von Cobra4.
Ausstattung und technische Daten
▪ T:-200..+1200 °C, ΔT= 0,1 K
▪ pH: 0...14 pH, ΔpH = 0,01 pH, ± 0,5%
▪ Potenzial: -2000..+2000 mV, Δ = 0,1 mV, ± 0,5%
▪ Datendurchsatzrate: 5 Hz
▪ Maße (mm): ca. 62 x 63 x 35
▪ Gewicht: 95 g
Cobra4 Sensor-Unit Chemistry, pH und 2 x Temperatur NiCr-Ni
12630-00
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte, USB-
Kabel und Software measure
12620-55
Silberchlorid-Bezugselektrode, nachfüllbar, 4-mm-Stecker
18475-00
TESS Set Äquipotentiallinien
Zur einfachen Bestimmung von Potentiallinien verschiedener Elektrodenkonfigurationen
ohne Zuhilfenahme von Elektrolyten. 11-teiliger
Schülersatz in Aufbewahrungsbox (275 x 180 x 8) mm. Inkl. Versuchsanleitung.
TESS Set Äquipotentiallinien
13029-88
TESS advanced Physik Handbuch Äquipotentiallinien
13029-01
Kohlepapier, Äquipotential, für 30 Blatt
13027-29
Elektrodensatz mit Halter, Äquipotential
13027-24
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Das Potentialfeld einer elektrisch geladenen Kugel
Prinzip
Mit Hilfe der Potential Messsonde und dem Elektrofeldmeter können
die Äquipotentiallinien einer geladenen Kugel untersucht
werden. Gehalten in der Radial Einspannvorrichtung kann die Sonde
auf Kreisen um den Kugelmittelpunkt geschwenkt werden. Es
zeigt sich, dass alle diese Kreise Äquipotentiallinien sind.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Physik Handbuch elektrisches Feld (EFT)
16003-01 Deutsch
P1293801
Elektrofeldmeter
Funktion und Verwendung
Zur ableitungsfreien und vorzeichenrichtigen Messung elektrostatischer
Felder sowie zur hochohmigen Potentialmessung.
Ausstattung und technische Daten
Feldstärkemessber. 1/10/100 kV/m, Spannungsmessber. 10/100/1000
V, Eingangswiderstand 10 Tera-Ohm, Genauigkeit 3%, Versorgungsspannung
14...18 VDC, Analogausgang +/- 10 V, Metallgehäuse auf
Stiel, Chopperrad und zugehöriger Spannungsmessvorsatz vergoldet,
Maße (mm) 70 x 70 x 150, PC Schnittstelle (RS 232)
Elektrofeldmeter
11500-10
Software zum Elektrofeldmeter
14406-61
Potentialmesssonde
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit dem Elektrofeldmeter (11500-10) zur Messung
elektrostatischer Raumpotentiale.
11501-00
723

724
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Experimente zur Elektrophysiologie mit Cobra4
Wir untersuchen unseren Herzschlag -
Elektrokardiographie
Prinzip
Das Herz ist ein muskuläres Hohlorgan, das aus verschiedenen Teilmuskeln
besteht. Diese Teilmuskeln ziehen sich nacheinander zusammen
und entspannen sich wieder, wodurch das Blut wie bei
einer Pumpe durch das Herz geleitet wird. Die Muskelaktivitäten
können in Summe an der Hautoberfläche elektrisch gemessen werden,
und zwar mit Hilfe eines sogenannten Elektrokardiogramms
(EKG). Dabei wiederholt sich das selbe Muster von Herzschlag zu
Herzschlag. Ein Herzschlag entsteht durch die regelmäßige Abfolge
von elektrischen Erregungen (Aktionspotentialen). Mit einem Elektrokardiogramm
können die verschiedenen, aufeinander folgenden
Teilaktivitäten des Herzmuskels erkannt (abgeleitet) werden.
Aufgabe
Erstelle ein Elektrokardiogramm von deinem Herzschlag im Ruhezustand
und bestimme die verschiedenen Phasen der Herzaktivität,
Einige Menschen benötigen einen Herzschrittmacher. Vergleiche
das EKG einer „normalen" Herzkontraktion mit dem EKG einer
Herzkontraktion, die durch einen Herzschrittmacher angeregt wurde
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1332760
Wir untersuchen unsere körperliche Fitness - das Herz unter
Belastung
P1522160
Wir bestimmen unsere Herzfrequenz
P1522060
Wir messen unsere Augenbewegungen - Elektrookulographie
P1350460
Wir messen unsere Lesegeschwindigkeit - Messen der
Lesekompetenz
P1522260
Wir untersuchen unsere Muskelkraft - Elektromyographie
P1350360
Elektronystagmographie
P0873560
excellence in science
TESS Set Elektrophysiologie EP
Funktion und Verwendung
Grundgeräteset zur Durchführung von computergestützten Standardversuchen
zu den Themen: Herzschlag (Elektrokardiographie), Herzfrequenz,
körperliche Fitness (Herz unter Belastung), Muskelkraft (Elektromyographie),
Augenbewegungen (Elektrookulographie), Lesegeschwindigkeit
(Lesekompetenz), Elektronystagmographie
Vorteile
Vollständiges Geräteset, Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer,
abgestimmt auf die Bildungspläne, drahtloses Messen ermöglicht auch
sportmedizinische Anwendungen, Langzeitmessungen möglich, z.B.
für Fitness-Tests
Ausstattung und technische Daten
Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz, Drahtlose
Sender- und Empfängereinheit zum Anschluss an den
Elektrophysiologie-Sensor für EKG, EMG und EOG mit Anschlüssen für
drei Messleitungen, drei getrennte und geschirmte Einzelmessleitungen,
farbkodiert (rot, gelb, grün) mit 3,5 mm Klinkensteckern zum Anschluss
an die Sensor-Unit und 2 mm-Steckern für den Anschluss an
Dauer und Einwegelektroden drei EKG-Elektroden aus Edelstahl, Kontaktfläche
30 x 80 mm mit Anschlussbuchsen für Einzelmessleitungen,
drei EMG-Hütchen-Elektroden mit Kabel und 2 mm-Miniaturkupplungen,
Einwegelektroden (100/Pkg.), drei Krokodilklemmen für Einwegelektroden,
Elektroden-Gel zur Verbesserung des Kontakts zwischen
Elektroden und Hautoberfläche, Software "measure Cobra4" Einzelplatz-
und Schullizenz inkl. Auswerte-Software "measure", Versuchsbeschreibungen
und Konfigurations-Einstellungen für Experimente,
70-seitiges Handbuch mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerbegleitblättern
zu 7 Versuchen, Aufbewahrungsbox für Zubehör
TESS Set Elektrophysiologie EP
12673-88
TESS advanced Biologie Handbuch Cobra4 Elektrophysiologie:
EKG, EMG, EOG
12673-11
Cobra4 Sensor-Unit Electrophysiology,
Elektrophysiologie: EKG, EMG, EOG
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
Cobra4 Sensor-Unit Electrophysiology, Elektrophysiologie: EKG,
EMG, EOG
12673-00
Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz
14550-61

Experimente zur Elektrophysiologie mit Cobra3
Elektrookulographie (EOG) des Menschen
Prinzip und Aufgaben
Aufzeichung der durch Augenbewegungen hervorgerufenen Spannungsänderungen
an der Gesichtshaut. Aufnehmen und Vergleichen
eines Elektrookulogramm (EOG) von einem geübten Lesenden,
einem weniger geübten (sechsjährigen) Schulkind und, wenn möglich,
einer Testperson, die eine Schnellleseverfahren beherrscht.
Untersuchung der schnellen, horizontalen Augenbewegung (Saccaden)
und der Fixierungsperioden.
Lernziel
▪ Elektrische Feldmessungen
▪ Augenbewegungen
▪ Dipole
▪ Saccaden
▪ Fixierungsperiode
▪ Geübter Lesender gegenüber Schulkind
▪ Schnellleseverfahren
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5960811
Elektromyographie (EMG) am Oberarm (mit der Cobra3 BASIC-
UNIT)
P4030111
Elektrokardiographie (EKG) des Menschen (mit der Cobra3 BASIC-
UNIT)
P5960311
Muskeldehnungsreflex und Bestimmung der
Leitungsgeschwindigkeit (mit der Cobra 3 BASIC-UNIT)
P5960511
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Cobra3-Set Elektrophysiologie
Funktion und Verwendung
Kompletter Gerätesatz zur Durchführung von computergestützten Versuchen
im Bereich Human- und Tierphysiologie.
Ausstattung und technische Daten
Computerinterface mit USB-Anschluss, mit sieben Messeingängen (5
analog und 2 digital), Spannungsausgang (5V und 0.2A) mit 4mm-
Steckern, Datenrate 500kHz, online Frequenzanalyse, USB Anschlusskabel,
Universalschreiber-Software, Bioverstärker mit 100- und
1000-facher Signalverstärkung, Messarteinstellung für EKG, EMG, EOG,
radialer Reflexhammer, mit Radialschalter im Hammerkopf zum Starten
der Messung, Elektrodensammelkabel zum Anschluss der Elektroden
für EKG- und EMG Elektroden mit Schutzwiderständen, farbcodierte
Kabel (rot, gelb, grün), drei EKG-Elektroden aus Edelstahl, Kontaktfläche
30 x 80 mm mit Anschlussbuchse für Elektrodensammelkabel,
drei EMG-Hütchen-Elektroden mit Kabel, Elektroden-Gel, Aufbewahrungsbox
für Zubehör.
65981-66
Bio-Verstärker
Funktion und Verwendung
Bio-Verstärker zur Durchführung elektrophysiologischer Experimente
an Menschen (EKG, EMG, EEG, EOG, ENG) und an Tieren (Aktions- und
Muskelpotentiale).
Ausstattung und technische Daten
Eingangswiderstand 10 MOhm, Eingangsspannung 10 µV-100 mV, Verstärkungsstufen
100x/1000x
65961-93
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
Funktion und Verwendung
Kompaktes Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Physik, Chemie,
Biologie und Angewandten Wissenschaften.
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61
725

726
3.7 Medizin
3.7.3 Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie
Experimente zur Reizleitung mit Cobra3
Ableitung von Nerven- und Muskelpotentialen
durch mechanische Reizung am hinteren Ende
eines Regenwurms
Prinzip und Aufgaben
Ableitung von Nerven- und Muskelpotentialen zur Erarbeitung folgender
Themen: Den Verlauf eines biphasischen Aktionspotenzials,
Abschätzung der Leitungsgeschwindigkeit, Kodierung der Reizstärke
als Frequenzmodulation
Lernziele
Nerven- und Muskelpotenzial, Mechanische Reizung, Biphasisches
Aktionspotenzial, Frequenzmodulation, Mediane und laterale Nervenfaser,
Leitungsgeschwindigkeit
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4010111
Ableitung von Nerven- und Muskelpotentialen durch
mechanische Reizung am Vorderende eines Regenwurms
P4010211
Ableitung von Nervenpotentialen durch elektrische Reizung
eines betäubten Regenwurms
P4010311
Reizgenerator
Funktion und Verwendung
Zur Erzeugung von Rechteckimpulsen variabler Amplitude und Impulsbreite
(Einzel- u. Doppelimpulse) Einsatz in elektrophysiologischen
Versuchen z.B. zur Auslösung von (Muskel-)Aktionspotentialen beim
Regenwurm.
Ausstattung und technische Daten
Amplitude 0-9 V, Impulsbreite 0-1 ms, Doppelimpulsabstand 0-10
ms, Impulsauslösung manuell, Betriebsspannung 230 V,50-60 Hz
65962-93
excellence in science
Reizborste, triggernd
Funktion und Verwendung
Zum Auslösen von Aktionspotentialen beim Regenwurm (mechanischer
Reiz).
65981-21
Regenwurm-Messkammer
Funktion und Verwendung
Zur Durchführung nervenphysiologischer Untersuchungen am intakten
Regenwurm. Die Regenwürmer bleiben im Versuch völlig intakt und
können anschließend wieder ihrem Habitat zugeführt werden. Manche
Phänomene lassen sich erst messen, wenn der Wurm leicht elektrisch
gereizt wird, wobei das Tier zuvor reversibel betäubt wird. Für
diese Versuche wird der Reizgenerator 65962-93 benötigt.
65981-20
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
Beschreibung
54 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Biologie.
Themenfelder: Nervensystem, Herz-Kreislaufsystem, Muskulatur, Gehörsinn,
Gravitationssinn, Temperatursinn, Gesichtssinn, Verhalten,
Atmung, Ökologie und Umwelt, Pflanzenphysiologie, Biochemie
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 190 Seiten
16506-02
→ Weitere Artikel, Sets und Versuche zu Neurophysiologie und Nervenleitung
finden sie in Kapitel Neurophysiologie.

Ultraschalldiagnostik
Zwei der Standard-Methoden in der medizinischen Diagnostik sind die Ultraschall-Echoskopie und Ultraschall-(Doppler)-Sonographie. Zu beiden
Methoden gibt es zwei Basissets, die je nach Anwendungsfeld mit Erweiterungssets ergänzt werden können. Ziel der darauf aufbauenden
Experimente ist die Verbindung eines grundsätzlichen Verständnis der Möglichkeiten der Messmethodik mit möglichst realitätsnahen Szenarien.
Ein Beispiel sind Blutflussuntersuchungen an einem realistischen Armmodell, um die Unterschiede zwischen kontinuierlichem (venösem)
und pulsatilem (arteriellem) Fluss sowie zwischen normalem Blutfluss und einer Stenose zu erkennen und zu verstehen. Ein anderes Beispiel
ist die Diagnose und Vermessung eines gutartigen Tumors an einem realistischen Brustmodell. Außerdem kann die Bildgebung bei der Computertomographie
behandelt werden
Doppler Sonographie
Prinzip
Blutflussuntersuchungen können mit Hilfe von Doppler-Ultraschall
durchgeführt werden (Doppler-Sonografie). An einem realistischen
Armmodell werden die Unterschiede zwischen kontinuierlichem
(venösem) und pulsatilem (arteriellem) Fluss sowie zwischen normalem
Blutfluss und einer Stenose gezeigt.
Aufgaben
Analysieren Sie den Fluss auf positive und negative Komponenten
und erläutern Sie die Unterschiede, Lokalisieren Sie eine eingebaute
Stenose und vergleichen Sie dazu die Spektralbilder vor und
nach der Stenose, Untersuchen und vergleichen Sie die drei Puls
Modi der Pumpe.
Lernziel
Venöser Blutfluss, Arterieller Blutfluss, Stenose, Geschwindigkeit
und Blutfluss-Kurven, Frequenzverschiebung, Doppler-Effekt,
Dopplerwinkel, Doppler-Sonographie, Farb-Doppler, Kontinuitätsgleichung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5950100
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
16508-02
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Basisset: Doppler Ultraschalltechniken
Funktion und Verwendung
Dieser Basissatz enthält alle Geräte und Kleinteile zur Durchführung
von einleitenden Versuchen zum Thema Ultraschall-Sonographie. Die
mitgelieferte Software erlaubt sowohl das vom Echoskop empfangene
Primärsignal als auch Sekundärdaten darzustellen. Erweiterungssätze
für die Bereiche Hydraulik und medizinische Diagnostik sind verfügbar.
Ausstattung
1 x Ultraschall-Doppler-Gerät, 1 x Zentrifugalpumpe, 1 x Ultraschallgel,
1 x Sonographieflüssigkeit, 1 l, 1 x Ultraschallsonde 2 MHz, 1 x
Dopplerprisma 3/8, 1 x Schlauchsatz
Technische Daten (Ultraschall Doppler-Gerät)
Frequenz: 2 MHz, Verstärkung: 10 - 40 dB, Anzeige: LED-Säule, akustisches
Signal, laustärkengeregelt, PC Anschluss: USB, Größe: 256 x 185
x 160 mm, Netzversorgung: 90-230 V, 50/60 Hz, Leistungsaufnahme:
100 VA
13923-99
Ergänzungssatz: medizinische Doppler Sonographie
Funktion und Verwendung
Ein realistisches Arm-Modell wird zur Simulation der Anwendung des
Doppler Effekts in der Medizin benutzt. Mit der Doppler-Sonographie
wird der Einfluss einer Stenose auf das Blutströmungsprofil untersucht.
Die gemessenen Doppler Signale können akustisch oder visuell
dargestellt werden, so dass die Ergebnisse vergleichbar sind mit Messungen
am lebenden Patienten.
Ausstattung
1x Arm-Dummy, 1x Doppler Sonde 2 MHz
13923-02
3.7 Medizin
3.7.4 Ultraschalldiagnostik
727

728
3.7 Medizin
3.7.4 Ultraschalldiagnostik
Ultraschalluntersuchungen am Brust Dummy
Prinzip
Dieser Versuch beschreibt eine typische Anwendung in der medizinischen
Diagnostik. An einem realistischen Brustmodell soll ein
gutartiger Tumor diagnostiziert und mit dem Ultraschall-Schnittbildverfahren
lokalisiert und vermessen werden.
Aufgaben
Untersuchung des Brustmodells durch Abtasten auf etwaige pathologische
Veränderungen und Charakterisierung dieser, Anfertigung
eines Ultraschall-Bildes der Brust und Abschätzung der Lage und
der Größe der Veränderungen anhand des Bildes.
Lernziel
Mamma-Sonografie, Tumor Größe, Gutartiger Tumor, Bildgebende
Ultraschall Verfahren, Ultraschall Echographie, A-Mode, B-Mode
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5950300
Basisset Echographie Ultraschall
Funktion und Verwendung
Zur Untersuchung der Grundlagen der Ultraschall-Wellen und ihrer Eigenschaften.
Durch Erweiterung mit dem Ergänzungssatz medizinische
Ultraschalldiagnose kann das Set für Experimente im Bereich der medizinischen
Ausbildung genutzt werden.
Vorteile
Das Ultraschall Echoskop ist ein hochempfindliches Ultraschall-Messgerät
in Verbindung mit einem PC oder alternativ mit einem Oszilloskop,
Die mitgelieferte Software ermöglicht eine sehr umfangreiche
Signalverarbeitung, Das Echoskop kann fast jeden beliebigen Gegenstand
vermessen, Wichtige Signale (Trigger, TGC, RFSignal und Amplitude)
können an BNC-Buchsen abgegriffen werden.
Lieferumfang
Ultraschallechoskop, Ultraschallsonde 1MHz, Ultraschallsonde 2 MHz,
Ultraschalltestblock, Ultraschalltestzylinder-Set, Ultraschall-Reflexionsplatten,
Ultraschallgel
Technische Daten (Ultraschallechoskop)
Maße: 220 x 300 x 400 mm, Frequenz: 1 - 5 MHz, PC-Anschluss:
USB, Messbetrieb: Reflexion und Durchschallung, Sendesignal: 10-300
Volt, Sendeleistung: 0-30 dB, Verstärkung: 0-35 dB, TGC: 0-35 dB,
Schwelle, Anstieg, Breite, Ausgänge: Trigger, TGC, HF, NF, Netzspannung:
115.230 V, 50.60 Hz, Leistungsaufnahme: ca. 20 VA
13921-99
excellence in science
Ultraschall Time Motion Modus
Prinzip
An einem einfachen Herz-Modell, ist die Herzwand Bewegung mit
Ultraschall Verfahren aufgezeichnet (M-Modus oder auch TM-Modus).
Die Herzfrequenz und das Herzzeitvolumen (HZV) werden aus
der aufgezeichneten TM-Modus Kurve abgeleitet.
Aufgaben
Simulation der Herzwand Bewegung mit dem Herz-Modell und
Aufzeichnung eines TM-Bildes, Berechnung von Herzfrequenz und
Herzzeitvolumen auf Basis des TM-Bildes
Lernziel
Pulslänge Herzfrequenz, Endsystolischer Durchmesser ESD, Endsystolisches
Volumen ESV, Herzzeitvolumen (HZV), Herz Wandbewegung,
Echokardiographie, Time-Motion-Modus, Darstellung von
Bewegungsabläufen, Ultraschall Echographie
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5950200
Ultraschalluntersuchungen am Augenmodell
P5950400
Schallgeschwindigkeit in Festkörpern
P5160100
Ergänzungssatz: medizinische Ultraschalldiagnose
Funktion und Verwendung
Satz von medizinischen Modellen zur Durchführung von Hochschulexperimenten
zum Thema der medizinischen Diagnostik (Echokardiographie,
Brusttumordiagnose und Ophthalmologie (Messung von Entfernungen
und Dicken im Auge))
Vorteile
Die Modelle erlauben auf didaktisch wertvolle Art die Annäherung an
reale medizinische Anwendungen der Ultraschall-Echographie
Ausstattung und technische Daten
1 x vereinfachtes Herzmodell, 1 x Brustmodell mit Tumor, 1 x Augenmodell
13921-04

