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==Fern- und Nahwirkungstheorie==
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;1) Das Feld als Vermittler einer Wechselwirkung
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:„Es ist undenkbar, dass leblose, rohe Materie auf andere […] Materie wirken sollte, ohne direkten Kontakt und ohne die Vermittlung von etwas anderem, das nicht materiell ist. Dass die Gravitation eine angeborene, inhärente und wesentliche (Eigenschaft) der Materie sein soll, so dass ein Körper auf einen anderen über eine Entfernung durch Vakuum hindurch und ohne die Vermittlung von etwas Sonstigem wirken soll, […], ist für mich eine so große Absurdität, dass ich glaube, kein Mensch, der eine in philosophischen Dingen geschulte Denkfähigkeit hat, kann sich dem jemals anschließen. Gravitation muss durch einen Vermittler erzeugt werden, welcher gleichmäßig nach bestimmten Gesetzen wirkt. Aber ob dieser Vermittler materiell oder immateriell ist, habe ich der Überlegung meiner Leser überlassen.“
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:(Brief von Isaac Newton an Richard Bentley von 1692/1693 - in: Herbert Westren Turnbull, The correspondence of Isaac Newton 1961, Vol. III, S. 253-254) <ref>„It is unconceivable that inanimate brute matter should (without the mediation of something else which is not material) operate upon and affect other matter without mutual contact; as it must if gravitation in the sense of Epicurus be essential and inherent in it. And this is one reason why I desired you would not ascribe innate gravity to me. That gravity should be innate inherent and essential to matter so that one body may act upon another at a distance through a vacuum without the mediation of any thing else by and through which their action or force may be conveyed from one to another is to me so great an absurdity that I believe no man who has in philosophical matters any competent faculty of thinking can ever fall into it. Gravity must be caused by an agent acting constantly according to certain laws, but whether this agent be material or immaterial is a question I have left to the consideration of my readers.“
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===Arbeitsauftrag===
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;Der Kondensator betreibt eine Lampe
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*Laden Sie den Kondensator mit der Batterie (AUF DIE POLUNG ACHTEN!) und betreiben mit dem Kondensator die LED oder das Glühlämpchen .
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:Notieren Sie Ihre Beobachtungen.
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:Erklären Sie Ihre Beobachtungen mit Hilfe eines Vergleichs zu einem aufgepumptem Fahrradreifen.
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;Messen des Lade- und Entladevorgangs
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*Bauen Sie den Stromkreis nach dem Schaltplan oder dem Vorbild auf.
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*Laden Sie einen vorher vollständig entladenen Kondensator mit einer Batterie auf.
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:Messen Sie während des Ladevorgangs die Spannung am Kondensator und den Ladestrom und tragen Sie Ihre Ergebnisse in eine Tabelle ein. Zu Beginn des Ladevorgangs ist es sinnvoll in kurzen Abständen zu messen, später reichen größere Zeitabstände. Der Kondensator gilt als geladen, wenn die Stärke des Ladestroms weniger als 5 mA beträgt.
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Zeit    t in sec  | 0 | 2 | 4 | 6 | ...
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Spannung    U in V |  |  |  |  | ...
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Stromstärke I in A |  |  |  |  | ...
  
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zitiert nach Wikipedia: [http://de.wikipedia.org/wiki/Fernwirkung_%28Physik%29 Fernwirkung (Physik)]</ref>
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:*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Spannungs und Stromstärkeverlaufs.
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:*Berechnen Sie mit Hilfe der Integration des Stromstärkeverlaufs den Verlauf der Ladung über die Zeit.
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:*Erstellen Sie ein Diagramm der Spannung über die Ladung.
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::Berechnen Sie daraus die in den Kondensator hineingeflossene Energie. (Siehe [[Das_Konzept_der_Energie#Berechnung_von_Energiemengen_bei_veränderlichem_Potential|Energie und Potential]])
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*Entladen Sie den Kondensator, indem Sie das Lämpchen betreiben.
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:Messen Sie während des Entladevorgangs wieder die Spannung und die Stromstärke:
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Zeit    t in sec  | 0 | 2 | 4 | 6 | ...
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Spannung    U in V |  |  |  |  | ...
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Stromstärke I in A |  |  |  |  | ...
  
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*Wie haben wir heute dieses Dilemma gelöst?
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:*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Spannungs und Stromstärkeverlaufs.
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*Welche weiteren Argumente sprechen gegen die Fernwirkungstheorie und für die Nahwirkungstheorie?
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:*Berechnen Sie mit Hilfe der Integration des Stromstärkeverlaufs den Verlauf der Ladung über die Zeit.
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:*Erstellen Sie ein Diagramm der Spannung über die Ladung.
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::Bestimmen Sie aus dem U-Q-Diagramm die Menge der über die Lampe abgegebenen Energie.
  
