Physikprojekte

[Christoph E. (stoppi)]

Hallo!

In den letzten Jahren haben sich bei mir doch das eine oder andere 
Physikprojekt für die Schule (z.B. Abschlussarbeit) angehäuft. 
Vielleicht ist es auch für euch von Interesse.

Thematisch sind sie recht breit gestreut. Schwerpunkt liegt aber eher im 
Bereich Hochspannung, Radioaktivität und Sensoren für unterschiedliche 
physikalische Größen.

Hier mein YouTube-Kanal mit einigen Beispielen:

https://www.youtube.com/user/stopperl16/videos

Lg aus Österreich, stoppi

[Goldmann Sachse (Gast)]

Christoph E. schrieb:


> Thematisch sind sie recht breit gestreut. Schwerpunkt liegt aber eher im
> Bereich Hochspannung, Radioaktivität und Sensoren für unterschiedliche
> physikalische Größen.
>

Hast du vielleicht auch ein 'Experiment' auf Lager wie man aus
irgendeinen wertlosen Pulfer Gold machen könnte?
Das interessiert bestimmt nicht nur mich :-)

Bei den künstlichen  Diamanten hat man die Herstellung ja auch 
hinbekommen.

[Falk B. (falk)]

@Goldmann Sachse (Gast)

>Hast du vielleicht auch ein 'Experiment' auf Lager wie man aus
>irgendeinen wertlosen Pulfer Gold machen könnte?

Nennt sich Leerverkäufe und Investment Banking!
Dass DU das nicht weißt!!

[Goldmann Sachse (Gast)]

Falk B. schrieb:
> Nennt sich Leerverkäufe und Investment Banking!

Genau das ist ja das Problem, deshalb sind wir ja auf der Suche
nach etwas " Realen", um unsere Vorhaben zu unterfüttern.

Du weißt ja Kostendruck und Eigenkapitalquote ist halt ein riesen Thema, 
das ist ja auch der Grund warum wir hier das Forum scannen.
Nirgend wo sonst in den Foren gibt es solch kluge  Köpfe für reale Dinge
wie hier und zudem finanziell noch so genügsam.

Auf Grund der monetären Möglichkeiten die uns zugeschrieben sind,
kaufen wir halt was wir nicht besitzen.
(Wenn's denn sein muss auch dich ;-)

Wir befinden uns halt ganz oben auf der Finanz-Nahrungskette :)

[Rene H. (Gast)]

Da hat es sehr spannende Sachen dabei.

Respekt vor der Leistung.

Grüsse,
René

[Christoph E. (stoppi)]

Mein neuester Versuch zum Thema Ramsauer-Townsend-Effekt, welcher die 
quantenmechanische Streuung von Elektronen an Edelgasatomen beschreibt. 
Theoretisch kann dies etwa mittels Streuung an einem Potentialtopf 
gezeigt werden.

Die Streuung der Elektronen ist immer dann gering, wenn die Länge des 
Potentialtopfs ein ganzzahliges Vielfaches der halben de Broglie 
Wellenlänge des Elektrons ist. Mit zunehmender Anodenspannung erhöht 
sich der Impuls der Elektronen und vermindert sich deren Wellenlänge. So 
kommt es bei geringen Elektronenenergien zu einer verminderten Streuung, 
sprich der Anodenstrom besitzt ein Maximum...

[Walter T. (nicolas)]

Hallo Christoph,

die Versuche sehen interessant aus. Schade, dass sie mir vor zwei Jahren 
entgangen sind.

Mich würden Deine Beweggründe interessieren, warum Du die Projekte bei 
Youtube einstellst.

Ich habe vor ein paar Jahren auch überlegt/versucht, meine Projekte per 
Video zu beschreiben (Beweggrund waren klar Reichweite und die Aussicht 
auf ein paar Euro mehr in der Hobbykasse), dann aber festgestellt, dass 
Videos grob die zehnfache Arbeit wie die klassischen Text+Bilder sind, 
dabei aber massiv die Genauigkeit der Beschreibung leidet. Und dass mir 
selbst Projekt-Beschreibungen über Video massiv auf die Nerven gehen, 
weil das Tempo eigentlich immer unpassend ist (meist zu langsam). Ich 
bin dann reumütig zum klassischen "meine-Homepage"-Konzept 
zurückgekehrt.