Mechanische Scanverfahren
Prinzip
Mit einem computergesteuerten Scanner wird das B-Bild eines
Proben-Körpers mit 2 Sonden unterschiedlicher Frequenz (1 MHz
und 2 MHz) und verschiedenen Ortsauflösungen aufgenommen und
die Auswirkungen auf das Auflösungsvermögen verglichen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5161100
Ergänzungssatz: CT Scanner
Funktion und Verwendung
Dieses Set ist eine Erweiterung des Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahrens
und umfasst automatisierte bildgebende Verfahren wie CT-SCAN
und B-Modus. Mit diesem Set kann der Aufbau eines CT-Bildes Schritt
um Schritt demonstriert werden. Mit diesem Set können auch automatisierte
B-Scan-Bilder aufgenommen werden. Die gescannten Objekte
können in axialer und seitlicher Richtung gemessen und ausgewertet
werden. Die Ergebnisse der automatischen Messungen mit
Scanner haben eine bessere Qualität verglichen zu handgeführten
bildgebenden Verfahren.
Vorteile
Für einen eher niedrigen Invest verglichen zu Routinesystemen, können
die Vorteile der mechanischen Abtastung in einer sehr verständlichen
Art und Weise demonstriert werden.
Ausstattung:
1x CT Scanner, 1x CT Steuergerät, 1x Wasser tank, 1x CT Probe
Technische Daten
CT Scanner:
Lineare Achse: ca. 400 mm, Auflösung

730
3.7 Medizin
3.7.5 Röntgenstrahlung - Röntgendiagnostik und Dosimetrie
Röntgendiagnostik und Dosimetrie
Neben der Ultraschalldiagnostik gehört die Röntgendiagnostik ebenfalls zu den Standarduntersuchungsmethoden in der Medizin. Auf Basis
der beschriebenen Versuche lassen sich Grundlagen der Röntgenstrahlung, Röntgenfotographie und Dosimetrie erarbeiten und weiterentwickeln.
Grundlegende Experimente zur Röntgenstrahlung
Absorption von Röntgenstrahlen
Prinzip
Mit monochromatischer Röntgenstrahlung wird das Absorptionsverhalten
verschiedener Metalle in Abhängigkeit von der Dicke des
Absorbers und der Wellenlänge der Strahlung untersucht.
Aufgaben
1. Ermittlung des Massenabsorptionskoeffizienten von Aluminium
und Zink aus der Intensitätsabnahme bei Durchstrahlung
unterschiedlicher Materialstärken.
2. Bestimmung des Massenabsorptionskoeffizienten für
Aluminium-, Zink- und Zinn-Folien von konstanter Dicke in
Abhängigkeit der Wellenlänge.
3. Bestimmung des Absorptionskoeffizienten für Kupfer und Nickel
in Abhängigkeit der Wellenlänge.
Lernziel
Bremsstrahlun , Charakteristische Strahlun , Bragg-Streuung, Gesetz
der Absorptio , Massenabsorptionskoeffiziente , Absorptionskant
, Halbwertdick , Photoeffek , Compton-Streuun , Paarbildung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntgenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541100
Charakteristische Röntgenstrahlung von Kupfer
P2540100
Charakteristische Röntgenstrahlung von Molybdän
P2540200
Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlung als
Funktion des Anodenstroms und der Anodenspannung
P2540400
Monochromatisierung von Molybdän-Röntgenstrahlung
P2540500
Monochromatisierung von Kupfer-Röntgenstrahlung
P2540600
excellence in science
X-ray Röntgengerät 35 kV
Funktion und Verwendung
Schul-/ Vollschutzgerät mit Röntgenröhren-Schnellwechseltechnik für:
Durchstrahlung und Röntgenfotos, Ionisations- und Dosimetrieversuche,
Laue- und Debye-Scherrer Aufnahmen, Röntgenspektroskopie,
Bragg-Reflexion, Bremsspektrum/charakteristische Linien verschiedener
Anodenmaterialien, Moselye-Gesetz, Bestimmung von h- und Rydbergkonstante,
Duane-Hunt-Gesetz, Materialdicken- und energieabhängige
Absorption, K- und L Kanten, Kontrastmittelexperimente,
Comptonstreuung, Röntgendiffraktometrie.
X-ray Röntgengerät 35 kV
09058-99
Software für Röntgengerät 35 kV
14407-61
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
Funktion und Verwendung
Das Gerät eigent sich in Verbindung mit Röntgengerät zur Energieanalyse
von Röntgenstrahlen und für den Comptoneffekt.
Ausstattung und technische Daten
Winkelschrittweite 0,1°..10°, Geschwindigkeit 0,5..100s/Schritt, Probendrehbereich
0...360°, Zählrohrdrehbereich -10°...+170°, Drehbereich
wählbar, 4mm-Ausgang 10 mV/°;20 mV/°, Anschluss über SubD-
Kabel, Trägermaße (28,5x14x20,8) cm, Masse 4,1 kg
X-ray Goniometer für 35 kV Röntgengerät
09058-10
Zählrohr Typ B
09005-00

Bestimmung der Länge und Lage eines nicht
sichtbaren Objekts
Prinzip
Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der nicht
gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen von zwei
verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander sind, bestimmt
werden.
Aufgaben
1. Die Länge und die räumliche Position eines Metallstiftes, der
nicht gesehen werden kann, soll durch Röntgenaufnahmen
von zwei verschiedenen Ebenen, die im rechten Winkel zueinander
sind, bestimmt werden.
2. Mit Hilfe der Vergrößerung, die sich aus der Divergenz der
Röntgenstrahlen ergibt, sollen die wahre Länge und die
räumliche Lage des Stiftes bestimmt werden.
Lernziel
Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung,
Absorptionsgesetz, Massenabsorptionskoeffizient, Stereografische
Projektion
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5150100
X-ray Implantatmodell für Röntgenfotos
Funktion und Verwendung
Lackierter Holzquader mit einem eingesetzten und von außen nicht
sichtbaren Metallstift, dessen Länge und räumliche Lage mit Hilfe von
Röntgenaufnahmen bestimmt wird.
Ausstattung und technische Daten
Incl. eingelassener Referenzmetallplatte (d=30mm) zur Bestimmung
eines Vergrösserungsfaktors
Quadermaße: (59 x 59 x 140) mm, Gewicht: 0,4 kg
09058-07
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.7 Medizin
3.7.5 Röntgenstrahlung - Röntgendiagnostik und Dosimetrie
Kontrastmittelversuch mit einem Blutgefäßmodell
Prinzip
Ein flüssiges Kontrastmittel wird in ein Modell eines Blutgefäßes
injiziert, welches von einer Seite verdeckt ist und der Röntgenstrahlung
ausgesetzt wird, um die innere Struktur des Modells
durch Röntgenfotographie abzubilden.
Aufgaben
1. Eine 50%- ige Kaliumiodid-Lösung wird in das Blutgefäßmodell
injiziert.
2. Der Fluoreszenzschirm wird beobachtet, um den Verlauf der
injizierten Lösung im Blutgefäßmodell zu verfolgen.
Lernziel
Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, Charakteristische Strahlung,
Absorptionsgesetz, Massenabsorptionskoeffizient, Kontrastmittel
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541900
X-ray Modellader für Konstrastmittel
Funktion und Verwendung
In Verbindung mit einem Röntgengerät zur demonstrativen Leuchtschirmbeobachtung
der Wirkungsweise von flüssigen Kontrastmitteln.
Vorteile
Kunststoffplatte mit einem von außen nicht sichtbarem Röhrensystem
und mit Zu-und Auslaufleitungen.
Ausstattung und technische Daten
magnetisch haftender Standfuß , Incl. Sicherheitswanne, Plattenfläche
(11,5 x 14) cm, Leitungslänge 70 cm, Gewicht: 0,3 kg
09058-06
731

732
3.7 Medizin
3.7.5 Röntgenstrahlung - Röntgendiagnostik und Dosimetrie
Röntgendosimetrie
Prinzip
Luftmoleküle in einem Plattenkondensator werden von Röntgenstrahlung
ionisiert. Die Ionen-Dosis, die Ionen-Dosisleistung und
die lokale Ionen-Dosisleistung werden aus dem Ionisationsstrom
und der Menge der durchstrahlten Luft berechnet.
Aufgaben
1. Der Ionenstrom wird für zwei unterschiedliche strahlbegrenzte
Blenden bei maximaler Anodenspannung gemessen
und grafisch in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung
aufgezeichnet.
2. Aus den Werten des Sättigungsstroms und der durchstrahlten
Luftmenge soll die Ionen-Dosisleistung soll bestimmt werden.
3. Die Energiedosisleistung und die verschiedenen lokalen
lonen-Dosisleistungen sollen berechnet werden.
4. Mittels der 5-mm-Blende ist der Ionisationsstrom zu bestimmen
und grafisch bei verschiedenen Anodenströmen,
aber mit maximaler Anoden- und Kondensatorspannung aufzuzeichnen.
5. Der Sättigungsstrom soll in Abhängigkeit von der Anodenspannung
dargestellt werden.
Lernziel
Röntgenstrahlen, invers-quadratisches Absorptionsgesetz, Ionisationsenergie,
Energie-Dosis, Äquivalenzdosis und lonendosis und -
leistung, Q-Faktor, lokale Ionendosisleistung, Dosimeter
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Physik Handbuch Experimente mit Röntenstrahlung
(XT)
01189-01 Deutsch
P2541800
excellence in science
X-ray Plattenkondensator für Röntgengerät
Funktion und Verwendung
Metallplatten mit Steckbügeln zur Durchführung von Ionisations-und
Dosimetrieexperimenten.
Ausstattung und technische Daten
Plattenfläche (90 x 90) mm
09058-05
X-ray Einschübe
Funktion und Verwendung
Justierte Kupfer- oder Wolfram-Röntgenröhre in Stahlblechgehäuse
mit Traggriff zum betriebsbereiten Einsatz in Röntgengrundgerät.
Vorteile
Gehäuse mit Klinkensperre und 2 Sicherheitskontaktstiften, die nur
bei korrektem Einbau des Einschubs den Röhrenbetrieb freigeben.
Ausstattung und technische Daten Röntgenröhren
Charakter. Röntgenlinien:K-α: 8,03 keV; (154,2 pm) K-ß: 8,90 keV;
(139,2 pm), Anodenwinkel 19°, Max. Betriebswerte 1 mA/35 kV-DC,
Prüfspannung 50 kV, Maße (26,7x14,8x20,3) cm, Masse 4,3 kg, Incl.
Staubschutzhaube.
X-ray Einschub mit Kupfer-Röntgenröhre
09058-50
X-ray Einschub mit Wolfram-Röntgenröhre
09058-80

Absorptionsspektrometrie und Photometrie
Die Absorptionsspektrometrie und Photometrie stellen grundlegende Analysetechniken in der medizinischen Labordiagnostik dar. Sie werden
in der Regel in Lösung durchgeführt, deren Absorptionsverhalten Rückschlüsse auf die Zusammensetzung insbesondere von Blutbestandteilen
gibt. Angefangen von Grundlagen der Absorptionsspektrometrie über Konzentrationsbestimmungen (Extinktionsmessungen) und Messungen
mit hochauflösenden Spektrometern können Methoden der Labordiagnostik thematisiert werden.
Glasfaser-Spektrometer mit Küvettenhalter und
Lichtquelle
Funktion und Verwendung
Komplettpaket aus dem Set Glasfaser-Spektrometer (35610-00) und
dem Küvettenhalter mit Lichtquelle (35610-99) zur Messung von
Emissions- als auch Absorptionsspektren.
Das zu untersuchende Licht wird über eine Glasfaser auf ein Gitter
geleitet, wo es spektral zerlegt und über ein CCD-Array komplett erfasst
wird. Somit lassen sich auch schnelle Änderungen in einem Spektrum
sicher erfassen. Zur Aufnahme, Speicherung und Auswertung der
Spektren dient die mitglieferte Software measure spec mit vielfältigen
Funktionen.
Der Küvettenhalter mit eingebauter Lichtquelle ermöglicht die Aufnahme
von Absorptionsspektren in Lösungen. Die Faser für
Fluoreszens-Messungen kann auch 90° versetzt zum Strahlengang des
eingestrahlten Lichtes befestigt werden.
Vorteile
Spektrometer: robustes Aluminimumgehäuse, schnelle Messung des
vollständigen spektralen Bereichs, flexible Zuleitung des zu untersuchenden
Lichts über Lichtwellenleiter-Faser, keine zusätzliche Spannungsversorgung
nötig, Messung von Emissionsspektren und Absorptionsspektren,
intuitve measure-Software zur Steuerung des Geräts und
zur Spektrenaufnahme
Küvettenhalter: robustes Aluminimumgehäuse; langlebige Wolframlampe;
flexible Leitung des zu untersuchenden Lichts über
Lichtwellenleiter-Faser; universelle Spannungsversorgung über Steckernetzteil;
Messung von Absorptionsspektren, Fluoreszensspektren,
Kinetiken
Ausstattung und technische Daten
Spektrometer: inklusive Software, USB-Kabel und Lichtwellenleiter;
Wellenlängenbereich: 350...850 nm; Detektor: Silizium CCD-Array;
Auflösung: 2 nm; USB-Anschluß, keine externe Stromversorgung notwendig;
Lichtwellenleiter-Faser-Anschluss: SMA 905; Abmessungen
(mm): 170 x 126 x 55
Küvettenhalter: Lieferung erfolgt inklusive Stechernetzteil und Lichtwellenleiter;
Lampentyp: Wolfram (Lebensdauer ca. 2.000 Stunden);
Lichwellenleiter-Faser: 50 µm x 2 m; 2 Lichtwellenleiter-Faser-Anschlüsse:
SMA 905; Küvettengröße: 1 cm x 1 cm (handelsüblich);
Stromversorgung: 100...240 V / 50...60 Hz; Abmessungen (mm): 95 x
51 x 46
35610-88
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.7 Medizin
3.7.6 Absorptionsspektrometrie und Photometrie
Glasfaser-Spektrometer
Funktion und Verwendung
Kompaktes und robustes Lichtwellenleiter-Spektrometer zum Vermessen
von Emissionsspektren. Das zu untersuchende Licht wird über
eine Lichtwellenleiter-Faser auf ein im Spektrometer fest angebrachtes
Gitter geleitet, wo es spektral zerlegt wird. Die Aufzeichnung des
Spektrums erfolgt mit Hilfe eines CCD-Array, sodass das vollständige
Spektrum auf einen Schlag erfasst wird, was es ermöglicht, auch
schnelle Änderungen in einem Spektrum sicher zu erfassen. Zur Darstellung
und Speicherung der Spektren dient eine mitglieferte Software
mit vielfältigen Funktionen. Das Spektrometer wir über eine USB-
Schnittstelle mit dem PC verbunden. Über diese Schnittstelle erfolgt
auch die Energieversorgung des Spektrometers, sodass keine weitere
externe Spannungsquelle nötig ist.
35610-00
Küvettenhalter mit Lichtquelle für Glasfaser-
Spektrometer
Funktion und Verwendung
Zur Ergännzung des Glasfaser-Spektrometers. In den Küvettenhalter
passen handeslübliche Küvetten mit einem Außenmaß von 1 cm x 1
cm. Die eingebaute Lichtquelle ermöglicht die Aufnahme von Absorptionsspektren
in Lösungen. Die hohe Messgeschwindigkeit des Spektrometers
erlaubt sogar die Messung der Geschwindigkeiten bei Reaktionen
mit Farbänderungen (Kinetik von Reaktionen). Das Licht, das
die Küvetten passiert hat, wird von der Faser in das Spektrometer eingekoppelt.
Die Faser für Fluoreszensmessungen kann 90° versetzt zum
Strahlengang des eingestrahlten Lichtes befestigt werden.
Küvettenhalter mit Lichtquelle für Glasfaser-Spektrometer
35610-99
Makro-Küvette, PS, 4 ml, 100 Stück
35663-10
Küvette für Spektralphotometer, 2 Stück
35664-02
733

