Übergreifend

Allgemeines und Hilfsmittel

Versuchsbeschreibung

  • Wie rundet man in der Physik eigentlich korrekt?
  • Wie wertet man eine Messreihe korrekt aus?
  • Wie stellt man eine Formel nach einer unbekannten Größe um?
  • Was ist eigentlich die wissenschaftliche Schreibweise?

Versuchsbeschreibung

Die genaue Beschreibung von Naturvorgängen bzw. von Experimenten ist eine wesentliche Aufgabe des Physikers. Es kommt auf genaue Beobachtung und klare Formulierung an. Die folgenden Stichpunkte sollen dir ein Hilfe für die Versuchsbeschreibung sein.

Mache dir während der Versuchsausführung knappe Notizen.

Überlege dir - ähnlich wie beim Deutschaufsatz - eine Gliederung der Beschreibung. Gliederungspunkte können sein:

 •   Ziel des Experiments

 •   Aufbau und Durchführung

 •   Beobachtung

Formuliere deine Beobachtungen in klaren, knappen Sätzen.

Konzentriere dich auf das Wesentliche. Nebensächlichkeiten brauchen nicht beschrieben werden.

Die Beschreibung wird meist durch eine instruktive, beschriftete Skizze erleichtert. Oft ist es auch sinnvoll die Versuchsergebnisse in Form eines Diagramms darzustellen. Beachte hierzu die Hinweise zur Erstellung von Diagrammen.

Trenne streng zwischen Beobachtung und Erklärung des Versuches.

Bei der Erklärung eines Versuchsergebnisses kommt es darauf an die Gedankenkette, die zur Erklärung eines Versuches führt, klar und übersichtlich darzustellen. Dabei musst du in der Regel auf schon Gelerntes zurückgreifen. Oft muss man mit den Messergebnissen zuerst eine Rechnung anstellen, um zu einer sinnvollen Deutung zu gelangen. In diesem Fall sind die Hinweise zum Rechnen mit physikalischen Größen zu beachten. Zwischen der "Erklärung" eines Versuches und der "Begründung" eines Sachverhaltes in der Mathematik besteht eine enge Verwandtschaft: logisches Argumentieren ist gefragt!

Beispiel 1: Verzwickter Stromkreis

Ausgangssituation: Du bekommst von der Lehrerin, dem Lehrer eine elektrische Schaltung vorgeführt, in der drei Lämpchen und vier Schalter in einer für dich ungewohnten Art an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Der Stromkreis ist mit einer Schmelzsicherung für Überlastung geschützt. In zwei voneinander getrennten Versuchen werden zunächst geöffnete Schalter geschlossen.

Deine Aufgabe besteht darin, den Schaltkreis in einer übersichtlichen Schaltskizze darzustellen und kurz zu erläutern. Schließlich ist auf die spezielle Stellung der Schalter in den beiden Teilversuchen einzugehen und der Helligkeitszustand der Lampen (Lampe leuchtet bzw. leuchtet nicht) zu beschreiben. Getrennt von der Versuchsbeschreibung folgen dann jeweils die Deutungen der Teilversuche.

Die in nebenstehender Skizze dargestellte Schaltung enthält drei gleichartige Lämpchen L1, L2 und L3. Mit den Schaltern S1, S2, S3 und S4 können verschiedene Zustände in der Schaltung hergestellt werden. Zur Versorgung dient eine Gleichspannungsquelle (4,5V). In der Hauptleitung befindet sich eine Sicherung, welche den Kreis vor Überlastung schützen soll.

Hinweise

Bei der Schaltskizze ist auf normgerechte Ausführung zu achten.

Wenn die Kenndaten der Lämpchen bekannt wären, sollte man diese im Einleitungstext noch erwähnen.

1. Versuch

Versuchsdurchführung: S1 und S4 werden geschlossen (S2 und S3 sind noch geöffnet).

Beobachtung: L1 und L3 leuchten nicht, L2 leuchtet.

Erklärung

Der geschlossene Schalter S1 überbrückt L1 (Kurzschluss). Der gesamte Strom fließt über den Schalter und nicht durch die Lampe, welche einen Widerstand darstellt.