Bei Dir sehe ich jetzt 70 Videos aus 6 Jahren. Was ist da Deine 
Erfahrung?

Viele Grüße
W.T.

[Christoph E. (stoppi)]

Hallo!

Also verdient habe ich mit meinen Videos noch keinen Cent... Höchstens 
damit schon mal bei Wettbewerben etwas gewonnen.

Mein Antrieb ist die Neugierde und die Herausforderung, physikalische 
Dinge experimentell mit möglichst einfachen Mitteln umzusetzen.

Ich dokumentiere meine Projekte eigentlich immer recht genau mittels 
Videos und Photos. Dies auch deshalb, damit meine Schüler zukünftig 
(falls sie eines meiner Projekte als Thema für ihre Abschlussarbeit 
ausgewählt haben) eine gute Anleitung vorfinden. Denn ohne genaue 
Vorgabe sind sie in der Regel heillos überfordert. Andererseits möchte 
ich ihnen auch keine 0815-Themen, die zumeist dann auch nur theoretisch 
abgehandelt werden, anbieten. Gerade die Kombination Theorie-Experiment 
macht es mMn aus...

Steckt aber alles in allem schon sehr viel Zeit und ein wenig Geld in 
meinen Projekten. Gehe aber deshalb nicht auf Betteltour über patreon 
wie etliche andere youtuber, die dann trotzdem nur Müll mit gekaufter 
Ware produzieren. 2018 habe ich z.B. nur für meine Experimente 1750 Euro 
ausgegeben. Und das, obwohl ich eigentlich über eBay oder aliexpress 
extrem günstig einkaufe. Die Arbeitszeit rechne ich am liebsten nicht 
dazu ;-) Aber als Hobby und Leidenschaft darf/soll man das ohnedies 
nicht tun...

Hier noch das Video zum Ramsauer-Townsend-Effekt: 
https://www.youtube.com/watch?v=oGhBZ8oLPBA&t=9s

[Pandur S. (jetztnicht)]

Zum Ramsauer-Townsend-Effekt. Sehr cool. Aber, wie kommt das Edelgas in 
die Roehre ?

[Christoph E. (stoppi)]

Das 2D21 Thyratron ist mit Xenon gefüllt...

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ah. Vielen Dank, das entging mir. Ich habe auch den Film nicht gesehen. 
Fuer mich waren Thyratrone Schaltroehren, um Radarpulse zu erzeugen, im 
MW Bereich..
Zum Film. Zielpublikum sind Physiker mit Elektronik Hintergrund, resp 
die verstehen was abgeht. Bei Nur-Physikern kommt an, dass man einen 
teuren Versuchsaufbau auch guenstiger machen kann.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Mit dem Flammenwerfer wäre ich vorsichtig, sowas könnte in Deutschland 
als verbotene Waffe durchgehen und wenn irgendein Kommissar Langeweile 
hat, kippt Dir morgens um 5 die Haustür in den Flur.

[Christoph E. (stoppi)]

Auf der Suche nach einer sinnvollen Anwendung meines Arduino-Barometers 
habe ich einen einfachen Versuch zum Thema Gasgesetze unternommen.

Nach Gay-Lussac gilt bei isochorer Zustandsänderung ja p/T = konstant.

Trägt man nun den Innendruck in Abhängigkeit von der Temperatur T (in 
°C) auf, so kann man durch Extrapolation den absoluten 
Temperaturnullpunkt bestimmen. Hat eigentlich nicht so schlecht 
funktioniert. Umgesetzt habe ich dies, indem ich die mit dem Barometer 
verbundene Messingkugel in einem geheizten Wasserbad versenkt habe.