734
3.7 Medizin
3.7.6 Absorptionsspektrometrie und Photometrie
Verteilungsgleichgewicht
Prinzip
Bei konstanter Temperatur und konstantem Druck verteilt sich eine
gelöste Substanz zwischen zwei mischbaren Flüssigkeiten in einem
konstanten Konzentrationsverhältnis. Dieses Verhältnis entspricht
dem Verteilungskoeffizienten (Distributionskoeffizient) der untersuchten
Substanz in dem gegebenen Zweiphasensystem.
Aufgaben
1. Messen Sie die Extinktionen unterschiedlich konzentrierter
Lösungen von trans-Azobenzol in Acetonitril bei konstanter
Wellenlänge.
2. Bestimmen Sie anschließend die Gleichgewichtskonzentrationen
(Extinktionen) von trans-Azobenzol im System n-Heptan/Acetonitril
nach einzelner und wiederholter Verteilung
bei konstanter Temperatur.
3. Berechnen Sie die Verteilungskoeffizienten und die Effektivität
der Extraktionen aus den experimentellen Daten und vergleichen
sie.
Lernziele
Grundlagen der Thermodynamik, Partielle molare freie Enthalpie
(Chemisches Potential), Phasengleichgewicht , Distribution und Extraktion,
Nernstsches Verteilungsgleichgewicht, Lambert-Beersches
Gesetz, Photometrie
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3030701
Quantitative Bestimmung von Sudanrot in einem
Farbstoffgemisch mittels Photometer
P1303200
excellence in science
Spektralphotometer S800, 330...800 nm
Funktion und Verwendung
Dieses kompakte moderne Spektralphotometer für den sichtbaren Bereich
wurde speziell für Ausbildungszwecke entwickelt.
Vorteile
▪ Es wird von einem Mikroprozessor gesteuert
▪ großes, gut ablesbares zweizeiliges alphanumerisches Display
▪ misst die Absorption, Transmission und Konzentration von Lösungen
▪ serielle RS232-Schnittstelle, die es erlaubt, das Photometer an
einen PC anzuschließen
▪ Übertragung von Daten von Spektren sowie die Messung zeitlicher
Veränderungen der Absorption (Absorptions/Zeit-Kurven) können
über diese Schnittstelle ausgegeben werden
▪ Im Lieferumfang enthalten ist sowohl das Anschlusskabel für die
Verbindung mit dem PC als auch die Software "Grafico"mit der
sich die Messwerte am PC erfassen, darstellen und speichern lassen
▪ Export der Daten in andere Programme, wie etwa Tabellenkalkulationen,
ist ebenfalls möglich
▪ In den Küvettenhalter des Gerätes passen die üblichen 10-mm
Standardküvetten aus Glas und Kunststoff
▪ Dem Photometer liegen einige Kunststoffküvetten bei
▪ Bei Bedarf kann der Küvettenhalter zur Reinigung aus dem Gerät
entfernt werden
Ausstattung und technische Daten
▪ optisches System: Einstrahlgerät mit Monochromator
▪ Lichtquelle: Halogen-Glühlampe, Wolfram
▪ Wellenlängenbereich: 330...800 nm
▪ Wellenlängengenauigkeit: ± 2 nm
▪ spektrale Bandbreite: 7 nm
▪ photometrischer Bereich:-0,300...2,500 Abs
▪ photometrischer Reproduzierbarkeit:±0,002 Abs bei 0...0,5 Abs
und 546 nm
▪ photometrischer Genauigkeit:±0,01 Abs bei 1 Abs
▪ Küvettenhalter: für Rechteckküvetten mit Außenmaß: 12 mm x 12
mm
▪ Ausgang: RS232 digital
▪ Maße; B x T x H (mm): 215 x 270 x 120
▪ Masse: ca. 2 kg
▪ Netzanschluss: 230 V~, 50/60 Hz
▪ Kunststoffküvetten
▪ Verbindungskabel zum PC
▪ Software und Betriebsanleitung
Spektralphotometer S800, 330...800 nm
35600-99
Ersatzlampe für Spektrometer S800 und S1200
35600-01

Diodenarrayspektrometer S1200, 330...800 nm
Funktion und Verwendung
Dieses kompakte VIS-Spektralphotometer mit moderner Diodenarray-
Technologie wurde für den Einsatz in der Ausbildung und Industrie
entwickelt.
Vorteile
▪ Spektren können über den gesamten Bereich von 330 nm...830
nm innerhalb von etwa 5 Sekunden aufgenommen und auf dem
großen hinterleuchteten LCD-Bildschirm dargestellt werden.
▪ Das Gerät misst nicht nur die Absorption, Transmission und Konzentration
von Lösungen sondern es ist auch möglich, kinetische
und Multi-Wellenlängen-Messungen durchzuführen.
▪ Über die eingebaute serielle RS232-Schnittstelle kann das Photometer
an einen PC angeschlossen und die Messwerte können vom
PC aufgezeichnet werden.
▪ Im Lieferumfang enthalten ist sowohl das Anschlusskabel für die
Verbindung mit dem PC als auch die Software "Grafico" mit der
sich die Messwerte am PC erfassen, darstellen und speichern lassen.
▪ Ein Export der Daten in andere Programme, wie etwa Tabellenkalkulationen,
ist ebenfalls möglich.
▪ In den Küvettenhalter des Gerätes passen die üblichen 10-mm-
Standardküvetten aus Glas und Kunststoff.
▪ Dem Photometer liegen einige Kunststoffküvetten bei.
▪ Bei Bedarf kann der Küvettenhalter zur Reinigung aus dem Gerät
entfernt werden.
▪ Umfangreiche Messmöglichkeiten: Absorption/ Transmission; Konzentration;
einfache kinetische Untersuchungen (Absorptions/
Zeitkurven)
Ausstattung und technische Daten
optisches System:
▪ Einstrahlgerät mit Diodenarray
▪ Scan-Geschwindigkeit < 5 Sekunden für vollen Scan
▪ Lichtquelle: Halogen-Glühlampe, Wolfram
▪ Wellenlängenbereich: 330...800 nm
▪ Wellenlängengenauigkeit: ± 2 nm
▪ spektrale Bandbreite: 7 nm
▪ photometrischer Bereich: 0,300...2,500 Abs
▪ photometrischer Reproduzierbarkeit: ±0,002 Abs bei 0...0,5 Abs
und 546 nm
▪ photometrischer Genauigkeit: ±0,01 Abs bei 1 Abs
▪ Küvettenhalter: für Rechteckküvetten mit Außenmaß: 12 mm x 12
mm
▪ Ausgang: RS232 digital
▪ Maße: B x T x H (mm): 215 x 270 x 120
▪ Masse: ca. 2 kg
▪ Netzanschluss: 230 V~, 50/60 Hz
▪ Spektralphotometer
▪ Kunststoffküvetten
▪ Verbindungskabel zum PC
▪ Software und Betriebsanleitung
35601-99
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
3.7 Medizin
3.7.6 Absorptionsspektrometrie und Photometrie
Molekülanregung
Prinzip und Aufgaben
Die Lage der langwelligsten π-π*-Absorptionsbande im UV-VIS-
Spektrum organischer Verbindungen mit chromophoren Systemen
kann nach verschiedenen Verfahren näherungsweise berechnet
werden. Für Farbstoffe mit ausgedehnten konjugierten π-Systemen
liefert das Modell des Elektrons im eindimensionalen Potentialkasten
hinreichende Übereinstimmungen mit den experimentellen
Ergebnissen.
Das Absoptionsspektrum des Polyenfarbstoffs Carotin ist im sichtbaren
Bereich der elektromagnetischen Strahlung aufzunehmen.
Die daraus zu ermittelnde Wellenlänge des Absorptionsmaximums
ist mit dem nach der Modellvorstellung des Elektrons im eindimensionalen
Kasten berechneten Wert zu vergleichen und zu diskutieren.
Lernziele
Modell des Elektrons im eindimensionalen Potentialkasten, Grundzustand
und angeregter Zustand von Molekülen, Elektronenanregungsspektroskopie
(UV-VIS-Spektroskopie), Lambert-Beersches
Gesetz, Photometrie, Chromatographie
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3070301
Absorption von Licht (UV/VIS-Spektroskopie)
P3070101
Absorptionsspektren und pKa-Werte von p-Methoxyphenol
P3070401
TESS expert Handbook Laboratory Experiments
Chemistry
Beschreibung
Mehr als 80 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Chemie.
DIN A4, Ringordner, s/w, über 300 Seiten
16504-12
735

736
3.7 Medizin
3.7.6 Absorptionsspektrometrie und Photometrie
UV-VIS-Spektralphotometer mit Monitor 190 - 1100
nm
Funktion und Verwendung
Modernes UV-VIS-Spektralphotometer mit Monitor
Vorteile
Integrierter hintergrundbeleuchteter LCD-Bildschirm in platzsparendem
und kompaktem Design, Bedienung über Folientastatur mittels
Bildschirmdialog, Die Ausstattung ermöglicht u.a. die automatische
Registrierung und grafische Darstellung von Spektren mit automatischer
Null-Linienkorrektur
Ausstattung und technische Daten
eingebaute Centronix- bzw. RS232-Schnittstelle zum Anschluss eines
Druckers bzw. Computers, inklusive Küvettenhalter für Rechteckküvetten
mit Außenmaß 12 x 12 mm, Wellenlängenbereich: 190-1100 nm,
spektrale Bandbreite: 5 nm, Wellenlängengenauigkeit: +/- 1 nm, photom.
Bereich: -0,3...3 Abs. 0,0...200% Transmission, Netzanschluss:
230 V, Lichtquellen: 1 Halogenlampe, 1 Deuteriumlampe, Maße (mm):
420 x 380 x 275
35655-93
Makro-Küvette, PS, 4 ml, 100 Stück
Funktion und Verwendung
10-mm-Rechteckküvetten für Spektralphotometer. Aus Polystyrol für
Messungen im VIS-Bereich (360...2500 nm)
Ausstattung und technische Daten
Optische Weglänge bei allen Küvetten 10 mm, Außenmaße (mm): 12 x
12 x 44, Inhalt: ca. 4 ml
35663-10
Küvettenständer, PE, 12-plätzig
Funktion und Verwendung
Küvettenständer aus Polyethylen (PE) für bis zu 12 Stück 10-mm-
Rechteckküvetten.
35661-00
excellence in science
Spektralphotometer SPEC 5000, 335 - 1000 nm
Funktion und Verwendung
Dieses Spektralphotometer ist ein einfach zu bedienendes Gerät mit
gut lesbarer LED-Digitalanzeige zur Messung von Absorptions- bzw.
Transmissionswerten flüssiger Proben im sichtbaren Bereich
(335...1000 nm).
Vorteile
Die Anzeige erlaubt die Darstellung der Wellenlänge, der Absorptionsund
Transmissionwerte bzw. der Konzentration und des Konzentrationsfaktors
, Die Einstellung der Wellenlängen erfolgt mit einem Stellrad
, Die Küvetten werden in einen speziellen Halter eingesetzt und
mit diesem in den Küvettenschacht geschoben.
Ausstattung und technische Daten
2 LED-Displays mit je 4 Zeichen; Zeichenhöhe: 15 mm, 4 Folientastaten
zur Einstellung der Messgröße und zum Nullpunktabgleich, 1
Stellrad zur Einstellung der Wellenlängen, 1 Küvettenhalter für eine
Standardküvette (Innenmaß: 10 x 10 mm), 1 serielle (RS232) und USB
Schnittstelle zur Übertragung der Resultate auf einen Drucker bzw.
PC, mehrere Messmöglichkeiten: Absorption/Transmission; Faktor-
Konzentration, Lichtquelle: Halogen-Glühlampe, Wolfram, Wellenlängenbereich:
335 ... 1000 nm, Wellenlängengenauigkeit: ± 2 nm, Wellenlängenreproduzierbarkeit:
± 1 nm, spektrale Bandbreite: 10 nm,
photometr. Ber.: -0,300..2,500 Abs., Küvettenhalter: für Rechteckküvetten
mit Außenmaß: 12 x 12 mm, Maße (mm): 385 x 310 x 190,
Netzanschluss: 230 V~, 50 Hz, 2 Rechteckküvetten aus Glas (Außenmaß:
12 x 12 mm), 1 Datenkabel zum Anschluss des Gerätes an einen
PC, 2 Ersatzsicherungen
35667-93
Küvette für Spektralphotometer, 2 Stück
Funktion und Verwendung
10-mm-Rechteckküvetten für Spektralphotometer. Aus optischem
Glas für Messungen im VIS-Bereich (360...2500 nm)
Ausstattung und technische Daten
▪ optische Weglänge bei allen Küvetten 10 mm.
▪ Außenmaße (mm): 12 x 12 x 45
▪ Inhalt : ca. 4 ml
Küvette für Spektralphotometer, 2 Stück
35664-02
Küvette für Spektralphotometer, Quarzglas, 2 Stück
35665-02

Geometrische Optik - Auge
Die geometrische Optik spielt beim Verständnis der Funktionsweise des Auges eine grundlegende Rolle. Mit deren Kenntnis lassen sich unter
anderem die Bildentstehung auf der Netzhaut und die Entstehung von Sehfehlern erklären.
Augenfunktionsmodell
Funktion und Verwendung
Zur anschaulichen Demonstration von Kurz- und Weitsichtigkeit sowie
deren Korrektur.
Ausstattung und technische Daten
Augapfel, schematisch nachgebildet mit abnehmbarem, als Projektionsfläche
ausgebildetem hinterem Teil, Zwei Abstandsringe zur Veränderung
der Länge des Augapfels, Zwei Vorsatzlinsen zur Korrektur der
Sehfehler, Modelldurchmesser: 110 mm
66650-00
Experimente zum Augenfunktionsmodell
Fehlsichtigkeit (Modellversuch)
P1054300
Kurzsichtigkeit - Weitsichtigkeit
P0872100
Bildumkehrung und Akkommodation
P0872000
Demo advanced Biologie Handbuch
Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie 1
Beschreibung
22 Versuche zum Thema Lichtsinn bei Mensch, Tier und Pflanze.
Ringbindung, DIN A4, s/w, 60 Seiten.
16703-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Menschliches Auge, physiologisches Modell
Funktion und Verwendung
Das Modell verdeutlicht die physikalischen Vorgänge beim Sehen:
Bilder eines Gegenstandes erscheinen auf der Netzhaut umgekehrt,
Vorführung der Kurzsichtigkeit und deren Korrektur, Vorführung der
Weitsichtigkeit und deren Korrektur, Korrektur von Sehfehlern durch
vorgesetzte Optik
Ausstattung und technische Daten
stilisierter Augapfel, Linsen- und Kerzenhalter, verschiebbar, Vorsatzlinsen
Ein ausführlicher Text liegt bei.
87043-00
Auge mit variabler Linse, großes Funktionsmodell
Funktion und Verwendung
Auge mit variabler Linse als Funktionsmodell für: Akkomodation der
Linse, Kurz- und Weitsichtigkeit, Presbyopia, Korrektur durch Brillengläser
Ausstattung und technische Daten
3.7 Medizin
3.7.7 Geometrische Optik - Auge
Funktionsmodell auf Holzsockel, Maße (mm): 450 x 300
Auge mit variabler Linse, großes Funktionsmodell
87037-00
Auge mit variabler Linse, kleines Funktionsmodell
87038-00
737

738
3.7 Medizin
3.7.7 Geometrische Optik - Auge
Nachweis der Akkommodation mit dem Optometer
Blickt man durch eine Blende mit zwei winzigen, nahe beieinander
liegenden Löchern (Optometer-Blende), so erscheinen nahe am Auge
gelegene Objekte ohne Akkommodation auf die jeweilige Entfernung
zwar relativ scharf, aber doppelt. So lässt sich einfach nachweisen,
ob richtig akkommodiert wurde (einfaches Bild) oder nicht
(Doppelbild). Beim Fixieren der entfernteren Nadel erscheint die
nähere Nadel doppelt. Beim Fixieren der näheren Nadel erscheint
die entferntere Nadel doppelt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie
1
16703-01 Deutsch
P0872200
Optometer nach Scheiner
65986-00
Demo advanced Physik Handbuch Optik auf der Tafel
Beschreibung
60 Versuchsbeschreibungen für Demonstrationsexperimente zur Optik.
Themenfelder:
Lichtausbreitung, Spiegel, Brechung, Linsen, Farben, Auge und optische
Geräte
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 132 Seiten.
01151-01
excellence in science
Experimente zum Aufbau und zur Funktion des Auges
an der Hafttafel
Prinzip
Mithilfe der geometrischen Optik auf der Hafttafel wird auf anschauliche
Weise das Prinzip der Bildentstehung und die Anpassung des
menschlichen Auges an unterschiedliche Gegenstandsweiten demonstriert.
Ebenso werden Sehfehler und deren Korrektur mit durchschaubaren
Experimenten durchgeführt.
Aufbau und Funktion des Auges
P1105200
Kurzsichtigkeit und ihre Korrektur
P1105300
Weitsichtigkeit und ihre Korrektur
P1105400
Demo Physik Haftoptik Gesamtgerätesatz ohne Tafel
und Buch
Funktion und Verwendung
Demo Physik Haftoptik Gesamtgerätesatz zur Durchführung von 60
Demonstrationsversuchen zu den Themen: Lichtausbreitung, Spiegel,
Brechung, Linsen, Farben, Auge und optische Geräte.
Ausstattung und technische Daten
12V/50W-Halogenhaftleuchte, 12V/20W-Leuchtbox mit Magnetboden,
Plexiglasmodellkörper wie Halbkreis, 2 Konvexlinsen, Konkavlinse,
Trapez, rechtwinkl. Dreieck und Lichtleitermodell, Plan- und Konkav/
Konvexspiegel, optische Scheibe, 2 Blendenhalter, Küvette und Erde/
Mond-Modell, Zubehör für Farbmischungsexperimente, stapelbare
Aufbewahrungsbox mit Deckel und gerätegeformten Schaumstoffeinsätzen.
Demo Physik Haftoptik Gesamtgerätesatz ohne Tafel und Buch
08271-88
Haftoptik, Grundgerätesatz
08270-55
Haftoptik, Ergänzungsgerätesatz
08270-66

