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===Praktikum: Umkehrung des Fotoeffekts in einer LED===
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;Aufbau
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<gallery widths=180px heights=120px  perrow=4>
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Bild:Quanten_h-Bestimmung_LED_Versuchsaufbau_klein.jpg|[[Media:Quanten h-Bestimmung LED Beobachtung Messung rote Diode 635nm.ogg|Video einer Messung]]
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==Praktikum: Ein elektrischer Stromkreis==
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Bild:Quanten_Messung_h_LED_Schaltplan.png|Der Schaltplan
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Bild:Fotoeffekt_umgekehrt_Leuchtdioden.jpg|Alternativer Aufbau mit einem Netzgerät und integrierter Spannungsanzeige.
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|style="vertical-align:top;"|  
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</gallery>
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;Material für alle Aufgaben:
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*1 Flachbatterie 4,5V
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*1 Lämpchen
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*1 Fassung
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*1 Schalter
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*4 Kabel mit Krokoklemmen
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<math>\qquad \qquad</math>
  
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Man betreibt Leuchtdioden verschiedener Farben an unterschiedlichen Spannungen. Dabei beobachtet man deren Helligkeit und misst die Stromstärke. Die Diode mit einer Wellenlänge von 960nm beobachtet man mit Hilfe einer Digitalkamera, weil sie, wie die meisten Fernbedienungen, unsichtbares Infrarot-Licht aussendet.
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|style="vertical-align:top;"|
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;A1 Ein Glühlämpchen
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Bringe jeweils das Lämpchen zum Leuchten.
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<br>Zeichne für a) – c) jeweils deinen (funktionierenden) Aufbau ins Heft.
  
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Die anliegende Spannung kann man gut mit einer 4,5V Flachbatterie und einer regelbaren Spannungsteilerschaltung einstellen. '''Damit die Dioden nicht überlastet werden können, sollte man unbedingt den <math>100\,\rm \Omega</math> Vorwiderstand verwenden!'''
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Das Material, das Du verwenden darfst:
  
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Das Voltmeter wird ohne den Vorwiderstand direkt parallel zur Diode geschaltet, das Ampèremeter in Reihe zur LED.
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:'''a)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen
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:'''b)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel
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:'''c)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel, 1 Lampen-Fassung
  
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Oder: Man lädt einen Kondensator (100 mikroF) mit 3V auf und betreibt damit verschiedenfarbige LEDs.
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;A2 Leitfähigkeit
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Baue die abgebildete Schaltung auf, mit der du überprüfen kannst, ob andere Gegenstände den elektrischen Strom leiten.
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:a) Erkläre wie die Schaltung die Leitfähigkeit nachweist.
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:b) Untersuche die Gegenstände aus der Tabelle und weitere 5 Stück.
  
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;Beobachtung
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Unterhalb einer Mindestspannung leuchten die LEDs nicht mehr und die Stromstärke sinkt auf 0A. Bei rotem Licht ist die Mindestspannung kleiner als bei blauem Licht.
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{|class="wikitable" style="text-align: center"
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!style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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Gegenstand
  
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Messwerte:
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! style="border-style: solid; border-width: 4px;"|
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Lichtfarbe                        | IR  | rot | rot | gelb| grün| blau|
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Material
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Wellenlänge (nm)                  | 950 | 660 | 635 | 585 | 560 | 465 |
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Mindestspannung mit Ampèremeter (V)|    |    |    |    |    |    |
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Mindestspannung mit Auge (V)      |    |    |    |    |    |    |
+
  
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Die LED leuchtet kurz auf, aber der Kondensator entlädt sich nicht vollständig, es bleibt eine Mindestspannung erhalten. Diese Restspannung ist bei der roten LED kleiner als bei der blauen LED.
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! style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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Leitet den Strom <br>(Ja | Nein)
  
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Messwerte:
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|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
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Scherenklinge
  
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Wellenlänge (nm)    |
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|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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Restspannung (V)     |
+
Eisen (Stahl)
  
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;Auswertung
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|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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Man trägt die Spannung über die Energie auf.
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Daraus lässt sich das Plancksche Wirkungsquantum bestimmen.
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|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Scherengriff
  