Materialien:
* Messingkugel: 
https://www.ebay.com/itm/Wall-1mm-H62-Brass-Sphere-Polishing-Hollow-Ball-Home-Garden-Ornament/392194173742?_trkparms=aid%3D111001%26algo%3DREC.SEED%26ao%3D1%26asc%3D20160908105057%26meid%3D2da2d006d8564836ba7f2b2b0f0493c3%26pid%3D100675%26rk%3D4%26rkt%3D15%26mehot%3Dnone%26sd%3D264916080139%26itm%3D392194173742%26pmt%3D0%26noa%3D1%26pg%3D2380057%26brand%3DUnbranded&_trksid=p2380057.c100675.m4236&_trkparms=pageci%3A66651a84-1b8e-11eb-88c9-2e11d779fd0d%7Cparentrq%3A7f4a9ed61750aaee8c00004bfff59368%7Ciid%3A1
* Schlauchtüllen: 
https://www.ebay.com/itm/5pcs-Hose-Barb-I-D-4mm-x-M5-Male-Brass-Coupler-Splicer-Pipe-Fitting-Adapters/173407833621?_trkparms=aid%3D111001%26algo%3DREC.SEED%26ao%3D1%26asc%3D20160908105057%26meid%3D2da2d006d8564836ba7f2b2b0f0493c3%26pid%3D100675%26rk%3D3%26rkt%3D15%26mehot%3Dnone%26sd%3D264916080139%26itm%3D173407833621%26pmt%3D1%26noa%3D1%26pg%3D2380057%26brand%3DUnbranded&_trksid=p2380057.c100675.m4236&_trkparms=pageci%3A66651a84-1b8e-11eb-88c9-2e11d779fd0d%7Cparentrq%3A7f4a9ed61750aaee8c00004bfff59368%7Ciid%3A1


Als Drucksensor kommt der BMP085 zum Einsatz. Dieser ist aber eigentlich 
kaum mehr zu erwerben. Stattdessen gibt es seinen Nachfolger BMP180 
vielerorts für wenige Euro. Nachteil ist die nicht mehr zentral 
angeordnete Sensoröffnung. Dadurch wird es schwieriger, eine 
Schlauchtülle mit dem Sensor luftdicht zu verkleben. Auch muss man 
aufpassen, dass der Innendruck nicht merklich über 1100 mbar ansteigt. 
In meinem Fall musste ich bei 60°C Wassertemperatur stoppen.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Du musst ja auch nicht bei Normaldruck beginnen. zB mal auf 120 Grad 
Vorheizen. Dann Drucksensor anstecken und Abkuehlen.

[Christoph E. (stoppi)]

So, bin jetzt eigentlich fertig mit meiner Homepage rund um spannende 
Physikexperimente:

https://stoppi-homemade-physics.de/

Hoffentlich bin ich damit kein Kandidat für den aktuellen DSDSS-Bewerb 
(Deutschland sucht die schlimmste Seite)...

Großes Danke nochmals an Kolja für seine großartige Starthilfe.

[A. S. (achs)]

Whow, das ist ja der Wahnsinn! Chapeau!

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Das ist gut geworden mit den Physikexperimenten.

Wenn jetzt anstelle des Toilettenpapieres die Steichhölzer knapp werden 
sollten, wissen wir nun warum. ;o)

[Christoph E. (stoppi)]

Einen kleinen Van de Graaff Generator wollte ich schon immer einmal 
bauen. Klein deshalb, weil ich nicht der Gigantomanie verfallen bin und 
zudem meine Wohnung schon aus allen Nähten platzt aufgrund meiner 
Physikexperimente.

Der Aufbau ist sehr simpel und besteht aus einem 32mm PVC-Rohr, einem 
12V Motor, einem 12V-Netzteil mit step-down-converter, Fitnessband und 
einer Kugelelektrode mit Loch. Die beiden Bürsten oben und unten habe 
ich aus Kupferblech ausgeschnitten.

Die Funkenschlagweite beträgt ca. 4 cm, womit ich eigentlich mehr als 
zufrieden bin. Gekostet hat mich alles zusammen so um die 45 Euro...

Mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/van-de-graaff-generator/

[Christoph E. (stoppi)]

Zuletzt habe ich mich dann auch noch nebenbei mit dem Phänomen der sog. 
light whiskers - branched flow beschäftigt. Dieser Effekt wurde für 
sichtbares Licht erst 2020 von einem israelischen Forscherteam entdeckt 
worden.