Linsengesetze und optische Instrumente
Prinzip
Die optischen Eigenschaften einer Linse kann man durch ihre
Brennweite f beschreiben. In diesem Versuch werden durch Bestimmung
von Bild- und Gegenstandsweiten sowie nach dem
Bessel-Verfahren Linsenbrennweiten bestimmt. Mit Hilfe der geprüften
Linsen werden einfache optische Instrumente aufgebaut.
Aufgaben
Bestimmung der Brennweite der beiden unbekannten konvexen
Linsen durch Messung der Entfernung von Bild und Objekt
Bestimmung der Brennweite einer konvexen Linse und einer Kombination
aus einer konvexen und konkaven Linse mit der Bessel
Methode.
Aufbau der folgenden optischen Instrumente: Dia-Projektor, Mikroskop,
Kepler-Fernrohr
Lernziele
Gesetz von Linsen, Vergrößerung, Brennweite, Entfernung zum Objekt,
Teleskop, Mikroskop, optischer Strahlengang, Konvexe Linse,
Konkave Linse, Reales Bild, Virtuelles Bild
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics
16502-32 Englisch
P2210200
Optische Profilbank, I = 1000 mm
Funktion und Verwendung
Zum Aufbau optischer Strahlengänge.
Ausstattung und technische Daten
Verwindungssteifes Spezialprofil aus AlMoSi-Leichtmetalllegierung,
mit Korrosionsschutz und mm-Skalierung, Breite/Höhe: 81/32 mm,
I = 1000 mm
Optische Profilbank, I = 1000 mm
08282-00
Fuß für optische Profilbank, justierbar
08284-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Reiter für optische Profilbank, h = 30 mm
Funktion und Verwendung
Zur Halterung optischer Komponenten auf optischen Bänken.
Ausstattung und technische Daten
Schwarz eloxierter Metallfuß mit 30 mm-Edelstahlsäule mit 10 mm-
Aufnahmebohrung und mittiger Positionsmarke, Maße (mm): 50 x 84
x 30
Reiter für optische Profilbank, h = 30 mm
08286-01
Reiter für optische Profilbank, h = 80 mm
08286-02
Experimentierleuchte 5, mit Stiel
Funktion und Verwendung
Lichtquelle für optische Bänke.
Ausstattung und technische Daten
Kunststoffgehäuse mit vertikal u. horizontal verstellbarer Lampenfassung,
Gehäuseboden mit 6mm-Gewinde u. zusätzlichen Haltemagneten,
inkl. 12V/10W-Halogenglühlampe u.Haltestiel (l=100 mm, d=10
mm), Maße (mm): 140 x 93 x 110
11601-10
3.7 Medizin
3.7.7 Geometrische Optik - Auge
739

740
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Humanphysiologie
Die Humanphysiologie ist ein wichtiger Bestandteil der medizinischen Ausbildung und befasst sich mit der Physiologie des Menschen sowie
den physiologischen Grundlagen der Humanmedizin. Humanphysiologische Kurse und Praktika sind meist in folgende Teile (Labors) gegliedert,
für die es eine Vielzahl leicht verständlicher Experimente gibt: EKG, Muskel- und Nervenphysiologie, Säure- und Basenhaushalt, Kreislauf
und Durchblutung, Ventilation, Niere, Gesichtssinn, Reflexe, Sensorik und Okulomotorik, Gehörsinn.
TESS Set Elektrophysiologie EP
Funktion und Verwendung
Vollständiges Grundgeräteset zur einfachen Durchführung von computergestützten
Standardversuchen zu den Themen:
Wir untersuchen unseren Herzschlag (Elektrokardiographie), Wir bestimmen
unsere Herzfrequenz, Wir untersuchen unsere körperliche
Fitness (Das Herz unter Belastung), Wir untersuchen unsere Muskelkraft
(Elektromyographie), Wir messen unsere Augenbewegungen
(Elektrookulographie), Wir messen unsere Lesegeschwindigkeit (Lesekompetenz),
Elektronystagmographie
TESS Set Elektrophysiologie EP
12673-88
Cobra4 Sensor-Unit Electrophysiology, Set inkl. Messleitungen
und EKG Einwegelektroden
12673-77
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
TESS advanced Biologie Handbuch Cobra4
Elektrophysiologie: EKG, EMG, EOG
Beschreibung
7 Schülerversuche zur Elektrophysiologie (EKG,EMG, EOG) mit dem kabellosen
Messwerterfassungssystem Cobra4.
Themenfelder:
Elektrokardiographie, Herz unter Belastung, Elektromyographie, Elektrookulographie,
Lesekompetenz, Elektronystagmographie.
DIN A5, in Farbe, 68 Seiten.
12673-11
excellence in science
Cobra3-Set Elektrophysiologie
Funktion und Verwendung
Kompletter Gerätesatz zur Durchführung von computergestützten
Standardversuchen im Bereich Human- und Tierphysiologie, Herz,
Muskel, Auge, Nerv.
Ausstattung und technische Daten
Computerinterface Cobra 3 mit USB-Anschluss, online Frequenzanalyse,
USB-Anschlusskabel, Bioverstärker mit 100- und 1000-facher Signalverstärkung,
radialer Reflexhammer zum direkten Anschluss an
das Computerinterface, Elektrodensammelkabel zum Anschluss der
Elektroden für EKG- und EMG Elektroden mit Schutzwiderständen,
drei EKG-Elektroden aus Edelstahl, Kontaktfläche 30 x 80 mm, drei
EMG-Hütchen-Elektroden mit Kabel und 2 mm-Miniaturkupplungen,
Elektroden-Gel, Aufbewahrungsbox für Zubehör
Cobra3-Set Elektrophysiologie
65981-66
Bio-Verstärker
65961-93
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
Beschreibung
54 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Biologie.
Themenfelder: Nervensystem, Herz-Kreislaufsystem, Muskulatur, Gehörsinn,
Gravitationssinn, Temperatursinn, Gesichtssinn, Verhalten,
Atmung, Ökologie und Umwelt, Pflanzenphysiologie, Biochemie.
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 190 Seiten, in Englisch.
16506-02

TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied
Sciences
Beschreibung
Mehr als 200 Versuchsbeschreibungen zu Themenbereichen der Angewandten
Naturwissenschaften (Applied Sciences).
Themenfelder: Angewandte Mechanik, Photonik, Elektrotechnik, Erneuerbare
Energie, Geowissenschaften, Materialwissenschaften inkl.
Nanotechnologie, Landwirtschaft inkl. Ernährung und Ökologie, Medizin
DIN A4, Ringordner, in Farbe, über 1000 Seiten, in Englisch
16508-02
Demo advanced Biologie Handbuch
Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie 1
Beschreibung
22 Versuche zum Thema Lichtsinn bei Mensch, Tier und Pflanze.
Ringbindung, DIN A4, s/w, 60 Seiten.
16703-01
Demo advanced Biologie Handbuch
Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie 2
Beschreibung
19 Versuche zu den Themenfeldern: Gehör, Mechanischer Sinn, Temperatursinn
bei Mensch,Tier und Pflanze.
Ringordner DIN A4, s/w.
16703-11
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Demo advanced Biologie Handbuch Strukturen und
Funktionen (BT)
Beschreibung
121 Grundlagenversuche zu 12 Themen: Zellen und Zelldifferenzierung,
Wasser- und Mineralhaushalt, Photosynthese, Atmung, Blut und
Blutkreislauf, Ernährung und Verdauung, Enzyme, Sinnesleistung bei
Mensch und Tier, Neuronen Reizaufnahme und -reaktion bei Pflanzen,
Verhalten, Wachstum und Entwicklung, Fortpflanzung.
Ringordner DIN A4, s/w, 249 Seiten.
01139-11
Demo advanced Biologie Handbuch
Praktikumseinheiten Dissimilation
Beschreibung
23 Versuche zur Dissimilation.
Themenfelder: Atmung, Gärung, Blutkreislauf.
Ringordner DIN A4, s/w.
16700-61
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
741

742
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Elektrokardiographie
Wir untersuchen unseren Herzschlag -
Elektrokardiographie (EKG)
Prinzip
Messung der Muskelaktivitäten des Herzens an der Hautoberfläche
mit Hilfe eines sogenannten Elektrokardiogramms (EKG). Mit einem
Elektrokardiogramm können die verschiedenen, aufeinander folgenden
Teilaktivitäten des Herzmuskels abgeleitet werden.
Aufgaben
Erstelle ein Elektrokardiogramm und bestimme die verschiedenen
Phasen der Herzaktivität, Vergleiche das EKG einer „normalen"
Herzkontraktion mit dem EKG einer Herzkontraktion, die durch
einen Herzschrittmacher angeregt wurde
Kann mit dem TESS Set Elektrophysiologie (12673-88) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1332760
Elektrokardiographie (EKG) des Menschen
Prinzip und Aufgaben
Aufzeichen eines Elektrokardiogramms. Zuordnung zur Herzfrequenzkurve
(P/T Welle, P-Q Segment, QRS Komplex).
Lernziele
Elektrokardiogramm nach Einthoven ll, Herzfrequenz, Entspanntes
und belastetes Herz, EKG Segmente, Vorhöfe, Ventrikel, AV-Knoten
Kann mit dem Cobra3-Set Elektrophysiologie (65981-66) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4020111
excellence in science
Muskel- und Nervenphysiologie
Wir untersuchen unsere Muskelkraft -
Elektromyographie
Prinzip
Mit Hilfe eines Elektromyogramms (EMG) kann die elektrische Aktivität
eines Muskels oder gleich mehrerer Muskeln über die Hautoberfläche
gemessen werden, wenn sie sich zusammenziehen. Für
die Durchführung eines Elektromyogramms wird die elektrische Aktivität
eines Muskels im entspannten Zustand und bei unterschiedlich
starker Kontraktion registriert.
Aufgaben
Erstelle ein EMG von deinem Bizepsmuskel bei mehrfacher Kontraktion,
Erstelle ein EMG von deiner Wade bei verschiedenen Bewegungsabläufen
Kann mit dem TESS Set Elektrophysiologie (12673-88) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1350360
Elektromyographie (EMG) am Oberarm
Prinzip und Aufgaben
Aufnahme eines Elektromyogramms (EMG) eines entspannten oder
zusammengezogenen Oberarmmuskels (Bizeps). Messung der Frequenz
und der Amplitüde des EMG bei maximaler Kontraktion.
Lernziele
Elektromyogramm, Muskelkontraktion, Bizeps, Muskelpotenzial,
Zusammengesetztes Aktionspotenzial
Durchführbar mit Cobra3-Set Elektrophysiologie (65981-66).
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4030111

Muskeldehnungsreflex und Bestimmung der
Leitungsgeschwindigkeit
Prinzip und Aufgaben
Auslösen eines Dehnungsreflex in der Unterschenkelmuskelatur
durch Klopfen auf die Achillessehne (Achillesehnenreflex). Aufzeichnen
des zusammengesetzten Aktionspotenzials und Bestimmung
der Reflexlatenz sowie der Leitungsgeschwindigkeit.
Lernziele
Elektromyogramm, Muskeldehnungsreflex, Achillessehne, Reflexlatenz,
Leitfähigkeit, Jendrassik-Effekt
Kann mit dem Cobra3-Set Elektrophysiologie (65981-66) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4030211
Reflexhammer, triggernd
Funktion und Verwendung
Zur mechanischen Auslösung eines Triggerimpulses beim Messen von
Muskeldehnungsreflexen.
Ausstattung und technische Daten
▪ Reflexhammer zum direkten Anschluss an Messwerterfassungssysteme
▪ 2-m-langes Anschlusskabel mit 4-mm-Steckern.
65981-10
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Kreislauf und Durchblutung
Blutdruckmessung
Prinzip und Aufgaben
Aufnahme eines Diagramms zur Blutdruckmessung und Bestimmung
der Werte von systolischen und diastolischen Blutdruck.
Lernziele
Systolischer Blutdruck, Diastolischer Blutdruck, Messmanschette,
Blut-Puls-Wellen
P4020360
Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics, Druck absolut 2
bar und 2 x Temperatur NiCr-Ni
Funktion und Verwendung
Messaufnehmer für Druck- und Temperaturmessungen zum Anschluss
an alle Cobra4 Grungeräte.
Ausstattung und technische Daten
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Temperatur: Messbereich: -200..+1200 °C, Auflösung: 0,1 K, Messgenauigkeit:
entspricht der Genauigkeit der verwendeten Fühler
Druck: Messbereich: 0...2000 hPa, Auflösung: 0,1 hPa, Messgenauigkeit:
± 0,5%
Allgemein: Datendurchsatzrate: max. 5 Hz, Maße (mm): ca. 62 x 63 x
35, Gewicht: ca. 190 g
Cobra4 Sensor-Unit Thermodynamics, Druck absolut 2 bar und 2
x Temperatur NiCr-Ni
12638-00
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Blutdruck-Messkombination
64234-00
743

744
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Blutdruckmessung
Prinzip und Aufgaben
Aufnahme eines Diagramms zur Blutdruckmessung und Bestimmung
der Werte von systolischen und diastolischen Blutdruck.
Lernziele
Systolischer Blutdruck, Diastolischer Blutdruck, Messmanschette,
Blut-Puls-Wellen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980211
Cobra3 Messmodul Druck
Funktion und Verwendung
Steckmodul zur Druckmessung für die Cobra3 BASIC-UNIT.
Ausstattung und technische Daten
Messbereich: 0...2 bar, Auflösung: 0,5 mbar, Linearität: 0,25 %, Überlastbarkeit:
bis 4 bar, Kunststoffgehäuse m. rückseitigem D-Sub-Stecker,
25-polig, Maße (mm): 100 x 50 x 40.
Cobra3 Messmodul Druck
12103-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Blutdruck-Messkombination
64234-00
excellence in science
Regulation der Körpertemperatur beim Menschen
Prinzip und Aufgaben
Anfertigung von Kurven, die die Regulierung der Körpertemperatur
aufzeigen und Diskussion von Gemeinsamkeiten und Unterschieden
bei verschiedenen Bedingungen.
Lernziele
Körpertemperaturregulation, Strahlung, Evaporation, Hauttemperatur,
Erwärmung-/Kühlungseffekte
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4060311
Veränderung der Durchblutung beim Rauchen
Prinzip und Aufgaben
Aufzeichen einer Kurve, die die Veränderungen der Hauttemperatur
während des Rauchens anzeigt. Diskussion der Kurven im Hinblick
auf die Rauchgewohnheiten der Testperson.
Lernziele
Hauttemperatur, Starke und gemäßigte Raucher, Gelegenheitsraucher,
Nichtraucher
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980311

Phonokardiographie: Herz- und
Gefäßschallmessung (PKG)
Prinzip und Aufgaben
Kardiale und vaskuläre akustische Messungen an verschiedenen
Stellen des Kreislaufsystems. Messungen des Pulsschlags bei verschiedenen
Leveln von sportlicher Belastung.
Lernziele
Puls, Hals- und Brustgeräuschmessungen, Herz in Ruhe und unter
Belastung, Kontraktionsrate, Systole, Klappengeräusch, Diastole
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980111
Akustische Messsonde
Funktion und Verwendung
Hochempfindliches Mikrofon zur Messung des Herz- und Gefäßschalls
und zum punktförmigen Ausmessen von Schallfeldern z.B. in den
Ohren des Kunstkopfes.
Ausstattung und technische Daten
Elektretmikrofon mit Verstärker, 1,5 m Kabel mit Sub-D-Stecker, Frequenzbereich
50 Hz-20 kHz, Anschluss an Cobra3-BASIC-UNIT.
Akustische Messsonde
03544-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Cobra4 Sensor-Unit Pulse, Pulsmessung, inkl. Ohrclip
Funktion und Verwendung
Messaufnehmer zur Messung der Pulsrate am menschlichen Ohr bzw.
Finger zum Anschluss an alle Grundgeräte der Cobra4-Familie.
Ausstattung und technische Daten
Messbereich: 40 bis 240 Pulsschläge/Min, Genauigkeit: 2%, Inklusive
Ohrclip (Kabellänge 1 m), Anzeige der Pulsrate: grafisch und digital,
Abmessungen (LxBxH in mm): 60 x 70 x 35, Masse (g): 100, Anschluss:
Sub-D-15-polig, Max. Datendurchsatzrate: 20 Hz.
Cobra4 Sensor-Unit Pulse, Pulsmessung, inkl. Ohrclip
12672-00
Cobra4 Mobile-Link, Set inkl. Akkus, SD-Speicherkarte, USB-
Kabel und Software measure
12620-55
Ventilation
Messung der Atmungsrate beim Menschen
Prinzip und Aufgaben
Die Anzahl von Inhalationen per Zeiteinheit ist abhängig von vielen
Faktoren wie Lungenkapazität, Gesundheitszustand und Aktivität.
Die Atemfrequenzen vor und nach körperlicher Anstrengung werden
gemessen und verglichen.
Lernziele
Atemfrequenz, Rumpfdruckmessungen, Atmen im Ruhezustand,
bei leichter und schwerer Anstrengung, Diaphragmatischer und
thorakaler Atem
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980911
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
745

746
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Cobra4 Sensor-Unit Spirometry, Atemvolumen
Funktion und Verwendung
Die Cobra4 Sensor-Unit Spirometry dient der Messung des atemabhängigen
Lungenvolumens.
Vorteile
Durch die Möglichkeit der Messwerterfassung erhält man ein Spirogramm,
anhanddessen verschiedene Funktionsgrößen des Atemvolumens
bestimmt werden können. Die Messung und Anzeige der Messdaten
kann sowohl mit oder ohne PC, im Schüler- oder Demonstrationsexperiment
erfolgen.
Ausstattung und technische Daten
Messbereich (Genauigkeit): -15 ... +15 l/s (3%)
Cobra4 Sensor-Unit Spirometry, Atemvolumen
12675-00
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Software measure Cobra4, Einzelplatz- und Schullizenz
14550-61
Gesichtssinn
Augenfunktionsmodell
Funktion und Verwendung
Zur anschaulichen Demonstration von Kurz- und Weitsichtigkeit sowie
deren Korrektur.
Ausstattung und technische Daten
Augapfel, schematisch nachgebildet mit abnehmbarem, als Projektionsfläche
ausgebildetem hinterem Teil, Zwei Abstandsringe zur Veränderung
der Länge des Augapfels, Zwei Vorsatzlinsen zur Korrektur der
Sehfehler, Modelldurchmesser: 110 mm
66650-00
excellence in science
Bestimmung des Gesichtsfeldes beim Menschen
Prinzip
In diesem Versuch wird das Gesichtsfeld des linken und rechten
Auges für die Farben weiß, rot und grün sowie die Lage des blinden
Flecks ermittelt. Dazu wird die Fixiermarke langsam von der Peripherie
in Richtung des Zentrums der Perimeter-Innenseite bewegt,
bis die Versuchsperson die Farbe der Marke gerade wahrnimmt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie
1
16703-01 Deutsch
P0872900
Perimeter, 60 cm Durchmesser
Perimeter, 60 cm Durchmesser
65984-00
Reizlichtquelle
65985-00
Motor mit Scheibenhalter 12 V
Motor mit Scheibenhalter 12 V
11614-00
Farbenscheibe, variabel
65987-00