Die Lampe L3 leuchtet nicht, da sie in keinem geschlossenen Stromkreis liegt.

Die Lampe L2 leuchtet. Sie liegt in einem geschlossenen Kreis, in dem der Strom vom Pluspol über die Sicherung, den Schalter S1, die Lampe L2 und den Schalter S4 zum Minuspol der Quelle fließt.

Hinweis: Die Skizze mit den veränderten Schalterstellungen und der leuchtenden Lampe muss nicht unbedingt gezeichnet werden. Allerdings unterstützt sie die Anschaulichkeit.

2. Versuch

Versuchsdurchführung: S3 und S4 werden geschlossen (S1 und S2 sind noch geöffnet).

Beobachtung: Alle drei Lampen leuchten. L2 und L3 leuchten gleich hell, aber nicht so hell wie L1.

Erklärung

Der Strom fließt vom Pluspol über die Sicherung durch L1, teilt sich dann auf die aus L2 bzw. L3 und S3 bestehenden, parallelgeschalteten Kreise auf und fließt schließlich über S4 zum Minuspol.

Durch L2 bzw. L3 fließt jeweils die Hälfte des Stromes der durch L1 fließt. Dadurch leuchten L2 und L3 gleichhell, aber weniger hell als L1.

Hinweis: Die Skizze mit den veränderten Schalterstellungen und den leuchtenden Lampen muss nicht unbedingt gezeichnet werden. Allerdings unterstützt sie die Anschaulichkeit.

Beispiel 2: Leitfähigkeit von Wasser

Ausgangssituation: Du bekommst von der Lehrerin, dem Lehrer zwei Versuche vorgeführt wie sie in den nebenstehenden Bildern angedeutet sind. Sie dienen der Untersuchung der Leitfähigkeit von Wasser.

Deine Aufgabe besteht darin, die Schaltkreise in übersichtlichen Schaltskizzen darzustellen und den Aufbau kurz zu erläutern. Beschreibung des jeweiligen Versuchsergebnisses. Getrennt von den Versuchsbeschreibungen folgen dann jeweils die Erklärungen der Teilversuche. Aus dem Vergleich der beiden Versuche ist eine Aussage über das Leitverhalten von Wasser zu machen.

1. Versuch

Aufbau und Durchführung: In das Wasser (welches sich in einem Becherglas befindet) werden zwei Metallelektroden getaucht, die sich nicht berühren. Die Niederspannungsquelle wird in nebenstehender Skizze als Flachbatterie dargestellt, zum Nachweis des Stromes wird ein Glühlämpchen in den Kreis geschaltet.

Beobachtung: Das Glühlämpchen leuchtet nicht.

Erklärung (Aufgrund des nicht leuchtenden Glühlämpchens sind mehrere Deutungen möglich)

Wasser ist ein Nichtleiter, daher fließt kein Strom und das Lämpchen leuchtet nicht.

Bei der relativ geringen Batteriespannung und dem vergleichsweise unempfindlichen Stromindikator "Glühlämpchen" ist der Nachweis des geringen Stroms nicht möglich.

2. Versuch

Aufbau und Durchführung: In das Wasser (welches sich in einem Becherglas befindet) werden zwei Metallelektroden getaucht, die sich nicht berühren. Als Spannungsquelle dient ein Netzgerät (ca. 100V), zum Nachweis des Stromes wird ein Glimmlämpchen in den Kreis geschaltet.

Beobachtung: Das Glimmlämpchen leuchtet.

Erklärung: Aufgrund der höheren "Voltzahl" der Spannungsquelle und des empfindlichen Stromindikators "Glimmlampe" kann nachgewiesen werden, dass Wasser den Strom leitet.

Fazit: Aufgrund des 1. Versuchs könnte man - vordergründig - schließen, dass Wasser ein Nichtleiter ist. Mit solchen Aussagen muss jedoch sehr vorsichtig sein und z.B. die Empfindlichkeit der Nachweisgeräte oder die "Stärke" der Spannungsquelle berücksichtigen.

Druckversion