Zwei deutsche Schüler haben sich auch im Rahmen von Jugend forscht mit 
diesem Effekt beschäftigt: 
https://www.jugend-forscht.de/projektdatenbank/lightwhiskersbranched-flow-of-light.html

Es gibt zwei unterschiedliche experimentelle Vorgangsweisen: Einmal wird 
Laserlicht über einen Lichtleiter in eine Seifenblasenhaut injiziert 
oder einfach mit einem tangential zur Seifenblase ausgerichteten 
Laserstrahl.

Es zeigen sich mit etwas Geduld schöne Lichtverästelungen. Diese sind 
aber aus 4 Gründen sehr schwer photographisch zu erfassen: Erstens weil 
die Seifenblasen relativ rasch wieder platzen, zweitens weil die 
Verästelungen sehr lichtschwach sind, drittens weil der Laserstrahl 
wirklich sehr genau ausgerichtet werden muss und viertens weil die 
Kamera Probleme mit dem Autofokus hat. Deshalb tritt auf meinen Photos 
der Effekt nicht so schön in Erscheinung wie etwa auf den im Internet 
präsentierten Bildern.

Mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/light-whiskers-branched-flow/

[Gerhard O. (gerhard_)]

Hallo Christoph,

Deine Arbeiten und Interesse finde ich echt inspirierend und toll. Mir 
geht es ähnlich. Zur Zeit beschäftige ich mit der Physik des Pendels um 
eine brauchbare Pendeluhr eigener Konzeption zu entwickeln.

In meiner Kindheit fand ich das Technische Museum in Wien und in München 
extrem interessant und inspirierend. In München hatten sie tolle Demos 
in Vitrinen die z.B. funktionierende Wilson Kammer zum Nachweis gewisser 
radioaktiver Strahlung oder eine animierte 400MHz Lecherleitung zur 
Demonstration von Stehenden Wellen, Antenne. Es war damals echt toll. 
Leider ist das nun alles weg. Das technische Museum in Wien wurde in den 
90er Jahren saniert, ehm, ich meine verschlimmbessert, weil viele tolle 
Zeitzeugen der elektrischen Geschichte entfernt wurden. In den 60er 
Jahren gab es dort so viel authentische Überbleibsel der elektrischen 
Entwicklung. Sogar einen Quecksilbergleichrichter hatten sie in einer 
Vitrine im Betrieb. Das bläuliche Leuchten und das Geräusch war schon 
urig.

Bin froh, daß ich nicht der Einzige bin der sich mit solchen Sachen 
beschäftigt.

Ein verstorbener Arbeitskollege, vor vielen Jahren, baute ähnlich wie Du 
Physik Demo Anordnungen speziell auf dem Gebiet der Elektrostatik. Es 
war faszinierend zu sehen wie z.B. Fallende Wassertropfen durch offene 
Konservendosen Neon Lampen zum Erleuchten bringen. Besuche dort waren 
immer sehr inspirierend. Seine Aufbauten sahen im Stil ähnlich aus wie 
Deine. Er hatte auch interessante Demos z.B. zum Wirbelstromeffekt. 
Leider konnte ich damals keine Bilder davon machen. Und nun ist er ja 
schon so lange tot. Wahrscheinlich wurde alles entsorgt. Und ja, er 
besuchte von Zeit zu Zeit Schulen um dort diese Sachen zu demonstrieren.

Gruß,
Gerhard

[Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)]

Wo, so einen Lehrer hätte ich auch gerne gehabt. Deine Schüler müssen 
dich lieben!

[Thomas T. (thomaas_68)]

Sehe ich auch so. In der Schulzeit hätte ich gerne solche Lehrer gehabt!