Subjektive Farbmischung mit der Farbenscheibe
Prinzip
Je nach Anzahl, Farbe und Größe der Sektoren der Farbenscheibe
kann die Fläche der rotierenden Scheibe in jeder beliebigen Färbung
erscheinen. So kann der Farbeindruck Orange (eine der acht
Grundfarben der Scheibe) durch Mischung von 130° Gelb und 230°
Rot erzeugt werden, der Farbeindruck Violett durch Mischung von
150° Hellblau und 210° Rot.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie
1
16703-01 Deutsch
P0872500
Nachweis der Akkommodation mit dem Optometer
Prinzip
Blickt man durch eine Blende mit zwei winzigen, nahe beieinander
liegenden Löchern (Optometer-Blende), so erscheinen nahe am Auge
gelegene Objekte ohne Akkommodation auf die jeweilige Entfernung
zwar relativ scharf, aber doppelt. So lässt sich einfach nachweisen,
ob richtig akkommodiert wurde (einfaches Bild) oder nicht
(Doppelbild). Beim Fixieren der entfernteren Nadel erscheint die
nähere Nadel doppelt. Beim Fixieren der näheren Nadel erscheint
die entferntere Nadel doppelt.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Sinnesphysiologie
1
16703-01 Deutsch
P0872200
Optometer nach Scheiner
65986-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Additive Farbmischung und Farbverhüllung
Prinzip
Erzeugung gemischter Farben und weißen Lichts durch überlagernde
Projektion von rotem, blauen und grünem Licht (additive Mischung).
Lernziele
Additive Farbmischung, subtraktive Farbmischung, Komplementärfarben,
Farbsättigung, Weißausblendung, Schwarzausblendung
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4070600
Dreifachleuchte
Funktion und Verwendung
Für Farbmischungsversuche in Verbindung mit Helligkeitssteller.
Dreifachleuchte
13760-00
Helligkeitssteller, Farbmischung
13760-93
Umfeldblende, d 20mm
17556-00
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
747

748
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Reflexe
Test des menschlichen Reaktionsvermögens
Prinzip und Aufgaben
Messung der Verzögerungszeit in einem Reaktionstest. Analyse der
Beruhigungszeit. Bestimmung des Frequenzbereichs der Reize. Untersuchung
der Auswirkung von Lärm und Alkohol auf die Reaktionsleistung.
Die Testperson sollte die rechtwinklige Kurve auf einer
langsam rotierenden Trommel mithilfe eines Filzstifts, der in einen
Schlitz eingesetzt ist, nachzeichnen.
Lernziel
Reaktionsleistung, Stroboskopische Trommel, Regelkreis, Rückmeldungsreaktion,
Verzögerungszeit, Durchlaufzeit, Frequenzbereich
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4070400
Streifentrommel
Funktion und Verwendung
Zur Erzeugung bewegter Reizmuster zur Bestimmung des Bildauflösungsvermögens
des Auges bzw. als Testgerät für das menschliche Reaktionsvermögen,
sowie als Zentrifugalapparat zur Untersuchung der
Auswirkung von Massenbeschleunigungen auf Pflanzen und Tiere.
Ausstattung und technische Daten
Trommel (Umfang 100 cm) drehbar gelagert auf Stativstange, mit Muster
an der Innenseite von 180 gleich breiten schwarzen und weißen
Streifen, Spaltblende für Reaktionsversuche, Antriebsriemen (115
cm), Antrieb von einem seitlich angeordneten Motor mit Getriebe,
Trommel-Drehzahlen 0 ... 150 pro Minute (= 0 ... 12 V am Motor)
Streifentrommel
65976-00
Reaktionstestbogen, Satz von 20 Stück
65976-02
Motor mit Scheibenhalter 12 V
11614-00
excellence in science
Elektrookulographie (EOG) des Menschen
Prinzip
Aufzeichung der durch Augenbewegungen hervorgerufenen Veränderung
der elektrischen Spannung an der Gesichtshaut.
Aufgabe
Aufnahme eines Elektrookulogramms (EOG) mit einem geübten Lesenden,
einem weniger geübten (sechsjährigen) Schulkind und,
wenn möglich, einer Testperson, die ein Schnellleseverfahren beherrscht.
Untersuchung der schnellen, horizontalen Augenbewegung
(Saccaden) und der Fixierungsperioden.
Lernziele
Elektrische Feldmessungen, Augenbewegungen, Dipole, Saccaden,
Fixierungsperiode, geübter Lesender gegenüber Schulkind, Schnellleseverfahren
Kann mit dem Cobra3-Set Elektrophysiologie (65981-66) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4070511
Muskeldehnungsreflex und Bestimmung der
Leitungsgeschwindigkeit
Kann mit dem Cobra3-Set Elektrophysiologie (65981-66) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4030211

Wir messen unsere Augenbewegungen -
Elektrookulographie
Prinzip
In diesem Versuch lässt sich die elektrische Aktivität nachweisen,
die bei der Bewegung der Augen entsteht. Hierbei erfassen mehrere
Elektroden an der Gesichtshaut Veränderungen der elektrischen
Spannung, die bei Bewegungen der Augen auftreten. Dieses Verfahren
wird als Elektrookulographie (EOG) bezeichnet.
Aufgabe
Erstelle ein Elektrookulogramm der Bewegung deiner Augen. Bewege
hierfür deine Augen abwechselnd von links nach rechts
Kann mit dem TESS Set Elektrophysiologie (12673-88) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1350460
Sensorik und Okulomotorik
Bestimmung des Gesichtsfelds beim Menschen
Lernziel:
Perimeter, Gesichtsfeld (für weiss, blau, rot, grün), Blickfeld, Blinder
Fleck, Skotom, Stäbchen und Zapfen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980700
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Zeitliches Auflösungsvermögen des menschlichen
Auges
Prinzip und Aufgaben
Bestimmung der Blinkfrequenz einer LED, die den Eindruck von
kontinuierlichem Licht erzeugt. Änderung der Einfallrichtung des
Lichts mithilfe eines Perimeters. Bestimmung der Blinklichtschwelle
des linken und rechten Auges im Verhältnis zur Einfallrichtung
des Lichtsreizes und dem Anpassungszustand der Augen.
Lernziele
Perimeter, Zeitliche Auflösung, Verschmelzungsfrequenz, Helles/
dunkles und angepasstes Auge
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980800
Perimeter, 60 cm Durchmesser
Funktion und Verwendung
Zur Bestimmung des Gesichtsfeldes für verschiedene Farben und des
zeitlichen Auflösungsvermögens des menschlichen Auges.
Ausstattung und technische Daten
▪ Halbkreisförmige Schiene mit 60 cm Durchmesser, Winkelskale
und Stiel zur Befestigung am Stativ
▪ 10 Fixiermarken in verschiedenen Farben
▪ starker Magnet zum Bewegen einer Marke auf der Innenseite der
Schiene von außen her
▪ Tiefe: 25 cm
▪ Weite: 60 cm
Perimeter, 60 cm Durchmesser
65984-00
Reizlichtquelle
65985-00
Sinusgenerator
65960-93
Digitaler Funktionsgenerator, USB
13654-99
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
749

750
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Wir messen unsere Augenbewegungen -
Elektrookulographie
Kann mit dem TESS Set Elektrophysiologie (12673-88) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
P1350460
Elektrookulographie (EOG) des Menschen
Kann mit dem Cobra3-Set Elektrophysiologie (65981-66) durchgeführt
werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4070511
excellence in science
Biofeedback-System
Funktion und Verwendung
Dieses Gerät korreliert die Beziehung von Stress zum galvanischen
Hautwiderstand, der vom sympathischen Nervensystem kontrolliert
wird. Es übersetzt kleine Spannungs-Änderungen der Haut in ein
messbares Signal, das auf einem Messgerät dargestellt wird, oder über
Kopfhörer akustisch wahrgenommen werden kann (beides im Lieferumfang
enthalten). Dieses System erlaubt es auch, die Änderungen
von Hauttemperatur darzustellen, die als Ergebnis von Stress auftreten.
Ausstattung und technische Daten
Monitor für galvanischen Hautwiderstand, Temperatursensor, doppelter
Empfindlichkeitsmeter für visuelles Feedback, Biofeedbackentspannungskassette,
9-V-Batterie, Gebrauchsanweisung, alles in einem
Koffer verpackt, Größe des Anzeigegerätes: 9 x 6,8 x 3,9 cm
87911-00
Gehörsinn
Verschmelzungsfrequenz und obere Hörgrenze des
Menschen
Prinzip und Aufgaben
Bestimmung der Mischungsfrequenz und des oberen akustischen
Grenzbereichs der Testpersonen verschiedenen Alters. Stimulation
des Ohrs mit Tönen des unteren und oberen akustischen Grenzbereichs
durch Verwendung eines Sinuskurvengenerators und Kopfhörern.
Lernziele
Akustischer Hörgrenzbereich, Mischungsfrequenz, Hörumfang, Sinuskurvengenerator
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980400

Hörgrenze und Frequenzunterscheidungsschwelle
beim Menschen
Prinzip und Aufgaben
1. Bestimme den Hörumfang im Hörbereich eines Menschen und
stelle eine Hörumfangskurve dar.
2. Bestimme die Frequenzdifferenz zwischen zwei Tönen der
gleichen Intensität, welche noch als zwei verschiedene Töne
wahrgenommen werden können. Stelle eine Kurve des Frequenzdifferenzierungsumfangs
dar.
Lernziele
Hörumfangskurve, Frequenzdifferenzierungsumfang, Hörumfang
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980511
Sinusgenerator
Funktion und Verwendung
Zur Erzeugung sinusförmiger Signale für Audiometrie und Akustik.
Vorteile
Kopfhörer (Klinkenstecker) und Lautsprecher (4 mm Stecker) anschließbar,
4-stellige Digitalanzeige, automatische Bereichsumschaltung,
Kopfhörerausgang abschaltbar
Ausstattung und technische Daten
3 Frequenzbereiche: 10...200 Hz; 100...2000 Hz; 1...20 kHz, Ausgangsspannung:
0...6 V für 4 Ohm; 0...10 V für > 20 Ohm, Ausgangsleistung:
1 W für 4 Ohm, Klirrfaktor: < 1% bei 1 kHz, Anschlussspannung:
230 V~, 50...60 Hz, Schlagfestes, stapelbares Kunststoffgehäuse
mit Traggriff, Maße (mm): 194 x 140 x 130,
Sinusgenerator
65960-93
Kopfhörer, Stereo
65974-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Digitaler Funktionsgenerator, USB
Funktion und Verwendung
Digitaler Signalgenerator zum Einsatz als programmierbare Spannungsquelle
für Praktikums- und Demonstrationsexperimente vorallem
aus dem Bereich Akustik, Elektrotechnik / Elektronik.
▪ Frequenzbereich: 0,1Hz…1Mhz
▪ Klirrfaktor: 40 Ω; DC-Offset:
±10V (Schrittweite 5 mV); Ausgangsleistung: 5W (bei bis zu 1A) an
Ra = 20 Ω
▪ Kopfhörerausgang, auf 3,5 mm Klinkenbuchse: zuschaltbar; für
Standard-Kopfhörer oder Lautsprecherboxen; Ausgangsspannung:
0…1Vss an Ra = 400 Ω
▪ Sync-(Trigger) Ausgang, auf BNC: Ausgangswiderstand: 50 Ω; Pegel:
CMOS (5V)
▪ U=f(f)-Ausgang, auf BNC, kurzschlussfest: zum Auslesen der Frequenz
als Spannung 0...10V (0...1MHz)
▪ monochromes Grafikdisplay mit kontinuierlicher Einstellung der
Hintergrundbeleuchtung: 128x64 Pixel
▪ USB 2.0 Anschluss
▪ Einstellungen über Tasten und Einstellrad bzw. softwaregestützt
über USB
▪ Stromversorgung 100 V~ - 240 V~ bei 50/60Hz
▪ Schlagfestes Kunststoffgehäuse mit Traggriff
▪ Maße (mm): 194 x 140 x 130
Verfügbar ab Ende 2010
13654-99
Schallkopf/Lautsprecher
Funktion und Verwendung
Als Schallstrahler in Verbindung mit Frequenzgeneratoren sowie Empfänger
in Verbindung mit NF-Verstärker (13625-93). Die Schallwellen
können mit Hilfe eines Richtzylinders (03525-00) gebündelt werden.
Ausstattung und technische Daten
permanent-dynamisch, 4-mm-Buchsen, Übertragungsbereich: 150
Hz...20 kHz, Nennleistung: 4 W / 10 W Musikbelastbarkeit, Impedanz:
4 Ω, Durchmesser: 60 mm, Stiel: (l=145 mm, d=10 mm).
Schallkopf/Lautsprecher
03524-00
Richtzylinder
03525-00
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
751

752
3.7 Medizin
3.7.8 Humanphysiologie
Akustische Raumorientierung
Prinzip und Aufgaben
Lokalisieren einer Geräuschquelle mithilfe eines Kunstkopfs. Messung
der Zeit- und Intensitätsunterschiede der Schallwelle beim
Auftreffen auf das linke und rechte Ohr des Kunstkopfs.
Lernziele
Räumliche Orientierung, Kunstkopf, Akustiksonde, Schwellenwinkel,
Laufzeitunterschied
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Applied Sciences
16508-02 Englisch
P5980611
Akustische Raumorientierung (mit der Cobra3 Basic-
Unit)
Funktion und Verwendung
Zum Nachweis des beidohrigen, räumlichen Hörens und zur Messung
des Schwellenwinkels.
Vorteile
In den naturgetreu nachgebildeten Ohren werden hochempfindliche
Mikrofone (03544-00) eingesetzt und zur Auswertung am Computer-
Interface Cobra3 BASIC-UNIT (12150-50) angeschlossen
Ausstattung und technische Daten
Kopf aus Styropor, beflockt, anthrazit; Ohren aus Gummi
Kunstkopf ohne akust. Messsonden
65975-01
Halbkreis-Skala mit Zeiger
08218-00
Messmikrofon mit Verstärker
03543-00
excellence in science
TESS Physik Set Akustik
Funktion und Verwendung
Geräteset zur Durchführung von 20 Schülerversuchen zu den Themen:
Was ist Schall? Erzeugung und Ausbreitung, Wahrnehmung, Schall als
Welle, Technische Anwendungen, Musik
Vorteile
Leistungsfähige didaktische Software zur Erzeugung und Analyse von
Schallsignalen, Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der
Experimente, Stabile Aufbewahrung, Experimentierliteratur für Schüler
und Lehrer erhältlich, Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche
abgedeckt
Ausstattung und technische Daten
Das Geräteset besteht aus allen für die Versuche notwendigen Komponenten,
inkl. Software, Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit
gerätegeformtem Schaumstoffeinsatz
13289-88
Biofeedback-System
87911-00
Das Hören, Schüler-Kit, mit Koffer
Ausstattung und technische Daten
3 Spezialstimmgabeln, 1 Anschläger, 2 Tamborine, 1 Styroporkugel am
Faden, 1 "lautlose" Hundepfeife, Lehrerbegleitinfo, Lieferung in stabilem
Koffer
87047-00

Neurophysiologie - Nervensystem
Das Nervensystem bezeichnet die Gesamtheit aller Nervenzellen (und Gliazellen). Es hat die Aufgabe, Informationen über die Umwelt und
den Organismus aufzunehmen, zu verarbeiten und Reaktionen des Organismus zu veranlassen, um möglichst optimal auf Veränderungen zu
reagieren. Es realisiert damit eine der Grundeigenschaften des Lebens, die Reizbarkeit (Irritabilität). Die Verarbeitung und Leitung der Reize
erfolgt in den Nervenzellen (Neuronen) in Form von elektrischen Signalen. Zum Verständnis der unterschiedlichen Mechanismen der Reizung,
Reizleitung und Prozessen wie zum Beispiel Lernen sind einfache und durchschaubare Experimente unumgänglich. Sie dienen in erster Line
als Basis für das Verständnis von komplexen neurobiologischen Zusammenhänge zu Themen wie zum Beispiel Alzheimer, Parkinson, Demenz,
Gedächtnisverlust und Schmerz. Nachdem in Kapitel Elektrische Leitung, Potentiale und Elektrophysiologie und in Kapitel Humanphysiologie
bereits Grundlagen wie die Entstehung eines Ruhepotentials oder die Messung von EKG, EMG und EOG vorgestellt wurden, geht es hier in
erster Linie um das Verständnis der Verarbeitung von Reizen insbesondere das Zusammenspiel von Nervenzellen und die Reizleitung.
Neurobiologie: Neuronale Netze
Prinzip
Mit 1 Nervenzelle: Intrazelluläres Potenzial und Aktionspotenzial,
Vergleich zwischen niedriger und hoher Feuerschwelle, Vergleich
zwischen niedriger und hoher Reizstärke, Membranzeitkonstante
und Tiefpassfilterung, Exzitatorische Synapse, Depolarisation, Zeitliche
Bahnung, Räumliche Bahnung, Synaptische Verstärkung
durch Endverzweigung, Wirkung eines abnehmenden Reizes, Hebbsche
Synapse, Synaptisches Lernen und Vergessen, Inhibitorische
Synapse, Hyperpolarisation, Räumliche inhibitorischexzitatorische
Bahnung, Vetosynapse
Mit 2 Nervenzellen: Renshaw-Hemmung, Motoneuronsignale mit
rekurrenter Hemmung mittels Renshawzelle, Motoneuronsignale
ohne rekurrente Hemmung, Funktionale Eigenschaft der Renshaw-
Hemmung, Laterale Hemmung und Kontrastverbesserung, Laterale
Hemmung, Kontrastverbesserung, Neuronale Grundlagen der klassischen
Konditionierung, Bedingter Reflex, Umgekehrte Reizabfolge
bedingt keine Konditionierung.
Mit 3 Nervenzellen: Transiente (phasische) Antworten, Transiente
Antworten: ON Neuron, Transiente Antworten: OFF Neuron, Gleichzeitige
Aktivierung von ON und OFF Neuronen, Neuronaler Oszillator
(Schrittmacher), Kreisende Erregung (Kurzzeitgedächtnis), Kreisende
Erregung Variation 1: Dämpfung, Kreisende Erregung Variation
2: Tetanus, Kreisende Erregung Variation 3: Gleichgewicht, Großhirnrinde
und sensorisches Lernen: funktionelle Eigenschaften einer
Triade.
Weitere Versuche lassen sich mit einer Konfiguration mit 4 Neurosimulatorendurchführen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo expert Biologie Handbuch Neurosimulator (NST)
01191-01 Deutsch
P1087230
Neurobiologie: Die Nervenzelle (13 Versuche)
P1087030
Neurobiologie: Nervenzelleninteraktionen
P1087130
Neurobiologie: komplexe neuronale Netze
P1087330
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Cobra3-Set Neurobiologie, inkl. Handbuch
Funktion und Verwendung
Kompletter Gerätesatz zur Durchführung von 13 Versuchen zum Thema
"Nervenzelle" bestehend aus Neuronenbaustein, Betriebsgerät zur Erzeugung
von "Muskel- und Sinnesreizen" und zur Stromversorgung,
Computerinterface, measure-Software, Datenanzeige und -auswertung,
verschiedene Kabel, Versuchshandbuch.
Ausstattung und technische Daten
Der Neuronenbaustein simuliert eine Nervenzelle mit einem apikalen
Dendriten, einem Zellkörper und einer Nervenfaser; Signaleingänge,
exzitorische Synapsen, Hebbsche Synapse, inhibitorische Synapsen,
Veto-Synapsen als präsynaptische stille Inhibitoren; Signalausgänge
für intrazelluläres Potential und für Aktionspotentiale; Akustische
Wiedergabe der AP; Einstellung der Feuerschwelle
Cobra3-Set Neurobiologie, inkl. Handbuch
65963-11
Zusatz-Nervenzelle
65963-10
Demo advanced Biologie Handbuch Neurosimulator
Beschreibung
Umfassende Versuchssammlung ist für den Einsatz von bis zu 4 miteinander
verbundenen Neuronenbausteinen.
Themenfelder: Ableitung von intrazellulären und Aktionspotentialen,
Erregung und Hemmungvon Synapsen, Reflexe, motorisches Lernen
DIN A4, geheftet, farbig, 44 Seiten
01191-01
3.7 Medizin
3.7.9 Neurophysiologie - Nervensystem
753

