Vorbesprechung zum Physikalischen Anfängerpraktikum
Physikalisches Grundpraktikum Gebäude 46 (Physik)/ Raum 379 und weitere Räume Ansprechpersonen Betreuer: Physikstudenten höherer Semester Photos und Namensschilder der Betreuer mit Raumangabe im Vorraum Techniker: Herr Bernd Stabel (Raum 46/ 361) Kursleiter: Dr. Christian Anders Dr. Hans-Jochen Foth Praktikumsleiter: Dr. Hans-Jochen Foth
Physikalisches Praktikum für Maschinenbauer Schallgeschwindigkeit Trägheitsmomente Linsensysteme Beugung am Spalt Wechselstromkreise Wärmeleitung in Metallen Freie und erzwungene Schwingungen Bestimmung von c p /c v
Physikalisches Praktikum für Elektrotechniker Freie und erzwungene Schwingungen Ultraschall Wärmeleitung in Metallen Bestimmung von c p /c v Linsensysteme Prisma Beugung am Spalt Interferometrie
Physikalisches Praktikum für Chemiker und Biologen Freie und erzwungene Schwingungen Viskosität Gasthermometer Bestimmung von c p /c v Linsensysteme Mikroskop Polarisation Gleichstromkreise Röntgenröhre Radioaktivität Achtung: Chemie-Studierende müssen ihre AP- Teilnahme auch im FB Chemie anmelden
Kurse 27.02. - 23.03.12 Fach Kurs-Nr. Teilnehmer Leiter P 1 1 4 60 Foth P 3 9-12 33 Foth B/C 13-16 13 Foth EIT 21-28 68 Anders MV 29-32 30 Anders Summe 204
Organisation des Praktikums erste Woche Mo Di Mi Do Fr Vormittag A B A B A Nachmittag C D C D C zweite Woche Mo Di Mi Do Fr Vormittag B A B A B Nachmittag D C D C D
Kurs 1: Physiker 1, 9-12 Uhr Kursleiter: Foth Schmidt, Andrea Müller, Stefan Bauer, Peter Schneider, Markus Gruppe Name* 27.02. 29.02. 02.03. 06.03. 1/1 Bachmann, Marion Speyer, Elisabeth M1a Schmi M2a Müller M3a Bauer M4a Schnei 1/2 Scheffel, Werner Preuss, Anton M2a Müller M3a Bauer M4a Schnei M6a Schmi 1/3 Reinert, Ulrich Löwen, Alexandra M3a Bauer M4a Schnei M6a Schmi W1a Müller 1/4 Ludwig, Rainer Baser, Karl M4a Schnei M6a Schmi W1a Müller W2b Bauer *erfundene Namen
Unentschuldigtes Fernbleiben Dieses ist ein sehr unkollegiales Verhalten Strafe: Wird beim Prüfungsamt geführt wie: am AP teilgenommen, aber durchgefallen Wer am ersten Praktikumstag 15 Minuten nach dem Start nicht am Praktikumsplatz anwesend ist, verliert seinen Platz an eine Person auf der Nachrückerliste
Ziel des Praktikums Wissenschaftliches Arbeiten lernen Überprüfung einfacher physikalischer Gesetze Sich in einigen Detailbereichen einarbeiten Es ist erwünscht in die Bibliothek zu gehen im Internet zu surfen um sich weiteres Hintergrundwissen anzueignen
Wissenschaftliches Arbeiten bedeutet: Richtige Vorbereitung Versuchsdurchführung Auswertung Fehlerberechnung Protokollführung
Versuchsvorbereitung Versuchsdurchführung Versuchsabschluss Praktikumsablauf Versuchsvorbereitung Durchlesen der Anleitung Vertrautmachen mit der Fragestellung Literaturstudium Protokoll vorbereiten (1-2 Tage vor dem Versuchstag) Wird ein Vorgängerheft erwischt, so wird es einkassiert
Anmerkungen zum Protokoll Protokolle dienen der Dokumentation des Versuchsablaufs (Beobachtungen und Daten). Ein Protokoll soll jemandem mit entsprechender Ausbildung erlauben, den Versuch vollständig nachzuvollziehen. Inhaltliche Klarheit ist wichtiger als gutes Aussehen. Aber: Schrift = Datenübertragung Text möglichst stichwortartig eintragen. Angaben müssen aber eindeutig und ohne Mühe lesbar sein. Fehlerhafte Messungen oder Ausführungen sind durchzustreichen.
Anmerkungen zum Protokoll Es sind gebundene karierte Hefte DIN A4 (keinerlei fliegende Blätter!) zu verwenden. Während des Versuchs sollte einer der Praktikumsteilnehmer die Messwerte ablesen und der andere die Daten ins Protokoll eintragen. Der Erste kann dann später die Werte übernehmen oder eine Kopie ins Heft einkleben. Weitere Kopien oder eine vollständige Kopie des Protokolls sind nicht erlaubt. Es ist auch nicht erlaubt, das Protokoll mit Hilfe eines Textsystems am Computer zu erstellen.