[Christoph E. (stoppi)]

Den klassichen Versuch zum Hallwachs- bzw. Photoeffekt musste ich 
natürlich auch einmal machen.
Das Elektroskop habe ich mir aus einem Nutellaglas und einer Alufolie 
selbst gebastelt. Der Plastikstab zum Aufladen kommt aus China, ebenso 
wie die Zinkplatte und die UV-C Lampe. Der Pullover stammt aus dem 
Kleiderschrank ;-)

Funktioniert eigentlich recht gut. Mit UV-C Lampe erfolgt die Entladung 
innerhalb ca. 1 Sekunde. Mit der 365 nm UV-Taschenlampe passiert wie zu 
erwarten war gar nichts. Die Grenzwellenlänge zur Ionisierung des Zinks 
liegt bei 286 nm, also über den 254 nm der UV-C Lampe und unter den 365 
nm der Taschenlampe.

Mittels der Teilchentheorie von Licht konnte der Photoeffekt erstmalig 
erklärt werden. Die Wellentheorie scheiterte daran.

Albert Einstein bekam 1921 den Nobelpreis in Physik nicht etwa für seine 
revolutionären Relativitätstheorien, sondern für seinen Beitrag zum 
lichtelektrischen Effekt.

Link zu meiner Homepage mit mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/photoeffekt/

[Markus M. (adrock)]

Ich habe mir Deine Homepage direkt gebookmarkt - falls ich mal 
Langeweile habe ;-) Wirklich sehr schön gemacht.

[Christoph E. (stoppi)]

Zum Thema Optik haben mir noch der elektro-optische (Pockels- bzw. 
Kerr-Effekt) und der magneto-optische Effekt (Faraday-Effekt) gefehlt.

Nun habe ich mich einmal dem elektrooptischen Effekt zugewandt. 
Grundlage dieses Effekts ist die Abhängigkeit des Brechungsindex n von 
der elektrischen Feldstärke. Beim Pockelseffekt ist diese Abhängigkeit 
linear, also n(E) = n_0 + S_1 * E, beim Kerr-Effekt hingegen 
quadratisch, also n(E) = n_0 + S_2 * E².

Normalerweise wird dieser Effekt mit nicht gerade ungefährlichen 
Flüssigkeiten wie Nitrobenzol durchgeführt und ist zudem noch 
schweineteuer 
(https://www.leybold-shop.at/physik/versuche-sek-ii-universitaet/optik/polarisation/kerr-effekt/untersuchung-des-kerr-effekts-an-nitrobenzol/vp5-4-4-1.html). 
Die dafür notwendigen elektrischen Spannungen liegen im BEreich von 
10-20 kV, also auch nicht gerade gebräuchlich...

Ich habe mich deshalb für Lithium-Niobat entschieden. Die entsprechende 
Pockels-Zelle gibt es für rund 60 Euro auf ebay.com aus Russland. Die 
hier notwendigen Spannungen liegen deutlich angenehmer im Bereich um die 
500 V. Hierfür hatte ich bereits ein regelbares Netzteil mit 
CCFL-Inverter in meinem Fundus.

Der Aufbau ist nun folgender: Der Laserstrahl trifft auf einen 
Polaisationsfilter. Dieser sorgt für linear polarisiertes Licht, welches 
auf die Pockelszelle trifft. Liegt dort keine Spannung U an, so laufen 
ordentlicher und außerordentlicher Strahl im doppelbrechenden Kristall 
gleich schnell und der Polarisationszustand ändert sich nicht. Dadurch 
kann der Laserstrahl einen hinter der Pockelszelle postierten und um 90° 
gedrehten Polarisationsfilter nicht passieren.

Legt man nun aber eine Spannung an die Pockelszelle an, so laufen 
ordentlicher und außerordentlicher Strahl durch den unterschiedlichen 
Brechungsindex n unterschiedlich schnell. Am Ende der Pockelszelle 
besitzen sie daher in der Regel einen Phasenunterschied. Bei der 
Überlagerung ergibt sich daher im allgemeinen elliptisch polarisiertes 
Licht. Dieses kann aber nun den zweiten Polarisationsfilter passieren 
und am Schirm wird der Laserstrahl wieder sichtbar.

Auf diese Weise steht einem ein sehr schneller, elektrisch steuerbarer 
Lichtschalter zur Verfügung.

Mehr zu diesem Thema auf meiner Homepage: 
https://stoppi-homemade-physics.de/elektrooptischer-effekt-pockels-bzw-kerrzelle/

Den magneto-optischen bzw. Faraday-Effekt gehe ich als nächstes an. Hier 
wird die Polarisationsebene des Lichts in einem in Richtung der 
Lichtausbreitung orientierten Magnetfeld gedreht...

[Christoph E. (stoppi)]

Zur Vervollständigung hier noch mein Versuch zum magneto-optischen 
Effekt bzw. Faraday-Effekt.

Läuft linear polarisiertes Licht durch ein in Ausbreitungsrichtung 
orientiertes Magnetfeld, so dreht sich die Polarisationsebene abhängig 
von der Stärke des Magnetfelds.

Mein Magnetfeld erzeuge ich mittels einer Zylinderspule mit rund 560 
Windungen. Bei 20V beträgt die Stromstärke rund 5A. Als Medium verwende 
ich Olivenöl. Vor und hinter der Spule unter Öl befindet sich ein 
Polarisationsfilter.

Kreuzt man beide und schaltet dann den Spulenstrom ein, so kommt es zu 
einer geringen Veränderung der Helligkeit, da sich ja die 
Polarisationsebene leicht gedreht hat. Der Effekt ist nicht gerade 
überwältigend, aber man erkennt zumindest eine Veränderung.

Mehr Informationen hier: 
https://stoppi-homemade-physics.de/magnetooptischer-effekt-faradayeffekt/

[Christoph E. (stoppi)]

Vor einigen Tagen habe ich wieder versucht, Astronomie mit Smartphone 
und Fernglas zu betreiben. Ausgesucht habe ich mir die Andromedagalaxie 
M31. Trotz der äußerst einfachen Ausrüstung und der alles andere als 
idealen Rahmenbedingungen, ich fotografierte mitten in einer Stadt mit 
290.000 Einwohnern mit dementsprechend starker Himmelsaufhellung, bin 
ich mit dem Ergebnis mehr als zufrieden. Man erkennt nicht nur die 
Begleitgalaxien M32 und M110, sondern auch ansatzweise Staubbänder in 
der Andromedagalaxie.

Insgesamt habe ich 255 Bilder mit einer Gesamtbelichtung von 12min 45sek 
aufgenommen und mit DeepSkyStacker gestackt. Die Nachbearbeitung 
erfolgte mit Gimp.

Mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/astrofotografie-mit-smartphone-fernglas/

[DANIEL D. (hiege)]

Christoph E. schrieb:
> Vor einigen Tagen habe ich wieder versucht, Astronomie mit Smartphone
> und Fernglas zu betreiben. Ausgesucht habe ich mir die Andromedagalaxie
> M31. Trotz der äußerst einfachen Ausrüstung und der alles andere als
> idealen Rahmenbedingungen, ich fotografierte mitten in einer Stadt mit
> 290.000 Einwohnern mit dementsprechend starker Himmelsaufhellung, bin
> ich mit dem Ergebnis mehr als zufrieden. Man erkennt nicht nur die
> Begleitgalaxien M32 und M110, sondern auch ansatzweise Staubbänder in
> der Andromedagalaxie.

Hätte nicht gedacht dass man das in der Stadt hinbekommt. Aber Andromeda 
und Orion sind ja die welche man relativ gut finden kann. Was ich auch 
immer sehr schön finde sind diese Kugelsternhaufen, früher hatte ich mal 
einen Dobson, aber mit viel Straßenbeleuchtung im Garten natürlich 
schwachsinnig, und da hatte ich keinen Führerschein weil jung.

Ich weiß auch leider den Namen der Kugelsternhaufen nicht, die immer 
irgendwo in der Milchstraße immer so gut zu sehen waren.

[Christoph E. (stoppi)]

>Ich weiß auch leider den Namen der Kugelsternhaufen nicht, die immer
>irgendwo in der Milchstraße immer so gut zu sehen waren.

Der bekannteste Kugelsternhaufen ist wohl M13 im Sternbild Herkules. 
Daneben findet man gleich den wie ich finde sehr schönen M92, dann M3 im 
Sternbild Bootes oder M15 im Sternbild Pegasus.

M3 habe ich auch schon mit Smartphone + Feldstecher aufgenommen. Durch 
die Kleinheit ist das Ergebnis aber eher unscheinbar. Offene Sternhaufen 
wie die Plejaden gehen dann sicher wieder besser mit dieser Ausrüstung.

Ich habe mir auch noch eine gebrauchte Montierung mit Nachführung in 
Rektaszension gekauft. Hat mich nur 70 Euro gekostet. Dazu dann noch 
eine Digitalkamera Canos EOS 1100d und etwas Zubehör (Intervallauslöser 
usw.). In Summe waren dies inkl. Kamera nicht einmal 280 Euro. Damit 
möchte ich in den nächsten Tagen mein Glück probieren. Hierfür fahre ich 
aber an einen verhältnismäßig dunklen Standort...

[DANIEL D. (hiege)]

Christoph E. schrieb:
> Der bekannteste Kugelsternhaufen ist wohl M13 im Sternbild Herkules.
> Daneben findet man gleich den wie ich finde sehr schönen M92, dann M3 im
> Sternbild Bootes oder M15 im Sternbild Pegasus.

Ich glaube das war der M3 weil es nämlich ein offener war, also auch im 
Zentrum waren alle Sterne einzeln zu erkennen.

Die Plejaden sind natürlich gut zu finden da mit bloßem Auge sichtbar. 
Momentan habe ich nur einen ganz billigen Refraktor 70/900 auf extrem 
Wackeliger EQ1 montierung. Das war mal so ein vergünstigtes 
Ausstellungsstück für wirklich sehr wenig Geld. Damit schaue ich von der 
Dachterrasse aus ab und zu auf Jupiter und Saturn. Aber der Balkon 
besteht aus diesen Steinplatten und da runter sind Gummimatten. Alles 
sehr ungünstig aber ab und zu muss man sich doch mal die Sterne ansehen.

Wenn ich mal wieder zu Geld komme, werde ich mir erstmal ein 
ordentliches lichtstarkes Fernglas kaufen. Einfach nur Milchstraße 
ansehen ist schon verdammt cool.

Du machst es richtig, die Montierung ist echt das Wichtigste!

[Christoph E. (stoppi)]

Bevor ich experimentell etwas kürzer trete, "arbeite" ich noch meine 
Projektliste ab.

Darauf befand sich auch die Umsetzung einer günstigen 
Raman-Spektroskopie. Zur Theorie habe ich hier alles umfangreicher 
zusammengefasst:

https://stoppi-homemade-physics.de/raman-streuung/

Gleich vorweg: Die Raman-Streustrahlung ist äußerst schwach. Ich musste 
mit meinem Smartphone bzw. meiner Digitalkamera zwischen 20-30 Sekunden 
belichten. Vor allem das Spektrum ist dann noch einmal eine Stufe 
schwächer, da das Beugungsgitter das Licht natürlich in mehrere Spektren 
aufspaltet.

Zuerst machte ich den Fehler, die Fluoreszenzstrahlung des 
Küvetten-Plastiks mit der Ramanstrahlung zu verwechseln. Erstere liefert 
ein kontinuierliches Spektrum ist um einiges heller. Dieser Fehler 
geschah, da ich den Laserstrahl nicht gut auf die Küvette ausrichtete 
und dieser dann durch die Frontfläche der Küvette verlief.

Heute habe ich dann den Laserstrahl wirklich mittig ausgerichtet, sodass 
er schön durch das Propanol verlief...

Bei wie gesagt Belichtungszeiten bis zu 30 Sekunden wurde dann das 
Ramanspektrum sichtbar. Mit der Freeware ImageJ habe ich dann das 
Intensitätsprofil für das Spektrum aufgenommen. Zuvor musste ich mein 
Smartphone-Spektroskop natürlich mittels Lichtquellen bekannter 
Wellenlänge (3 Laser mit lambda = 405 nm, 532 nm und 650 nm) 
kalibrieren. Das ist nicht extrem genau aber es geht einigermaßen.