754
3.7 Medizin
3.7.9 Neurophysiologie - Nervensystem
Neurobiologie: Nervenzelle
Prinzip
Intrazelluläres Potential und Aktionspotential
▪ Vergleich zwischen niedriger und hoher Reizschwelle
▪ Vergleich zwischen niedrigen und hohen Erregungsstärken
Membranzeitkonstante und Tiefpassfilterung
▪ Membranzeitkonstante
▪ Tiefpassfilterung
Erregende Synapse
▪ Depolarisation
▪ Zeitliche Summation
▪ Räumliche Summation
▪ Synaptische Verstärkung durch Endverzweigungen
▪ Effekt abnehmender Erregungsstärke
Hebbsche Synapse
▪ Synaptisches Lernen und Vergessen
Hemmende Synapse
▪ Hyperpolarisation
▪ Räumliche erregend-hemmende Summation
Veto Synapse
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4010711
Neurobiologie: Interaktion von Nervenzellen
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4010811
Neurosimulator: Membranzeitkonstante und Tiefpassfilterung
P4010511
Neurosimulator: Wirkungsweise erregender Synapsen
P4010611
Neurobiologie: neurale Netze
P4010911
Neurobiologie: komplexe neurale Netze
P4011011
excellence in science
Neurosimulator
Funktion und Verwendung
Dieser Neuronenbaustein simuliert eine Nervenzelle mit einem apikalen
Dendriten, einem Zellkörper und einer Nervenfaser.
Vorteile
Signaleingänge exzitorische Synapsen, Hebbsche Synapse, inhibitorische
Synapsen, Veto-Synapsen als präsynaptische stille Inhibitoren.
Signalausgänge für intrazelluläres Potential, für aktionspotentiale AP.
Akustische Wiedergabe der AP, Einstellung der Feuerschwelle.
Ausstattung und technische Daten
1 Satz Anschlusskabel, bestehend aus:
2 x Verbindungsleitung, 6 cm, weiß; Verbindungsleitung, 15 cm, weiß;
Verbindungsleitung, 50 cm, weiß; Verbindungsleitung, 50 cm, gelb;
Signalleitung, 35 cm, grau
Erforderliches Zubehör
Betriebsgerät zur Erzeugung von Reizen und zur Stromversorgung
65963-00
Neurosimulator, Betriebsgerät
Funktion und Verwendung
Zur Spannungsversorgung von max. vier Neuronenbausteinen über
Spannungsausgang 9V Signalerzeugung/Reizung über 4 Reizkanäle
Kanal 0: Photosensor
Kanal 1-3: Tastsensoren mit regulierbarer Reizstärke
Austattung und technische Daten
4 Signalausgänge zur Übertragung der Reize auf die Neuronenbausteine
und zur Signalmessung bzw. Darstellung auf einem Oszilloskop,
Stromversorgung 230 V, Impuls-Ausgänge 0...7 V, Offset Ausgang -7 V
Neurosimulator, Betriebsgerät
65963-93
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Software Cobra3 Universalschreiber
14504-61

Experimente zur Reizleitung
Ableitung von Nervenpotentialen durch elektrische
Reizung eines betäubten Regenwurms
Prinzip und Aufgaben
Erarbeitung folgender Themen durch Messung von Nerven- und
Muskelpotentialen.
Die Wirkung eines Anästhetikums. Die verschiedenen Leitungsfähigkeiten
von mittleren und seitlichen großen Fasern.
Lernziele
Nerven- und Muskelpotenzial, Elektrostimulation, Betäubung der
Muskeln, Elektrischer Widerstand von Nevernfasern, Doppelimpulsstimulation,
Refraktärzeit
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4010311
Ableitung von Nerven- und Muskelpotentialen durch
mechanische Reizung am hinteren Ende eines Regenwurms
P4010111
Ableitung von Nerven- und Muskelpotentialen durch
mechanische Reizung am Vorderende eines Regenwurms
P4010211
Demo advanced Chemie / Biologie Handbuch Cobra3
Beschreibung
58 ausführlich beschriebene Experimente für die Fachbereiche Chemie
und Biologie mit dem Interface-System Cobra3.
Themenfelder: Lebensmittelchemie, Ökologie und Umwelt, Biochemie,
Nervenphysiologie, Humanphysiologie, Pflanzenphysiologie, Elektrochemie,
Chemisches Gleichgewicht, Gasgesetze
Ringordner DIN A4, s/w, 218 Seiten
01320-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Bio - Verstärker
Funktion und Verwendung
Bio-Verstärker zur Durchführung elektrophysiologischer Experimente
an Menschen (EKG, EMG, EEG, EOG, ENG) und an Tieren (Aktions- und
Muskelpotentiale).
Ausstattung und technische Daten
Eingangswiderstand 10 MOhm, Eingangsspannung 10 µV-100 mV, Verstärkungsstufen
100x/1000x, EKG, ERG 0,5-75 Hz, EEG, ENG, EOG 1-25
Hz, EMG Aktionspotentiale 0,08-5 kHz, Triggereingang < 220 Ohm,
Triggerausgang 5 V (TTL)
65961-93
Regenwurm-Messkammer
Funktion und Verwendung
Zur Durchführung nervenphysiologischer Untersuchungen am intakten
Regenwurm. Die Regenwürmer bleiben im Versuch völlig intakt und
können anschließend wieder ihrem Habitat zugeführt werden. Manche
Phänomene lassen sich besser oder überhaupt nur messen, wenn
der Wurm leicht elektrisch gereizt wird, wobei das Tier zuvor reversibel
betäubt wird. Für diese Versuche wird der Reizgenerator
(65962-93) benötigt.
65981-20
Reizgenerator
3.7 Medizin
3.7.9 Neurophysiologie - Nervensystem
Funktion und Verwendung
Zur Erzeugung von Rechteckimpulsen variabler Amplitude und Impulsbreite
für elektrophysiologische Versuche.
Ausstattung und technische Daten
Amplitude 0-9 V, Impulsbreite 0-1 ms, Doppelimpulsabstand 0-10 ms,
Impulsauslösung manuell, Betriebsspannung 230 V, 50-60 Hz
Reizgenerator
65962-93
Reizborste, triggernd
65981-21
755

756
3.7 Medizin
3.7.9 Neurophysiologie - Nervensystem
TESS Set Elektrophysiologie EP
Funktion und Verwendung
Grundgeräteset zur Durchführung von computergestützten Standardversuchen
zu den Themen:
▪ Wir untersuchen unseren Herzschlag (Elektrokardiographie)
▪ Wir bestimmen unsere Herzfrequenz
▪ Wir untersuchen unsere körperliche Fitness (Das Herz unter Belastung)
▪ Wir untersuchen unsere Muskelkraft (Elektromyographie)
▪ Wir messen unsere Augenbewegungen (Elektrookulographie)
▪ Wir messen unsere Lesegeschwindigkeit (Lesekompetenz)
▪ Elektronystagmographie
Vorteile
▪ Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente
▪ Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar),
schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz)
▪ Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale
Vorbereitungszeit
▪ Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt
▪ Drahtloses Messen ermöglicht auch sportmedizinische Anwendungen
▪ Einfachste Bedienbarkeit (plug & measure), daher auch für Sek. I
geeignet
▪ Langzeitmessungen möglich, z.B. für Fitness-Tests
Ausstattung und technische Daten
▪ Alle für die Versuche notwendigen Komponenten
▪ Stabile, stapelbare Aufbewahrungsbox mit gerätegeformtem
Schaumstoffeinsatz
▪ Drahtlose Sender- und Empfängereinheit zum Anschluss an den
Elektrophysiologie-Sensor und an einen PC, verwendbar für andere
Sensoren für Messungen im Bereich Physik, Chemie, Biologie
und Medizin
▪ Elektrophysiologie-Sensor für EKG, EMG und EOG mit Anschlüssen
für drei Messleitungen
▪ Drei getrennte und geschirmte Einzelmessleitungen, farbkodiert
(rot, gelb, grün) mit 3,5 mm Klinkensteckern zum Anschluss an
die Sensor-Unit und 2 mm-Steckern für den Anschluss an Dauer
und Einwegelektroden
▪ Drei EKG-Elektroden aus Edelstahl, Kontaktfläche 30 x 80 mm mit
Anschlussbuchsen für Einzelmessleitungen
▪ drei EMG-Hütchen-Elektroden mit Kabel und 2 mm-Miniaturkupplungen
▪ Einwegelektroden (100 / Pkg.)
▪ Drei Krokodilklemmen für Einwegelektroden
▪ Elektroden-Gel zur Verbesserung des Kontakts zwischen Elektroden
und Hautoberfläche
▪ Software "measure Cobra4" Einzelplatz- und Schullizenz
▪ 70-seitiges Handbuch mit Schülerarbeitsblättern und Lehrerbegleitblättern
zu 7 Versuchen
TESS Set Elektrophysiologie EP
12673-88
TESS advanced Biologie Handbuch Cobra4 Elektrophysiologie:
EKG, EMG, EOG
12673-11
excellence in science
Cobra3-Set Elektrophysiologie
Funktion und Verwendung
Kompletter Gerätesatz zur Durchführung von computergestützten
Standardversuchen im Bereich Human- und Tierphysiologie, Herz,
Muskel, Auge, Nerv.
Ausstattung und technische Daten
▪ Computerinterface mit USB-Anschluss, mit sieben Messeingängen
(5 analog und 2 digital), Spannungsausgang (5 V und 0,2 A) mit
4mm-Steckern
▪ Online Frequenzanalyse
▪ USB Anschlusskabel
▪ Universalschreiber-Software
▪ Bioverstärker mit 100- und 1000-facher Signalverstärkung
▪ Messarteinstellung für EKG, EMG, EOG
▪ Radialer Reflexhammer für die mechanische Auslösung eines Triggerimpulses
zum direkten Anschluss an das Computerinterface
▪ Mit Radialschalter im Hammerkopf zum Starten der Messung, inkl.
2-m langes Kabel und zwei 4-mm-Stecker
▪ Elektrodensammelkabel zum Anschluss der Elektroden für EKGund
EMG Elektroden mit Schutzwiderständen zur Vermeidung von
Spannungsverschleppungen
▪ Farbcodierte Kabel (rot, gelb, grün)
▪ Drei EKG-Elektroden aus Edelstahl, Kontaktfläche 30 x 80 mm mit
Anschlussbuchse für Elektrodensammelkabel
▪ Drei EMG-Hütchen-Elektroden mit Kabel und 2-mm-Miniaturkupplungen
▪ Elektroden-Gel zur Verbesserung des Kontakts zwischen Elektroden
und Hautoberfläche
▪ Aufbewahrungsbox für Zubehör
65981-66
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
Beschreibung
54 englische Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Biologie.
Themenfelder: Nervensystem, Herz-Kreislaufsystem, Muskulatur, Gehörsinn,
Gravitationssinn, Temperatursinn, Gesichtssinn, Verhalten,
Atmung, Ökologie und Umwelt, Pflanzenphysiologie, Biochemie
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 190 Seiten
16506-02

Biochemie
Die Biochemie ist die Wissenschaft von den chemischen Vorgängen in Lebewesen. Sie bearbeitet den Grenz- bzw. Überschneidungsbereich
zwischen Chemie, Biologie und Physiologie. Für den Bereich der medizinischen Ausbildung gibt es eine Vielzahl von Anknüpfungspunkten zu
Themen wie Enzymen, Glykolyse, Fettsäuren, Nukleinsäuren (insbes. DNA), Proteine und Vitamine - sowohl in der Demonstration als auch als
Praktikumsexperiment.
Enzyme
Experimente mit Cobra4
Enzymhemmung (Vergiftung von Enzymen)
Prinzip
Aufgrund der zunehmenden Umweltbelastung nimmt auch der
Mensch über die Nahrungsmittel verstärkt Schwermetalle auf. Welche
Einflüsse dies auf den menschlichen Stoffwechsel, insbesondere
auf die Enzymaktivität haben kann, wird im Versuch auf einfache
und eindeutige Weise erarbeitet. Anhand einer Leitfähigkeitsmessung
wird die Aktivität von Urease beobachtet. Nach einer Vergiftung
mit Silberionen ist keine Enzymaktivität mehr messbar.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
Demo advanced Biologie Handbuch Cobra4 Biochemie & Pflanzenphysiologie
01331-01 Deutsch
P1370060
Weitere Experimente - Auswahl
Ionenpermeabilität der Zellmembran
P1369760
Bestimmung der Michaeliskonstanten
P1369860
Substrathemmung von Enzymen
P1369960
Enzymaktivität von Katalase
P1360760
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Cobra4 Sensor-Unit Conductivity+, Leitfähigkeit /
Temperatur Pt1000
Funktion und Verwendung
Die Cobra4 Sensor-Unit Leitfähigkeit, Temperatur (Pt1000) ist ein microcontroller
gesteuerter Messaufnehmer mit fünfpoliger Diodenbuchse
für den Anschluss von Leitfähigkeitssonden mit einer Zellenkonstante
von k = 1,00/cm oder Pt1000 Temperatursonden.
Cobra4 Sensor-Unit Conductivity+, Leitfähigkeit / Temperatur
Pt1000
12632-00
Leitfähigkeits-Temperatur-Sonde Pt1000
13701-01
Cobra4 Wireless-Link
12601-00
Cobra4 Wireless Manager
12600-00
Demo advanced Biologie Handbuch Cobra4 Biochemie
& Pflanzenphysiologie
Beschreibung
10 Demonstrationsversuche aus den Bereichen Biochemie und Pflanzenphysiologie
Themenfelder: Photosynthese, Transpiration von Blättern, Glycolyse,
Ionenpermeabilität der Zellmembran, Bestimmung der Michaeliskonstante,
Enzymhemmung, Substrathemmung von Enzymen, Enzymaktivität
von Katalase
DIN A4, geheftet, farbig, 56 Seiten
01331-01
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
757

758
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
Experimente mit Cobra3
Enzymaktivität von Katalase
Prinzip
Untersuchung der enzymatischen Aktivität der Katalase.
Aufgaben
1. Untersuchung des enzymatischen Abbaus von Wasserstoffperoxid,
eines zellrespiratorischen Gifts, in der Leber.
2. Untersuchung des Einflusses der Temperatur und des pH-
Werts auf die metabolische Aktivität.
Lernziele
Enzymkatalase, Abbau von H2O2, Gifthaltige Nebenprodukte von
Zellrespiration, Einfluss der Temperatur und des pH-Werts
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4120611
Ionenpermeabilität der Zellmembran
P4120211
Substrathemmung von Enzymen
P4120411
Enzymhemmung (Vergiftung von Enzymen)
P4120511
Bestimmung der Michaelis-Konstanten
P4120311
excellence in science
Cobra3 Messmodul Leitfähigkeit
Funktion und Verwendung
Steckmodul für die Cobra3 BASIC-UNIT.
Vorteile
▪ Frontseitige 4mm-Sicherheitsbuchsen für Messzellen- oder Elektrodenanschluss.
Ausstattung und technische Daten
▪ 4 Messbereiche: 0...200 mS
▪ Messfrequenz: 4 kHz
▪ Zellkonstante: 0,85...1,15/cm
▪ Kunststoffgehäuse mit rückseitigem D-Sub-Stecker, 25-polig
▪ Maße (mm): 100 x 50 x 40
Cobra3 Messmodul Leitfähigkeit
12108-00
Cobra3 BASIC-UNIT, USB
12150-50
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
Beschreibung
54 Versuchsbeschreibungen zu unterschiedlichen Themenbereichen
der Biologie.
Themenfelder: Nervensystem, Herz-Kreislaufsystem, Muskulatur, Gehörsinn,
Gravitationssinn, Temperatursinn, Gesichtssinn, Verhalten,
Atmung, Ökologie und Umwelt, Pflanzenphysiologie, Biochemie
DIN A4, Spiralbindung, s/w, 190 Seiten
16506-02

Katalase
Prinzip
Das Enzym Katalase kommt in allen atmenden Zellen vor. Seine
biologische Aufgabe besteht darin, das im aeroben Stoffwechsel
entstehende giftige Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff zu
zerlegen. Diese enzymatische Aktivität kann mit Bäckerhefe eindrucksvoll
demonstriert werden. Eine Hefesuspension wird im Versuchsrohr
mit Wasserstoffperoxidlösung versetzt. Das Versuchsrohr
ist oben mit einem Hahn verschlossen, an der Unterseite befindet
sich ein Gummistopfen mit Glasrohr. Darunter steht als Überlauf
ein Standzylinder. Eine heftige Gasentwicklung drückt die Flüssigkeit
aus dem Versuchsrohr nach unten heraus, das Gas sammelt
sich im Rohr. Nach Öffnen des Hahns kann das Gas mit der Glimmspanprobe
als Sauerstoff identifiziert werden.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Enzyme,
Vitamine
16706-01 Deutsch
P0906100
Demo advanced Biologie Handbuch
Praktikumseinheiten Enzyme, Vitamine
Beschreibung
16 Versuche zur Wirkungsweise von Enzymen und Vitaminen und zu
deren Beeinflussung durch äußere Faktoren.
DIN A4, geheftet, s/w
16706-01
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Weitere Experimente - Auswahl
Im Literaturwerk Praktikumseinheiten Enzyme, Vitamine sind neben
dem oben gezeigten Experiment unter anderen folgende Experimente
beschrieben:
Isolierung von Urease
P0906800
Urease
P0906000
Wirkung von Schwermetallionen auf die Aktivität von Enzymen
P0990100
Einfluss der Enzymkonzentration auf die Enzymwirkung
P0906400
Enzym-Grundlagenexperimente, Kit
Funktion und Verwendung
Das Schüler-Experimentierkit deckt ein weites Spektrum von Themen
der Enzymologie ab:
Hydrolyse des Harnstoffs, Stärkeabbau, Substratspezifität und Hitzedenaturierung
eines Enzyms, Temperaturabhängigkeit und Abhängigkeit
vom pH-Wert, Wirkung von Schwermetallen und Jod auf Enzyme,
Einfluß der Enzymkonzentrationauf die Enzymreaktion u.a.
Das Kit enthält alle erforderlichen Enzyme, chemischen Substanzen,
Geräte sowie eine Bedienungsanleitung.
87962-00
Die Verdauung, Enzym-Kit
Funktion und Verwendung
Enzym Kit zum Thema Verdauung:
Fettverdauung, Wirkung des Gallensaftes, Nachweise von Stärke und
Glucose, Stärkeabbau durch Amylase, Nachweis der Stärke, Abbauprodukte,
Eiweißverdauung, Temperaturabhängigkeit des Verdauungsprozesses
Ausstattung und technische Daten
16 verschiedene Substanzen, Versuchsanleitung
87963-00
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
759

