Landesbildungsserver Baden-Württemberg - Elektrizitätslehre II
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Elektrizitätslehre II

Materialien zur Elektrizitätslehre der Kursstufe


Geladene Teilchen in Feldern

Aufbau und Funktion der braunschen Röhre mit Animationen
Wie entsteht das Oszilloskopbild aus den Spannungen an der horizontalen und vertikalen Ablenkplatte? Diese Animationen erläutern es.
Die deutsche Version von Fu-Kwun Hwangs Java-Applet. Hier kann man einmal ein Oszilloskop virtuell ausprobieren, Lissajous-Figuren machen etc.
Spiele mit einem virtuellen Oszilloskop und lerne seine Grundfunktionen als Spannungsmessgerät und als Frequenzmessgerät kennen. Diese Seite geht auch auf Probleme der Abtastraten bei Signalen ein und erklärt das sogenannte Shannon-Theorem sehr anschaulich.
Aus dieser Seiten wird in spielerischer Form in die Lissajous-Figuren eingeführt, die entstehen, wenn an die beiden Ablenkplattenpaare eine Oszilloskops Wechselspannungen angelegt werden. Die Animation kann dabei so langsam ablaufen, dass man das Zustandekommen der Figuren verstehen und erklären kann, oder auch so schnell dass es Spaß macht.

Elektronen im elektrischen Feld


Diese Seite gibt einen Überblick über verwandte Bewegungsarten im Bereich der Mechanik und der Elektrizitätslehre der Kursstufe. Sie verlinkt zu Themenseiten hierzu auf dem Landesbildungsserver

Elektronen im elektrischen Längsfeld


Warum muss man bei der Betrachtung der Bewegung von Ladungen in elektrischen Feldern die Schwerkraft meist nicht berücksichtigen?
Wie wirken Feldrichtung, Kraftrichtung und Art der Ladung zusammen? Was für eine Bewegung führt die Ladung aus?
Wie bewegt sich ein Elektron im Längsfeld eines Plattenkondensators? Welche Idee steckt hinter der Einheit "Elektronvolt"? Was hat das Anfahren eines Autos mit der Bewegung eines Elektrons im Kondensator zu tun? Hier kann man es virtuell ausprobieren und lernt die dazugehörige Theorie.
Wie bewegen sich Elektronen, wenn sie im Feld eines Plattenkondensators gegen die Feldkräfte anlaufen müssen? Schaffen sie es durch den Kondensator, oder kehren sie um? Welche Größen bestimmen, was passiert? Ein virtuelles Experiment und die Theorie dazu.
Diese Aufgabe dient dazu neue Inhalte mit alten Kompetenzen zu vernetzen und den Potentialbegriff vorzubereiten.
Diese Seite vergleicht die Bewegung einer Ladung im Längsfeld eines Plattenkondensators mit dem senkrechten Wurf nach oben
Diese Seite vergleicht die Bewegungsabläufe an der schiefen Ebene mit den Bewegungsabläufen einer Ladung im Längsfeld eines Plattenkondensators. Hier gibt es zahlreiche Parallelen.
Mit der Flammensonde kann man den Potentialbegriff im Plattenkondensator verdeutlichen. Diese Seite entwickelt die Idee und illustriert sie mit einem Experimentvideo.
Was hat die potentielle Energie eines Körpers in der Mechanik mit dem Begriff des Potentials in der Elektrizitätslehre zu tun? Was ist "Potential" eingentlich? Diese Seite gibt Antworten.

Elektronen im Querfeld eines Plattenkondensators

Wie werden Elektronen abgelenkt, die quer zum elektrischen Feld eines Kondensators in den Kondensator gelangen? Was hat diese Bewegung mit dem waagrechten Wurf der Mechanik zu tun?

Elektronen im Magnetfeld

Die Grundidee und die Herleitung der Gleichungen des Halleffekts findet man hier. Die Seite erläutert auch, warum der Halleffekt besonders gut mit Halbleitern funktioniert.
Diese Seite leitet her mit welcher Geschwindigkeit sich in etwa Elektronen in Drähten bewegen. Sie versucht auch aufzuklären, warum sich viele falsche Vorstellungen von der Größenordnung dieser Geschwindigkeit machen.
Diese Seite, mit einem vielseitigen Java-Applet, führt Schritt für Schritt in die Kreisbewegung von Elektronen beim senkrechten Einschuss in ein homogenes Magnetfeld ein.

Elektrische und magnetische Felder kombiniert

Auf dieser Seite wird die Bewegung von Elektronen im elektrischen und magnetischen Feld einander gegenübergestellt und gegeneinander abgegrenzt.
Wie kann man mit "gekreuzten" elektrischen und magnetischen Feldern geladene Teilchen einer Geschwindigkeit "herausfiltern"? Diese Seite nutzt ein Java-Applet um die Idee des Wienschen Geschwindigkeitsfilters zu erarbeiten oder zu vertiefen.
Dieses Programm wurde eigentlich für die Wechselstromlehre gemacht, enthält aber auch einen Punkt zur Bewegung von Elektronen in E-Feldern und B-Feldern (von Roland Bernert)
Ein didaktisch vereinfachtes Applet, das auch die Bewegung der Ionen nachvollziehbar macht. Vor dem Spektrographen ist noch ein Wien-Filter angeordnet, dessen Funktion man ebenfalls testen kann.
Ein schönes und einfaches Applet um die Ablenkung von Teilchen im E-Feld und B-Feld zu verstehen. Die Stärke der Felder kann verändert werden, ebenso die Teilchengeschwindigkeit. Es können verschieden Isotope gleichzeitig "eingeschossen" werden um deren Bahnen zu studieren.
Hier gibt es ein sehr schönes Simulationsprogramm zum Massenspektrographen. Perspektivische Anordnung und Blick auf den Bildschirm. Einzelbahnen und nach längerer Zeit auch statistische Verteilung.
Ein sehr anschauliches Applet, das die Funktion eines Zyklotrons gut begreifen lässt.
Hier wird die Funktionsweise eines Zyklotrons vorgestellt. Deutsche Version eines Applets von Fu-Kwun Hwang
Hier kannst du deine Kenntnisse über den Elektromagnetismus in einem Online-Quiz testen.
Dieser 3 min Film stellt die Aktivitäten des CERN vor. Er eignet sich zur Einführung in das Thema "Teiclchenbeschleuniger"(wmv-Format). Zur Wiedergabe des 40 MB großen Films benötigt man den Windows Media Player oder den freien VLC-Player.
Im WWW gibt es Webcams, die es erlauben das spektakuläre Naturereignis Polarlichter live zu erleben. Diese Seite bietet auch weitere Informationen und zahlreiche Links.

Skripte zum Thema:

Skript Magnetfeld von Rudolf Lehn
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