Versuchsdurchführung (am Versuchstag 9 12 Uhr oder 13 16 Uhr) Vertrautmachen mit dem Arbeitsplatz Messung vorbereiten Eingangsgespräch mit dem Betreuer Messen und Protokollführung Schlimmste Sünde: Messergebnisse erfinden oder abschreiben Zwischenauswertung, graphische Darstellung Zwischentestat Terminfestsetzung für das Abschlussgespräch
Versuchsabschluss Auswertung Fehlerdiskussion Abgeben des Protokollhefts (max. 1 Tag nach Versuch) (Betreuer sieht das Heft durch) Abschlussgespräch (max. 2-3 Tage nach Versuch) Testat
Protokoll Datum, Name und Nummer des Versuchs Ziel der Untersuchung bzw. Aufgabenstellung Kurze Darstellung des physikalischen Problems Messprogramm mit Teilschritten der Untersuchung --------------------------------------------------------------- Beobachtungen notieren Messwerte möglichst in Tabellenform aufnehmen Angabe der gemessenen Größen und ihrer Messeinheiten bzw. Dimensionen Bezeichnung, Typ und Genauigkeit der verwendeten Messgeräte Frühzeitiges Erstellen von graphischen Darstellungen ---------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------- Fehlerbetrachtung Endergebnis mit Fehlerangabe Kurze Diskussion der Endergebnisse und der erzielten Genauigkeit Gegebenenfalls Verbesserungsvorschläge notieren Auswertung
Statistische Fehler Statistische und systematische Fehler Bei mehrmaliger Wiederholung der gleichen Messung schwankt der Messwert um einen Mittelwert w 0 mit einer gewissen Schwankungsbreite (Standardabweichung s). 68 % aller Messwerte im Intervall w 0 +/- s 95 % aller Messwerte im Intervall w 0 +/-2s 99,7 % aller Messwerte im Intervall w 0 +/- 3s Beispiele: Ausmessen eines Zimmers Waage Fallzeit einer Kugel
Systematische Fehler z. B. Nichtlinearität eine Messgeräts Falscher Nullpunkt eine Messgeräts Nichtberücksichtigung eines Störeffekts Beispiele: Reales Gas im Gasthermometer Wärmeverlust im Kalorimeter Tachometer im Auto Luftwiderstand bei Messung der Fallbeschleunigung
Fehlerrechnung Zylinder mit dem Radius r, der Länge l und der Masse M. Gesucht: Dichte : M Gewicht / g M 2 2 V r l r l r l M 2 2 2 M M r r l r r l r Absoluter Größtfehler: max r l M Partielle Ableitungen: 3 2 M 1 M 1 2 2 2 l r l l r l l 1 1 M 1 2 2 M r l M r l M 2 1 1 max r l M 2 r l M max 2 r l M r l M r l M r l M Addition der relativen Fehler! Anstrengung zur Verbesserung des Gesamtfehlers sollte sich Anstrengung auf die zur großen Verbesserung relativen des Gesamtfehlers Fehler konzentrieren. sollte sich auf die großen relativen Fehler konzentrieren
Tabellen Tabellen immer von oben nach unten schreiben. Im Tabellenkopf Messgrößen und Einheiten angeben Fehlerangabe in jeder Spalte oder hinter jedem Messwert Schwingungsdauer [s] Amplitude [Skt] 1.1 4.0 1.15 4.2 1.2 5.0 1.25 7.5 1.3 9.1 1.35 7.2 1.4 4.6 1.45 3.9 Vorwahl am Computer Ablesefehler Geschätzte Ungenauigkeit 0.2 Skt 1%
Diagramme Messpunkte werden durch Kreuze (Symbole) gekennzeichnet Messunsicherheit wird durch Fehlerbalken angedeutet. Skalen mit Messgröße und Einheit Sinnvolle Skalierung wählen Bildunterschrift Abb.:Resonanzkurve Schwingungsamplitude [Skalenteile] 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Schwingungsfrequenz [s -1 ] B
Allgemeine Bemerkungen Sorgfältige Vorbereitung, auch schon für den ersten Versuch. Bei schlechter Vorbereitung darf der Versuch nicht durchgeführt werden. Danach ergibt sich ein großes Problem, denn ein Versuchs darf nur einmal wiederholt werden. Bei unentschuldigtem Fehlen am ersten Tag geht der Praktikumsplatz verloren. Für die Abwicklung der Testate sollten noch einige Tage nach dem letzten Versuchstag eingeplant werden.
Kritik und Verbesserungsvorschläge an die Betreuer, den Kursleiter oder den Praktikumsleiter. Fehler oder Störungen am Experiment sollten umgehend gemeldet werden. Verlassen Sie den Arbeitsplatz aufgeräumt Handeln Sie im Falle eines Unfalls schnell, aber mit Bedacht. Essen, Trinken und Rauchen sind in den Praktikumsräumen nicht erlaubt Keine Kopfbedeckung (Kappen etc.)
Benotung 50% Betreuer: Punkteskala von 0 (unter jeder Kritik) bis 5 (ausgezeichnet). Umwandlung der aufsummierten Punktewerte in Notenskala durch den Kursleiter Vorbereitung Versuchsdurchführung Protokoll Abschlussgespräch 50% Kursleiter: Notenskala wie in der Schule Abschlussrücksprache (Am Ende der ersten Woche werden Listen mit den Termine aushängen)
Voraussetzung für die Scheinvergabe ist, dass beide Teilnoten mindestens ausreichend sind. Die Rücksprache beim Kursleiter kann einmal wiederholt werden. Die Abschlussrücksprache beim Kursleiter gegen Ende des Praktikums dauert ca. 30 Minuten pro Zweiergruppe. Thema der Prüfung sind die letzten fünf Versuche, die bis zum Vortag der Rücksprache durchgeführt wurden. Die Note 4.3 gilt als nicht bestanden. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg!