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DD: Didaktik der Physik

DD 16: Nichtlineare Physik in der Lehre

DD 16.1: Talk

Friday, March 23, 2001, 11:15–11:35, N 3380

Experimente zur Untersuchung linearer und nichtlinearer elektrischer Serienschwingkreise — •B. Wolf und H.-J. Patt — Universität des Saarlandes, Experimentalphysik und Didaktik der Physik, 66041 Saarbrücken, Gebäude 8.2

Es wird ein Gerät vorgestellt, mit dem typische Experimente zur Untersuchung linearer und nichtlinearer Schwingkreise einfach durchgeführt werden können. Dabei ist es das primäre Ziel, die charakteristischen Eigenschaften und Vorgänge in nichtlinearen Systemen (z. B. subharmonische Bifurkation, chaotisches Verhalten, Intermittenz, Zeitabhängigkeit, Phasenraum) nicht nur sichtbar, sondern vor allem auch hörbar zu machen. Dazu wurde in einem ersten Funktionsblock eine große Induktivität (0,1-50 H) mit einstellbarer Güte (25-55) realisiert. Wenn diese "Spule" mit einem Kondensator (10-530 pF) und einem Widerstand (0,05-1 kΩ) in Reihe geschaltet wird, liegen die Eigenfrequenzen im gewünschten Bereich (1-20 kHz). Die Nichtlinearität wird dann durch Parallelschaltung einer Diode (z. B. BB312) zum Kondensator erreicht. Zwei integrierte Differenzverstärker mit Synchronisationseinheit erlauben die erdfreie Messung von Spannung und Strom mit einem Oszilloskop. Die Tonsignale werden über Verstärker auf einen Lautsprecher gegeben oder über einen PC mit Soundkarte zur Signalanalyse verwendet. Versuchsergebnisse werden mit Hilfe von Kurzvideos optisch und akustisch demonstriert.