  
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;2) Formulierungen und Übersetzungen
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;Material
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Durch die verschiedenen Theorien hat man mindestens drei verschiedene Möglichkeiten den gleichen Sachverhalt auszudrücken:
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:Flachbatterie, Kroko-Kabel, Doppelschicht-Kondensator (5,5V/1F), LED, Lämpchen (4V/40mA), zwei Multimeter, Steckbrett, 4 Kabel, einige Steckverbindungen, 4 Verbindungsstangen mit Krokoklemmen, eine Stoppuhr,
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# als Fernwirkung
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# als Nahwirkung: "[[Fern-_und_Nahwirkungstheorie#Probekörper_im_Feld|Probekörper]]"
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# als Nahwirkung: "[[Fern-_und_Nahwirkungstheorie#"aktives"_Feld_mit_Zug-_und_Druckspannungen|aktives Feld]]"
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* Ordne die Aussagen einer der Theorien zu:
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==Links==
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:a) Sonne und Erde ziehen sich an.
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[http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelschichtkondensator Wikipedia: Doppelschichtkondensator]
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:b) Die Kompassnadel richtet sich im Erdmagnetfeld aus.
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:c) Der geriebene Luftballon zieht die Papierschnipsel an.
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:d) Apfel und Erde werden zueinandergezogen.
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:e) Die positiv geladene Kugel und die negativ geladene Kugel ziehen sich an.
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:f) Das Magnetfeld zwischen Nord- und Südpol zieht die beiden Pole aufeinander zu.
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* Formuliere die obigen Aussagen in allen drei Theorien.
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==Bää==
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kl
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==Feldenergie==
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Begründen Sie möglichst anschaulich, warum ein Feld Energie enthält, indem Sie Beispiele nennen, bei denen Energie ins Feld gesteckt oder herausgeholt wird.
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==Graphische Darstellung von Feldern==
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;1) Drei einfache Beispiele
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*Zeichnen Sie einige Feldlinien mit Pfeilen (rot) und Feldflächen (grün) ein.
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{|
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|
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a) geladene Kugel [[Datei:Aufgabe_Felder_Zeichnen_Zentralfeld.png|300px]]
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|
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b) Ringmagnet
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[[Datei:Aufgabe_Felder_Zeichnen_Ringmagnet.png|300px]]
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|
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c) Zwei Sonnen
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[[Datei:Aufgabe_Felder_Zeichnen_m_m.png|300px]]
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|}
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*Wie kann man anhand der Feldlinien und Feldflächen die anziehende Wirkung der beiden Magnetpole und der Massen erklären?
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*Zeichnen Sie in den obigen Abbidungen je drei kleine Probekörper ein und geben Sie die Art der Ladung an. Kennzeichnen Sie die Kraftwirkung auf die Probekörper durch je einen Pfeil.
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;2) und noch mehr Felder...
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*Zeichnen Sie das Feld folgender Situationen.
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:Erklären Sie jeweils mit Hilfe von Druck und Zugspannungen, wie das Feld zieht und drückt.
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#Ein langer Stabmagnet
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#Ein Scheibenmagnet
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#Eine "kleine" Ladung in einem homogenen Feld.
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#drei Stabmagnete aneinandergereiht
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#Erde und Mond
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#Ein Dipol mit großem und mit kleinem Abstand.
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#Ein Dipol mit ungleicher Ladungsverteilung. (Wie sieht der aus großer Entfernung aus?)
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==Fußnoten==
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<references/>
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Version vom 27. April 2017, 14:28 Uhr


Arbeitsauftrag

Der Kondensator betreibt eine Lampe
  • Laden Sie den Kondensator mit der Batterie (AUF DIE POLUNG ACHTEN!) und betreiben mit dem Kondensator die LED oder das Glühlämpchen .
Notieren Sie Ihre Beobachtungen.
Erklären Sie Ihre Beobachtungen mit Hilfe eines Vergleichs zu einem aufgepumptem Fahrradreifen.
Messen des Lade- und Entladevorgangs
  • Bauen Sie den Stromkreis nach dem Schaltplan oder dem Vorbild auf.
  • Laden Sie einen vorher vollständig entladenen Kondensator mit einer Batterie auf.
Messen Sie während des Ladevorgangs die Spannung am Kondensator und den Ladestrom und tragen Sie Ihre Ergebnisse in eine Tabelle ein. Zu Beginn des Ladevorgangs ist es sinnvoll in kurzen Abständen zu messen, später reichen größere Zeitabstände. Der Kondensator gilt als geladen, wenn die Stärke des Ladestroms weniger als 5 mA beträgt. 
Zeit     t in sec  | 0 | 2 | 4 | 6 | ... 
Spannung    U in V |   |   |   |   | ...
Stromstärke I in A |   |   |   |   | ...
  • Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Spannungs und Stromstärkeverlaufs.
  • Berechnen Sie mit Hilfe der Integration des Stromstärkeverlaufs den Verlauf der Ladung über die Zeit.
  • Erstellen Sie ein Diagramm der Spannung über die Ladung.
Berechnen Sie daraus die in den Kondensator hineingeflossene Energie. (Siehe Energie und Potential)
  • Entladen Sie den Kondensator, indem Sie das Lämpchen betreiben.
Messen Sie während des Entladevorgangs wieder die Spannung und die Stromstärke: 
Zeit     t in sec  | 0 | 2 | 4 | 6 | ... 
Spannung    U in V |   |   |   |   | ...
Stromstärke I in A |   |   |   |   | ...
  • Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Spannungs und Stromstärkeverlaufs.
  • Berechnen Sie mit Hilfe der Integration des Stromstärkeverlaufs den Verlauf der Ladung über die Zeit.
  • Erstellen Sie ein Diagramm der Spannung über die Ladung.
Bestimmen Sie aus dem U-Q-Diagramm die Menge der über die Lampe abgegebenen Energie.


Material
Flachbatterie, Kroko-Kabel, Doppelschicht-Kondensator (5,5V/1F), LED, Lämpchen (4V/40mA), zwei Multimeter, Steckbrett, 4 Kabel, einige Steckverbindungen, 4 Verbindungsstangen mit Krokoklemmen, eine Stoppuhr,

Links

Wikipedia: Doppelschichtkondensator

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