760
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
Glykolyse
Glykolyse (Temperaturmessung)
Prinzip
Glykolyse ( Messung der Temperatur)
Aufgaben
1. Darstellung des Temperaturanstiegs, der entsteht, wenn Hefezellen
Zucker gären.
2. Vergleich von Temperaturkurven der Lösungen mit und ohne
Hefe.
Lernziele
Gykolyse, Hefegärung von Zucker, Temperaturmessungen, Respirationsenergie
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4110511
Glykolyse (Temperaturmessung)
Prinzip
Darstellung des Temperaturanstiegs bei der Vergärung von Zucker
durch Hefezellen.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS und Demo advanced Handbuch Cobra4 Physik, Chemie, Biologie,
Alltagsphänomene
01330-01 Deutsch
Demo advanced Biologie Handbuch Cobra4 Biochemie & Pflanzenphysiologie
01331-01 Deutsch
P1351460
excellence in science
Glykolyse (Druckmessung)
Prinzip
Glykolyse ( Bestimmung des Drucks)
Aufgaben
1. Bestimmung der Glykolyse durch Messung der CO2-Produktion
und Darstellung der Graphen.
2. Untersuchung des Einflusses der Temperatur und des pH-
Werts auf die Stoffwechselaktivität.
Lernziele
Gykolyse, Hefegärung von Zucker, CO2-Druckmessung, Einfluss von
Temperatur und pH-Wert
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4110411

Fettsäuren
Experimente
Eine Vielzahl von Experimenten zum Thema Fettsäuren, insbesondere
in Bezug auf Lebensmittel, finden sie unter anderem in folgenden Literaturwerken:
TESS advanced Chemie Handbuch Lebensmittelchemie
01839-01
Demo advanced Chemie Handbuch Versuchseinheiten
Lebensmittelchemie (FCT)
01840-01
DC-Materialset Biochemie
Funktion und Verwendung
Dieses Set ist Voraussetzung für die Durchführung der Trennungen mit
den 3 biochemischen Sets: Trennung von Aminosäuren, Fetten und
Cholesterin sowie Pharmaka. Gleichzeitig ist es eine Grundausstattung
zur selbstständigen Erarbeitung weiterer dünnschichtchromatographischer
Versuche.
Ausstattung und technische Daten
Trennkammern, Auftragschablone, Kapillaren, Zerstäuber und weitere
Hilfsmittel
35041-00
DC-Set Fette und Cholesterin
Funktion und Verwendung
Enthält alle Chemikalien zur Analyse von Speisefetten und zur Analyse
von Fetten und Cholesterin im Blut.
Ausstattung und technische Daten
Das Set enthält verschiedene Laufmittel, Proben, Vergleichssubstanzen
und Sprühreagenzien, zusätzlich ist das Materialset Biochemie
35041-00 erforderlich
35043-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Nukleinsäuren
DNS-Molekülabschnitt, Modell
Funktion und Verwendung
Zur Darstellung von DNS-Molekül-Abschnitten verschiedener Basensequenzen
und Veranschaulichung des Vorgangs der identischen Reduplikation.
Vorteile
Der Aufbau der DNS-Doppelhelix wird durch starre Stützwendeln aus
durchsichtigem Kunststoff, ohne Stative, ermöglicht. Einzelbausteine
aus kontrastreich gefärbtem Kunststoff in der Form ihrer Strukturformeln.
Ausstattung und technische Daten
Aufbau der DNS auf Bodenplatte, 2 Stützwendeln, 40 Phosphorsäure-
Moleküle, 40 Desoxyribose-Moleküle, 10 Cytosin-Moleküle, 10 Thymin-
Moleküle, 10 Guanin-Moleküle, 10 Adenin-Moleküle
65560-00
Demonstrationsset zur DNA-Rekombination
Funktion und Verwendung
Das Set demonstriert die Grundlagen der DNA-Rekombinations-Technologie
unter Verwendung eines großen Plasmid-Modells. Damit kann
der Prozess demonstrieren werden, wie Plasmid-DNA mit Restriktionsenzymen
geschnitten wird. Dann wird ein laminiertes Elektrophorese-
Modell genutzt, um die Trennung der Bruchstücken an einem Gel zu
repräsentativ darzustellen.
Ausstattung und technische Daten
Alle Bestandteile sind aus robustem Plastik hergestellt; Magnetstreifen
zur Montage der Plasmid-Modellstücke sind im Set enthalten,
ebenso wie eine Anleitung, ein Anleitungsvideo und Materialien für
15 Gruppen.
87917-00
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
761

762
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
Demonstrationsset zu den Prinzipien der DNA-
Sequenzierung
Funktion und Verwendung
Model zur Erklärung der DNA-Sequenzierung und -Analyse. Es wird
dargestellt, wie DNA-Sequenzierung benutzt wird um die primäre
Struktur von DNA zu bestimmen. Dazu werden aktuelle Autoradiogramme
von DNA-Sequenzierungs-Experimenten für Identifizierung
von veränderten Nukleotiden zur Verfügung gestellt.
Vorteile
Das Set kommt ganz ohne radioaktive Materialien, Elektrophorese-
Geräte und verderbliche Reagenzien aus.
Ausstattung und technische Daten
Enthält Material für sechs Durchführungen.
Zubehör
Zur Betrachtung durch einzelne Schüler wird ein Lichtkasten empfohlen.
Zur Demonstration im Klassenraum kann ein Overheadprojektor
benutz werden.
87918-00
DNA Extraktions-Kit
Funktion und Verwendung
Mit diesem Kit für 36 Schüler lässt sich in wenigen Arbeitsschritten auf
einfache Weise aus Mundschleimhaut DNA gewinnen.
Vorteile
Dauer der Extraktion: 1 Laborstunde
Ausstattung und technische Daten
Lysepuffer, Protease / Salz-Pulver, 15 ml-Röhrchen, Reaktionsgefäße ,
Einweg-Pipetten, Reaktionsgefäß-Ständer für 9 Arbeitsgruppen, Anleitung
Zubehör
Für die Versuchsdurchführung ist außerdem erforderlich:
Isopropylalkohol 91 % oder Ethanol 95 %
35019-06
excellence in science
DNA Elektrophorese-Kit
Funktion und Verwendung
Schüler-Kit für 8 Arbeitsplätze zur elektrophoretischen Trennung von
DNA-Fragmenten (Restriktionsenzyme vorverdauter Lambda-DNA) und
deren Größenbestimmung.
Ausstattung und technische Daten
DNA-Größenstandard, drei Restriktionsverdaus von Lambda DNA von
HindIII, PstI und EcoRI, ungeschnittene Lambda-DNA, Probenauftrags-
Puffer, Agarose, Elektrophorese-Puffer, DNA-Anfärbelösung (kein
EtBr!), Reaktionsgefäße, Reaktionsgefäß-Ständer, Schalen zum Anfärben
der Gele, Anleitung
Zubehör
Für die Versuchsdurchführung ist außerdem erforderlich: Horizontale
Gelektrophorese-Kammer, Stromversorgungsgerät, Mikroliterpipetten
für 2-20 µl und 20-200 µl, Pipettenspitzen
35019-01
Elektrophorese-Kammer, horizontal
Funktion und Verwendung
Zur Durchführung von Agarosegelelektrophorese zur Auftrennung von
Nukleinsäuren in Submerged Technik (überschichtet m. Puffer).
Elektrophorese-Kammer, horizontal
35018-10
Elektrophorese-Kammer, vertikal
35018-20
Elektrophorese-Netzgerät 100/200 V
35019-99
PowerPac Basic, 10 - 300 V
35020-93
Stromversorgung für Elektrophorese 100V/200V
65966-93
Chemikalien für die DNA-Gelektrophorese
Agarose für DNA-Elektrophorese, 125 g
35018-11
DNA Probenauftrags-Puffer 5x, 1 ml
35018-13
DNA Färbelösung, nicht-toxisch, 500fach, 100 ml
35018-14
Elektrophorese-Puffer 10 x TBE, 1 l
35019-10
TAE-Puffer, 50 x, 1 l
35019-11

TESS advanced Chemie Handbuch Gelelektrophorese
Kurze theoretische Einführung in die Grundlagen der Elektrophorese.
Ausführliche Versuchsbeschreibungen für die Trennung von Proteinen
und Nukleinsäuren in vertikalen und horizontalen Gelen (Polyacrylamid,
Agarose).
01195-01
Simulationsset zu den Prinzipien der Gel-
Elektrophorese
Funktion und Verwendung
Das Set führt ohne Hardware in das Konzept der Elektrophorese ein.
Drei Themen werden bearbeitet: Perlen zu Ketten von Aminosäuren
zusammensetzen, um Aminosäuren und Proteinstrukturen zu verstehen;
Analyse elektrophoretischer "Ergebnisse"; und die Bestimmung
der Länge von DNA- und Proteinfragmenten.
Die Ausstattung schließt genug Materialien für 15 Gruppen, ebenso
wie eine Lehreranleitung und eine Kopiervorlage für Studenten ein.
87916-00
Aminosäuren und Proteine
Modell zur Proteinsynthese
Funktion und Verwendung
Kompaktes, ökonomisches Modell zur Veranschaulichung der Bildung
von Proteinen
Ausstattung und technische Daten
Das Set enthält 54 vorgeschnittene Teile und eine 31-seitige illusitrierte
Anleitung, Lieferung erfolgt in einem Umschlag.
87914-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Bestimmung des isoelektrischen Punkts einer
Aminosäure (Glycin)
Prinzip
Aminosäuremoleküle tragen beides, Säure- und Aminogruppen.
Deshalb können sie sowohl Säure-Anionen und Basen-Kationen
bilden. Der pH-Wert, an welchem diese zwei Ionentypen beide
in gleicher Konzentration vorhanden sind, nennt man Isoelektrischen
Punkt.
Aufgaben
1. Bestimmung des isoelektrischen Punkts durch Aufzeichnung
der Titrationskurve für Aminosäurenglycin.
Lernziele
Isoelektrischer Punkt, Säure-Anionen, Basen-Kationen, Zwitterione,
Äquivalenzpunkt, pKs-Werte, Titration, Motorkolbenbürette
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Biology
16506-02 Englisch
P4120140
Cobra3 CHEM-UNIT
Funktion und Verwendung
Interface zum Messen, Steuern und Regeln in Chemie und Biologie.
Das Gerät kann entweder mit einem Computer (serielle Schnittstelle)
oder – ganz ohne PC – mit einem speziellen Betriebsgerät (COM-UNIT)
betrieben werden.
Cobra3 CHEM-UNIT
12153-00
Netzgerät 12 VDC/2 A
12151-99
Motorkolbenbürette, universal, 50 ml
36499-93
pH-Elektrode, Kunststoff, Gelfüllung, BNC-Stecker
46265-15
Tauchfühler NiCr-Ni, Teflon, 200°C
13615-05
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
763

764
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
Elektrophoretische Mobilität
Prinzip
Die Elektrophorese ist eine Standardmethode der modernen Biochemie,
die eine Isolierung und Identifizierung ionisierbarer Moleküle
entsprechend ihrer ladungs- und massebedingten unterschiedlichen
Wanderungsgeschwindigkeit im elektrischen Feld ermöglicht.
Auf diese Weise können Aminosäuren, Peptide, Proteine,
Nucleinsäuren oder Glycopeptide untersucht und physikochemisch
charakterisiert werden.
Aufgaben
Die im Eiklar enthaltenen Proteine sind mittels Gelelektrophorese
aufzutrennen. Durch Vergleich mit einer Referenzproteinmischung
sind ihre molaren Massen näherungsweise zu ermitteln.
Lernziele
Molekül- und kolloiddisperse Systeme, Aminosäuren und Proteine,
Ampholyte, Elektrisches Feld, Elektrophorese und Elektrochromatographie,
Wanderungsgeschwindigkeit und elektrophoretische Beweglichkeit
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Chemistry
16504-12 Englisch
P3040701
Elektrophorese-Kammer, vertikal
Funktion und Verwendung
Zur Trennung von Proteinen mit Polyacrylamid - Fertiggelen
Ausstattung und technische Daten
2-Gel System enthält Elektrodenaufbau, Puffertank, Abdeckhaube mit
Kabeln; MiniCell Pufferdamm; für bis zu 4 Minigele (7 cm x 8.5 cm);
für leckfreie Elektrophorese und Gelgießen; unzerstörbares Spritzgussgehäuse;
ausführliche Bedienungsanleitung
Zubehör
Elektrophorese-Netzgerät 200 V 35019-99, Optional: Für das Gelgießen
ist eine spezielle Gelgießform als Extra erhältlich.
Elektrophorese-Kammer, vertikal
35018-20
Elektrophorese-Netzgerät 100/200 V
35019-99
excellence in science
Gelelektrophorese von Proteinen
Funktion und Verwendung
Die Elektrophorese von Proteinen ist die wichtigste Methode im Bereich
der Proteomik.
Mit dem Schüler-Kit für 8 Arbeitsplätze kann die Elektrophorese auf
zweierlei Weise durchgeführt werden: entweder mit einem für die
Protein-Elektrophorese üblichen Polyacrylamid-Gel, was eine vertikale
Elektrophoresekammer erfordert, oder mit einem niedrig schmelzenden
Agarosegel, womit die Elektrophoresekammer verwenden werden
kann, mit der auch die DNA-Elektrophorese durchführt wird.
Zeitbedarf: zwei bis drei Arbeitsschritte von jeweils 1 Laborstunde:
Probenaufbereitung, Elektrophorese, evtl. Analyse. Der Versuch kann
nach den einzelnen Arbeitsschritten unterbrochen werden.
Ausstattung und technische Daten
Laemmli-Puffer, SDS- Elektrophoresepuffer Protein-Standards, Coomassie
Färbelösung, Dithiothreitol, lyophilisierter Actin- und Myosin-
Standard, Einweg-Pipetten, Reaktionsgefäße 1,5 ml, Gelfärbschalen,
Reaktionsgefäß-Ständer für 8 Arbeitsgruppen, spezielle Pipettenspitzen
zum Laden des Gels
Zubehör
Für die Versuchsdurchführung ist außerdem erforderlich:
Proteinproben (z. B. von verschiedenen Fischarten), vertikale bzw.
horizontale Gelelektrophorese-Kammer, Stromversorgungsgerät, Mikroliterpipette
2-20µl, Wasserbad, Polyacrylamid-Fertiggel 15% bzw.
niedrig schmelzende Agarose
35019-14
Chemikalien und Fertiggele für die Protein-
Gelelektrophorese
Acrylamid-Fertiggel 10%, 10 Stück
35018-21
SDS-PAGE Standards, BR, 0,2 ml
35018-25
Coomassie-Färbelösung, nicht-toxisch, 1 l
35018-26
Protein-Standards, 10-250 kDa, zweifarbig
35018-33
Protein-Standards, 10-250 kDa, mehrfarbig
35018-34
Tris-Glycin-SDS-Puffer 10x, 1 l
35019-20
Laemmli-Probenpuffer, 30 ml
35019-21
10x Tris/Glycin, 1 l
35020-11

Mikroliterpipetten
Mikroliterpipette 5 µl
47140-12
Mikroliterpipette 10 µl
47140-13
Mikroliterpipette 20 µl
47140-14
Mikroliterpipette 25 µl
47140-15
Mikroliterpipette 50 µl
47140-16
Mikroliterpipette 100 µl
47140-17
Mikroliterpipette 250 µl
47140-18
Mikroliterpipette 500 µl
47140-19
Mikroliterpipette 1000 µl
47140-20
DC-Materialset Biochemie
Funktion und Verwendung
Dieses Set ist Voraussetzung für die Durchführung der Trennungen mit
den 3 biochemischen Sets: Trennung von Aminosäuren, Fetten und
Cholesterin sowie Pharmaka.
35041-00
DC-Set Aminosäuren
Funktion und Verwendung
Dieses Set enthält alle erforderlichen Chemikalien und Zubehör zur:
Trennung von Aminosäuren, Modellmischung , Trennung von Aminosäuren
im Urin, Trennung von Schwermetallkationen
Ausstattung und technische Daten
Das Set enthält verschiedene Laufmittel, Proben, Vergleichssubstanzen
und Sprühreagenzien, zusätzlich ist das Materialset Biochemie
(35041-00) erforderlich
35042-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Vitamine
Dünnschichtchromatographischer Nachweis
einzelner Vitamine in einem Multivitaminpräparat
Viele Vitamine sind als Coenzyme an wichtigen Umsetzungen des
Stoffwechsels beteiligt, z. B. Vitamin B1 als Thiaminpyrophosphat
an der Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-Coenzym A. Ihr Fehlen
führt deshalb zu schweren Mangelschäden bei Mensch und Tier.
Das Vitamingemisch aus einer Vitaminbrausetablette kann mittels
Dünnschichtchromatographie getrennt werden. Da gleichzeitig die
entsprechenden reinen Vitamine als Vergleichsubstanzen aufgetragen
werden, können die Bestandteile des Vitaminpräparates anhand
der Laufhöhe identifiziert werden. Die Chromatographie erfolgt
auf einer Dünnschichtfolie mit zugesetztem Fluoreszenzindikator.
Bei Betrachtung unter ultraviolettem Licht (254 nm) erscheinen
die Substanzen als dunkle Flecke, da sie die Fluoreszenz
des Untergrundes auslöschen. Vitamin B2 ist an seiner starken
gelblichen Fluoreszenz zu erkennen. Eine chemische Behandlung
zur Sichtbarmachung der Vitamine ist demnach nicht notwendig.
Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten Enzyme,
Vitamine
16706-01 Deutsch
P0907600
Weitere Experimente - Auswahl
Im Literaturwerk Praktikumseinheiten Enzyme, Vitamine sind neben
dem oben gezeigten Experiment unter anderen folgende weitere Experimente
beschrieben:
Nachweis- und Bestimmungsmethoden von Vitamin C
(Ascorbinsäure)
P0906900
Nachweismethoden von Vitamin B1 (Thiamin)
P0907200
Biologische, quantitative Bestimmung des Vitamin-B-Gehaltes
P0907300
Nachweis von Vitamin A (Axerophthol)
P0907500
Demo advanced Biologie Handbuch Praktikumseinheiten
Enzyme, Vitamine
16706-01
3.7 Medizin
3.7.10 Biochemie
765

