Versuch im Video
Mit Grießkörnern und Rizinusöl
Material
- Platten mit typischen Elektrodenanordnungen
- Hochspannungsnetzgerät (mind. 10 kV) - Alternativ: Bandgenerator
- Rizinusöl
- Grieß
- große Petrischale
- Overheadprojektor - Alternativ: Doku-Kamera (Achtung vor Überschlägen und Kriechströmen!!)
Aufbau
Joachim Herz Stiftung
Auf den Overheadprojektor legt man eine Elektrodenplatte (vgl. Abb. 2). Mittig hierauf stellt man die Petrischale. In diese füllt man Rizinusöl (Füllhöhe etwa 0,5 cm) und gibt nicht zu viel Grießkörner hinzu. Diese verteilt man durch Rühren gleichmäßig in der Petrischale. Die Anschlüsse der Elektrodenplatten verbindet man mit einem Hochspannungsnetzgerät. Die Kabel sollten dabei fliegend verlaufen (evtl. Isolierstiele nutzen), um Überschläge und Kriechströme zu vermeiden. Anschließend Overheadprojektor einschalten und Bild auf der Wand scharfstellen.
Hinweise: Es gibt auch zugehörige Petrischalen, die außen eine Ringelektrode besitzen, die optional geerdet werden kann. Weiter ist es oft sinnvoll einen Pol auf Erde zu legen.
Durchführung
Beim Anlegen einer Hochspannung sieht man in der Draufsicht, wie sich die Grießkörner langsam zu Ketten formieren. Durch die Projektion mit dem Overheadprojektor ist dies für alle gut sichtbar. Auch nach dem Ausschalten der Spannung bleibt des "Feldlinienbild" der Grießkörner erhalten.
Für die nächste Anordnung einfach Elektrodenplatte tauschen und Grießkörner durch rühren wieder gleichmäßig verteilen.
Hinweis zur Funktionsweise: Grießkörner können in einem elektrischen Feld influenziert werden. Sie richten sich längs der Feldlinien aus und bilden dann auf Grund der gegenseitigen Anziehung Grießkörner-Ketten.
Beobachtung
Probleme der Darstellung
- Grundsätzlich können auf diese Art und Weise nur Feldlinienbilder zwischen unterschiedlich geladenen Körpern dargestellt werden.
- Feldlinien schneiden sich nicht - Grießkörnerketten tun dies teilweise schon.
- Auch verlaufen die Grießkörnerketten nicht exakt entlang einer Feldlinie, da die Lage der Grießkörnerkette sowohl durch die Feldrichtung (Kraft auf eine Probeladung) als auch durch die gegenseitige Beeinflussung der Grießkörner untereinander bestimmt wird. Feldlinien werden aber nur durch die Feldrichtung festgelegt.
Plastikfasern auf Karton
Aufbau
Auf ein kleines Tischchen werden vorgefertigte Kartons mit Metallelektroden gebracht, die von unten über je eine Nadel mit den Polen eines Hochspannungs-Netzgeräts (mind. 5 kV) verbunden werden (vgl. Abb. 3). Dann streut man Plastikfasern mit einem Salzstreuer gleichmäßig über die Kartons.
Infos zur Durchführung
Plastikfasern richten sich ebenfalls auf Grund ihrer länglichen Molekülstruktur in einem elektrischen Feld aus. Streut man sie mit einem Salzstreuer auf einen Karton, so bleiben sie in Feldrichtung liegen. Die typischen Kettenbildung wie bei Grießkörnern ist allerdings nicht so stark ausgeprägt. Man sollte beim Bestreuen die Spannung hoch einstellen, wenn man in größerer Entfernung der Elektroden streut, damit sie sich gut ausrichten, die Spannung aber reduzieren, wenn man in der Nähe der Elektroden streut, da sonst die Plastikfasern auf Grund der Influenzwirkung einfach zu den Elektroden gezogen werden.
Probleme der Darstellung
- Grundsätzlich können auf diese Art und Weise nur Feldlinienbilder zwischen unterschiedlich geladenen Körpern dargestellt werden.
- Die Dichte (Anzahl der Fäden pro cm²) von Plastikfasern sagt nichts über die Stärke des Feldes (Größe der Feldkraft) aus, sondern hängt nur von der Menge der draufgeschütteten Plastikfasern ab.
- Bei Feldlinienbildern zeichnet man die Feldlinien an Orten größerer Feldkraft enger zusammen als am Orten geringerer Feldkraft.