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==Links==
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|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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* [http://www.youtube.com/watch?v=eO6JaaBhn-M Video: Versuch: Umkehrung des Photoeffekts in einer Leuchtdiode (LED)] (englisch ; youtube.com: "Planck Constant")
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Kunststoff
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*Diese [http://www.youtube.com/watch?v=M2xKVH3QMDw 3D-Animation] erklärt den Aufbau und die Funktion einer LED. (Thomas Schwenke, youtube.de)
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*[http://www.leifiphysik.de/web_ph10/versuche/15led/index.htm Übersichtliche Informationen zu Leuchtdioden] über Funktionsweise, Aufbau und Anwendung. (LEIFI)
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|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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*[http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode Wikipedia: Leuchtdiode]
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* [http://www.led-info.de/grundlagen/leuchtdioden.html Umfassende Informationen zu Leuchtdioden] über Funktionsprinzip, Herstellung, Einsatz, Einkauf,... (Hauke Haller, led-info.de)
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|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
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Bleistiftmine
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|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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Graphit
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|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
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[[Datei:Zeichnung Leitfähigkeit Stromkreis.jpg|400px]]
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;A3 Ein Schalter
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Baue in den Stromkreis von A1c einen Schalter ein. An welchen Stellen kannst du den Schalter einbauen?
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;A4 Schaltpläne
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Lies den Infotext „Zeichnen eines Schaltplans“ durch oder schaue auf [https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/einfache-stromkreise/grundwissen/vom-stromkreis-zum-schaltplan dieser Seite] nach und zeichne nach diesen Regeln einen Schaltplan zu A3.
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;A5 Kurzschlusschalter
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Anna und Bernd haben zweimal den Schalter so eingebaut, dass das Lämpchen leuchtet, wenn der Schalter geöffnet ist.
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*Baue die Schaltung auf und probiere den Schalter aus.
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*Schreibe auf, was du beobachtest.
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*Versuche zu erklären warum das Lämpchen dunkler wird, wenn man den Schalter schließt.
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<gallery widths=200px heights=180px  perrow=2>
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Bild:Schaltplan Kurzschlussschalter 1.png|
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Bild:Schaltplan Kurzschlussschalter 2.png|
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</gallery>

Aktuelle Version vom 30. April 2026, 09:15 Uhr

Praktikum: Ein elektrischer Stromkreis

Material für alle Aufgaben
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 1 Lämpchen
  • 1 Fassung
  • 1 Schalter
  • 4 Kabel mit Krokoklemmen

[math]\qquad \qquad[/math]

A1 Ein Glühlämpchen

Bringe jeweils das Lämpchen zum Leuchten.
Zeichne für a) – c) jeweils deinen (funktionierenden) Aufbau ins Heft.

Das Material, das Du verwenden darfst:

a) 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen
b) 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel
c) 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel, 1 Lampen-Fassung
A2 Leitfähigkeit

Baue die abgebildete Schaltung auf, mit der du überprüfen kannst, ob andere Gegenstände den elektrischen Strom leiten.

a) Erkläre wie die Schaltung die Leitfähigkeit nachweist.
b) Untersuche die Gegenstände aus der Tabelle und weitere 5 Stück.

Gegenstand

Material

Leitet den Strom
(Ja | Nein)

Scherenklinge

Eisen (Stahl)

Scherengriff

Kunststoff

Bleistiftmine

Graphit










Zeichnung Leitfähigkeit Stromkreis.jpg


A3 Ein Schalter

Baue in den Stromkreis von A1c einen Schalter ein. An welchen Stellen kannst du den Schalter einbauen?

A4 Schaltpläne

Lies den Infotext „Zeichnen eines Schaltplans“ durch oder schaue auf dieser Seite nach und zeichne nach diesen Regeln einen Schaltplan zu A3.

A5 Kurzschlusschalter

Anna und Bernd haben zweimal den Schalter so eingebaut, dass das Lämpchen leuchtet, wenn der Schalter geöffnet ist.

  • Baue die Schaltung auf und probiere den Schalter aus.
  • Schreibe auf, was du beobachtest.
  • Versuche zu erklären warum das Lämpchen dunkler wird, wenn man den Schalter schließt.
  • Schaltplan Kurzschlussschalter 1.png
  • Schaltplan Kurzschlussschalter 2.png
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