766
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
Modelle
Modelle sind zum Verständnis der menschlichen Physiologie und Anatomie unabdingbar. Darüberhinaus lassen sich viele Mechanismen, wie
zum Beispiel Bewegungsabläufe, Blutkreislauf, Atmung, Gehör oder Bildentstehung treffend in Funktionsmodellen darstellen. Zum menschlichen
Körper und dessen Funktionen gibt es eine sehr große Anzahl von Modellen. In diesem Kapitel wird eine Auswahl von Modellen aufgeführt,
die die vorangegangenen Unterkapitel sinnvoll ergänzen
Stützapparat - Biomechanik
Menschliches Skelett mit Rollenstativ, Modell
Funktion und Verwendung
Modell des menschlichen Skeletts.
Vorteile
Annähernd realistisches Gewicht der ca. 200 Knochen, Natürliche
Skelett-Größe, 3-teilig montierter Schädel, Einzeln eingesetzte Zähne,
Schnell und einfach abnehmbare Gliedmaßen.
Ausstattung und technische Daten
Skelettmodell, Stativ, Staubschutzhülle, Höhe: 170 cm
Menschliches Skelett mit Rollenstativ, Modell
87088-01
Menschliches Skelett mit Hängestativ, Modell
87088-02
Gelenktypen, Modell
Funktion und Verwendung
Schematische Funktionsmodelle der fünf wichtigsten Gelenktypen.
Ausstattung und technische Daten
2 Kugelgelenke, 1 Scharniergelenk, 1 Drehgelenk, 1 Sattelgelenk
66131-01
excellence in science
Wirbelsäule, beweglich montiert, Modell
Funktion und Verwendung
Modell einer beweglichen menschlichen Wirbelsäule mit abnehmbarem
Becken, auf Stativ, Länge: 76 cm
Wirbelsäule, beweglich montiert, Modell
87101-00
Wirbelsammlung, 5 Stück, Modell
66413-00
Mensch, Schultergelenk, Modell
Funktion und Verwendung
Funktionsmodell in natürlicher Größe aus unzerbrechlichem Kunststoff.
Auf Stativ zur Demonstration aller Bewegungsmöglichkeiten.
Ausstattung und technische Daten
Modell bestehend aus: Schulterblatt, Schlüsselbein, Oberarmstumpf
und Gelenkbändern, Maße (mm): 160 x 120 x 200
Mensch, Schultergelenk, Modell
66377-01
Mensch, Ellenbogengelenk, Modell
66378-01
Mensch, Ellenbogengelenk, Modell
66378-01
Mensch, Hüftgelenk, Modell
66380-01
Mensch, Kniegelenk, Modell
66379-01

Körperteile
Männlicher Torso mit geöffnetem Rücken, 20 Teile,
SOMSO
Funktion und Verwendung
Männlicher Torso mit geöffnetem Rücken in natürlicher Größe.
In 20 Teile zerlegbar:
Gehirn mit Arterien (4), Auge mit Muskeln und Sehnerv, Lungenhälten
(2), Herz (2), Leber, Magen (2), Dünn- und Dickdarm (3), Blinddarm
zum Öffnen, Bauchfellnetz, rechte Nierenhälfte, Blasenhälfte
Ausstattung und technische Daten
Torso auf Sockel, aus SOMSO-Plast, Höhe mit Sockel: 90 cm, Breite: 39
cm, Tiefe: 26 cm, Gewicht: 11,1 kg
66306-00
Mensch, Kopf-Medianschnitt, Modell
Funktion und Verwendung
Modell in natürlicher Größe aus unzerbrechlichem Kunststoff.
Ausstattung und technische Daten
Sichtbar sind Gehirn, Nasen- und Rachenraum, Nasenmuschel, Mundhöhle,
oberer Teil der Speiseröhre, Kehlkopf, auf Grundplatte, Maße
(mm): 230 x 240 x 320
66311-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Torso-Modell mit Kopf, zweigeschlechtlich
Funktion und Verwendung
Torso mit Kopf in natürlicher Größe, aus unzerbrechlichem Kunststoff
mit auswechselbaren Geschlechtsorganen.
Torso zerlegbar in 16 Teile: Auge, weibliche Brustwand, 2 Lungenflügel,
Herz, 2-teilig, Magen, Leber, Dick- und Dünndarm, weibliche Geschlechtsorgane,
2-teilig, männliche Geschlechtsorgane, 4-teilig.
Torso auf Sockel: 400 x 260 mm, Höhe: 920 mm, Gewicht: 12 kg
66305-00
Männliches und weibliches Becken, 2-teilig, Modell
Funktion und Verwendung
Medianschnitt des Beckens.
Ausstattung und technische Daten
Auf Grundbrett mit Wandbefestigungsmöglichkeit, inkl. Beiblatt, Maße
(mm): 410 x 310 x 200
Männliches Becken, 2-teilig, Modell
66407-00
Weibliches Becken, 2-teilig, Modell
66406-00
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
767

768
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
Blut und Blutkreislauf
Venenklappen, Funktionsmodell
Funktion und Verwendung
In einem transparenten Acrylrohr wird das Verhalten der Venenklappen
in einem Luftstrom simuliert.
Vorteile
Anstelle des Blutstromes wird ein Luftstrom erzeugt, mit ihm demonstriert
man das Fließen des Blutes bei sich öffnenden Klappen sowie
den Rückstau, der sich bildet, wenn die Klappen durch den Gegendruck
des Blutes automatisch geschlossen werden.
87071-00
Demonstrationsmodel Blut-Typisierung, Demoset
Funktion und Verwendung
Demonstriert die Antigen-Antikörper-Wechselwirkungen, die auf der
Oberfläche von roten Blutkörpern auftreten.
Vorteile
Mit dem Modell kann die Antigen-Antikörper-Reaktionen auf molekularer
Ebene demonstriert werden, einschließlich der Blutgruppenreaktion,
der erfolgreichen und erfolglosen Bluttransfusionsreaktion
und der Rh-Unverträglichkeit.
Ausstattung und technische Daten
Das Demonstrationsset enthält 2 Erythrocyten, und ein Paar jedes A-,
B-, und Rh-Antikörpers und Antigene.
Demonstrationsmodel Blut-Typisierung, Demoset
87909-00
Demonstrationsmodel Blut-Typisierung, Klassenset
87910-00
excellence in science
Blutkreislauf Mensch, Funktionsmodell
Funktion und Verwendung
Funktionsmodell des menschlichen Blutkreislaufs. Dargestellt werden
Herz, zwei Lungenflügel, die Körperschlagader und Hohlvene, sowie
das Körper-Kapillarsystem. Mit Hilfe zweier wechselseitig betätigter
Pumpbälle fließt gefärbte Flüssigkeit durch die Arterien und Venen.
Enthaltene Komponenten: Herz, Lunge, Arterien, Venen, Kapillarsystem;
Material: Plexiglas und Silikon mit farbiger Flüssigkeit; Größe:
350 x 370 mm
87073-00
Haut
Haut, Blockmodell, 70-fach
Funktion und Verwendung
Differenzierte Darstellung der einzelnen Hautschichten mit Haaren,
Haarwurzeln, Talg- und Schweißdrüsen, Rezeptoren, Nerven und Gefäße.
Auf Grundbrett, Maße (mm): 440 x 240 x 230.
66403-00
Hautdurchschnitt, 70-fach, Modell
Funktion und Verwendung
Das Reliefmodell zeigt einen Schnitt durch die drei Schichten der behaarten
Haut. Es zeigt Haarwurzeln mit Talgdrüsen, Schweißdrüsen,
Rezeptoren, Nerven und Gefäße.
Auf Grundbrett, Maße (mm): 260 x 330 x 50
66402-00

Auge
Auge, 3fach vergrößert, Modell
Funktion und Verwendung
6-teiliges Augenmodell, 3-fach vergrößert.
Die Teile beinhalten: Weiße Augenhaut mit Hornhaut und Augenmuskelansätzen
(2 Teile), Aderhaut mit Iris und Netzhaut (2 Teile), Linse,
Glaskörper.
Ausstattung und technische Daten
Auf Sockel, Numerierung mit Beiblatt, Maße inkl. Stativ (mm): 90 x 90
x 150
Auge, 3fach vergrößert, Modell
87036-00
Auge, 5fach vergrößertes Modell
87039-00
Menschliches Auge, physiologisches, Modell
Funktion und Verwendung
Das Modell verdeutlicht die physikalischen Vorgänge beim Sehen.
Demonstrationsthemen:
Bilder eines Gegenstandes erscheinen auf der Netzhaut umgekehrt,
Vorführung der Kurzsichtigkeit und deren Korrektur, Vorführung der
Weitsichtigkeit und deren Korrektur, Korrektur von Sehfehlern durch
vorgesetzte Optik
Ausstattung und technische Daten
Stilisierter Augapfel, Linsen- und Kerzenhalter, verschiebbar, Vorsatzlinsen
Ein ausführlicher Text liegt bei.
87043-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Auge in Augenhöhle, Modell
Funktion und Verwendung
3,5-fach vergrößertes Modell. 8-teilig.
Ausstattung und technische Daten:
Auf Stativplatte mit Beiblatt, Maße (mm): 190 x 200 x 280
87040-00
Linsenfunktionsmodell des Auges
Funktion und Verwendung
Die Linse des Modells ist in ein elastischen Silikongummi eingebettet
und wird auf einem lackierten Metallrahmen mit angeschlossener
Spritze geliefert.
Ausstattung und technische Daten
Das Modell wird mit Anleitung geliefert, Größe: 13,5 x 9 x 6,8 cm
87912-00
Herz
Herz, 2fache Größe, 4teilig, Modell
Funktion und Verwendung
Neben der vorderen Herzwand unterhalb des Sulcus coronarius sind
die Vorderwand des rechten Vorhofs mit rechtem Herzohr sowie die
Rückwand des linken Vorhofs abnehmbar.
Ausstattung und technische Daten
Auf abnehmbarem Stativ, Maße (mm): 320 x 180 x 180
66401-00
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
769

770
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
Herz, Schnitt durch Herzkammern und Vorhof, Modell
Funktion und Verwendung
Modell eines Herzes, 2-teilig, natürliche Größe mit Segel- und Taschenklappen,
Herzmuskulatur und Herkranzgefäße sind gut demonstrierbar,
Aortenvene und obere Hohlvene werden dargestellt.
Ausstattung und technische Daten
SOMSO-Modell, auf Stativ mit Sockel, Maße (mm): 270 x 120 x 140,
Gewicht: 0,6 kg
87066-00
Ohr
Funktionsmodell des Ohrs
Funktion und Verwendung
Das Modell demonstriert wie die tympanische Membran, Ossicula,
Cochlea, und die Schwingungen der Basilarmembran arbeiten und
miteinander interagieren. Diese anatomischen Strukturen sind alle in
einer mit Wasser gefüllten Kammer eingeschlossen und ein Miniaturhammer
ist auf der Außenseite des Modells befestigt. Wenn dieser
Hammer das Modell anschlägt, kann man beobachten, wie die Wasserwellen
sich durch das Modell bewegen und das in Beziehung dazu
setzen, wie Schallwellen sich im realen Ohr bewegen. Ein Spiegel ist
so am Modell befestigt, dass verschiedene Ohrfunktionen von unterschiedlichen
Winkeln beobachtet werden können.
Ausstattung und technische Daten
Das Modell kommt mit Anleitung und einer erläuternden Zeichnung,
Größe: 26,4 x 15,8 x 13,2 cm
87913-00
excellence in science
Mensch, Ohr, Modell
Funktion und Verwendung
ca. 3-fach vergrößerten Modell aus unzerbrechlichem Kunststoff.
Ausstattung und technische Daten
Frontal- und einen Horizontalschnitt , Trommelfell mit Hammer, Amboss
und Labyrinth mit Steigbügel herausnehmbar, 3-teilig auf Sockel,
Maße (mm): 320 x 190 x 210
66328-00
Gehörorgan, 4-teilig, 3-fach, Modell
Funktion und Verwendung
Dargestellt sind Außenohr, Mittelohr und Innenohr. Trommelfell mit
Hammer und Amboß sowie Labyrinth mit Steigbügel, Schnecke und
Hör- und Gleichgewichtsnerv sind abnehmbar.
Ausstattung und technische Daten
Auf Sockel mit Beiblatt, Maße (mm): 340 x 160 x 190
66395-00
Nervensystem
Neuroanatomisches Hirnmodell, 8-teilig, Modell
Funktion und Verwendung
Medianschnitt, beide Hälften zerlegbar. Farbige Kennzeichnung der
funktionalen Hirnbereiche. Numerierung mit Beiblatt.
Ausstattung und technische Daten
Auf Metallstativ, Maße (mm): 140 x 170 x 200
87030-00

Gehirn, 8-teilig, Modell
Funktion und Verwendung
Naturabguss eines Gehirns, in 8 Teile zerlegbar: Stirn- und Scheitellappen
(2), Schläfen- und Hinterhauptslappen (2), Hirnstamm (2),
Kleinhirn (2)
Ausstattung und technische Daten
Aus SOMSO-Plast, auf Sockel, Maße (mm): 150 x 160 x 170, Gewicht 1,1
kg
87027-00
Synapse, vielfach vergrößert, Modell
Funktion und Verwendung
Darstellung von Neurotubuli, Neurofilamenten und synaptischen Vesikeln
sowie post- und praesynaptischen Membranstrukturen.
Ausstattung und technische Daten
Unzerlegbar, abnehmbar auf Sockel, aus SOMSO-Plast, vielfach vergrößert,
Maße (mm): 210 x 220 x 220, Gewicht 0,9 kg
66579-00
Rückenmark mit Nervenabzweigungen, Modell
Funktion und Verwendung
Nerv, 5-fach vergrößert und Schnitt durch das Rückenmark, 10-fach.
Ausstattung und technische Daten
Aus SOMSO-Plast, Unzerlegbar auf Sockel, Staubschutzhülle, Maße
(mm): 220 x 220 x 90
87031-00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com
Neuron, 2500fach vergrößert, Modell
Funktion und Verwendung
Berücksichtigt licht- und elektronenmikroskopische Strukturen, mit
separater markhaltiger Nervenfaser.
Ausstattung und technische Daten
Aus SOMSO-Plast, unzerlegbar auf gemeinsamer Grundplatte, Maße
(mm): 400 x 280 x 140
87035-00
Neuron, Modell
Funktion und Verwendung
Nervenzelle eines Wirbeltieres mit abgeschnittenen Dendriten und einer
Markscheide umgebenen Neuriten. Der Aufbau der markhaltigen
Nervenfaser ist gut erkennbar. Ca 2.500-fach vergrößert.
Ausstattung und technische Daten
Aus unzerbrechlichem Kunststoff, in 3 Teile zerlegbar, abnehmbar, auf
Sockel, Maße (mm): 530 x 170 x 220
66580-00
Biochemie
RNA-Protein-Synthese-Kit
Funktion und Verwendung
Das Modell ermöglicht den Zusammenbau eines m-RNA-Strangs aus 12
Basenpaaren. Mit Hilfe von 4 t-RNA-Bausteinen kann die Translation
an den Ribosomen anschaulich dargestellt werden.
Je 6 Bausteine der Basen: Uracil, Adenin, Guanin, Cytosin, 12 Riboseund
12 Phosphat-Bausteine, 4 t-RNA- und 4 Aminosäure-Bausteine
39852-00
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
771

772
3.7 Medizin
3.7.11 Modelle
DNA-Modell, 12 Basenpaare
Funktion und Verwendung
Anschauliche Molekülmodelle aus Kunststoff, mit denen die DNA-Doppelhelix
aufgebaut werden kann: Die Basen werden durch flache
Kunststoffkörper in vier unterschiedlichen Farben symbolisiert. Durch
die Formgebung des Modells ist es nur möglich, die jeweils komplementären
Basen zusammenzustecken. Das Pentosephosphat-Rückgrat
wird ebenfalls aus Desoxyribose- und Phosphat-Elementen zusammengesteckt.
Vorteile
Die Modelle können mit Hilfe des mitgelieferten Stativs als Doppelhelix
aufgebaut oder flach hingelegt werden, um z.B. den Prozess der
Replikation zu verdeutlichen.
Ausstattung und technische Daten
Je 6 Bausteine der Basen: Adenin, Uracil, Guanin, Cytosin; 24 Riboseund
24 Phosphat-Bausteine; 12 Spacer farblos; 1 Anleitung (in englisch);
1 Stativ aus Grundplatte und Stab mit 1 Abschluss-Stück; Maße
aufgebaut (mm): 240 x 110; Lieferung in fester Kunststoffbox
DNA-Modell, 12 Basenpaare
39851-00
DNA-Modell, 22 Basenpaare
39850-00
DNS-Molekülabschnitt, Modell
Funktion und Verwendung
Zur Darstellung von DNS-Molekül-Abschnitten verschiedener Basensequenzen
und Veranschaulichung der identischen Reduplikation. Der
Aufbau der DNS-Doppelhelix wird durch starre Stützwendeln aus
durchsichtigem Kunststoff, ohne Stative, ermöglicht.
Ausstattung und technische Daten
Aufbau der DNS auf Bodenplatte, 2 Stützwendeln, 40 Phosphorsäure-
Moleküle, 40 Desoxyribose-Moleküle, 10 Cytosin-Moleküle, 10 Thymin-
Moleküle, 10 Guanin-Moleküle, 10 Adenin-Moleküle
65560-00
excellence in science
Chromosomenmodell
Funktion und Verwendung
Modell eines submetazentrischen Metaphasechromosoms. Ein Teilsegment
eines Chromatids zeigt 30nm Fibrillenstruktur. Maßstab
50000:1
Aus SOMSO-Plast, Unzerlegbar auf Sockel, Maße (mm): 460 x 180 x 180
66455-00
Proteinmodell
Funktion und Verwendung
Modell des Proteins BMP-2 (bonemorphogenetic protein, humaner
Knochenwachstumsfaktor). Rekombinant. Hergestellt dient dieses
Protein als Medikament bei der Behandlung schlecht heilender
Schienbeinfrakturen. Maßstab 20 Millionen:1.
Aus SOMSO-Plast, unzerlegbar, Maße (mm): 70 x 136 x 71
66452-00