Dann habe ich aus den Abständen der Pixel zum Ort des Maximums 0-ter 
Ordung und dem Kalibrierfaktor (0.3122 nm/Pixel) die Wellenlänge des 
Spektrums berechnet und dann noch die Raman-Verschiebung 1/450nm - 
1/lambda.

Das erhaltene Spektrum ist jetzt nicht gerade berauschend und genau, 
aber man erkennt zumindest die beiden größten peaks bei rund 950 cm^-1 
und 2600 cm^-1.

Angesichts meines sehr einfachen und günstigen Aufbau bin ich mit den 
Ergebnissen aber zufrieden. Alleine der Raman-Filter kostet 
normalerweise über 250 Euro, meiner hat nur 19 USD gekostet. Auch 
verwende ich als Spektroskop mein Smartphone. Normalerweise benötigt man 
ein sehr sensibles Liniensensor-Spektroskop, was auch erst ab ca. 
300-400 Euro zu haben ist. Aber wie immer ging es mir um eine simple und 
vor allem kostengünstige Umsetzung...

[Christoph E. (stoppi)]

Nach dem vom Ergebnis her wenig erfolgreichen Einstein-de Haas Versuch 
waren meine beiden Experimente zum Zeemaneffekt leider auch nicht von 
Erfolg gekrönt.
Im ersten Experiment versuchte ich den Zeemaneffekt mit meinem 
Fabry-Perot-Interferometer darzustellen. Leider war mein Magnetfeld zu 
schwach und die Auflösung des Interferometers zu gering. Beim zweiten 
Experiment ging es darum, eine Veränderung des Schattens einer 
Natriumflamme im Licht einer Natriumdampflampe festzustellen, wenn die 
Flamme einem Magnetfeld ausgesetzt wird. Während andere mit einem sehr 
starken Elektromagneten Erfolg hatten, versuchte ich es auf eine 
einfachere Art mittels Permanentmagneten.

Leider konnte ich nicht wirklich viel beobachten, wenn ich die 
Natriumflamme ins Magnetfeld brachte. Vielleicht gehe ich diesen Versuch 
doch noch mit einem Elektromagneten an. Einen selber zu bauen scheidet 
aber aufgrund mangelnder Möglichkeiten zur Metallbearbeitung aber fast 
aus...

https://stoppi-homemade-physics.de/zeeman-effekt/

Danach habe ich meinen Rutherford-Streuversuch herausgekramt, da ich ja 
mittlerweile eine Vakuumpumpe besitze. Mit dieser nahm ich dann die 
Zählrate in Abhängigkeit vom Streuwinkel auf. Ich erhalte ähnliche 
Ergebnisse wie eine Quelle im Internet. Auch bei mir sinkt die Zählrate 
für Winkel >= 10° massiv ab. Darüber beläuft sich die Zählrate auf nur 
rund 0.3 cpm.

https://stoppi-homemade-physics.de/rutherford-streuexperiment/

Mein neuestes Projekt behandelt den Bau eines einfachen Fluorimeters. 
Dabei beziehe ich mich weitestgehend auf einen bei AATiS erschienenen 
Artikel im aktuellen Praxisheft 32 von Oliver Happel: 
https://www.aatis.de/content/bausatz/AS662_Fluorimeter

Als Lichtdetektor kommt bei mir der Sensor TSL252R zum Einsatz, da ich 
diesen noch in meiner Bastelkiste habe und er sehr einfach angesteuert 
und ausgelesen werden kann. Untersuchen werde ich Fluorescein und Chinin 
und zumindest bei ersterem die Fluoreszenzintensität in Abhängigkeit von 
der Konzentration aufnehmen...

https://stoppi-homemade-physics.de/fluorimeter/

Was steht weiters noch an? Für meinen Selbstbau-Piranisensor warte ich 
noch auf ein analoges 5mA-Amperemeter, für mein Spektroskop mit 
Lichtleitereinkopplung auf das Metallgehäuse und für meinen 
longitudinalen Stickstofflaser auf das Vakuumventil zum Einstellen des 
gewünschten Drucks (rund 10 mbar).

[Christoph E. (stoppi)]

Den Versuch werden eventuell schon einige kennen, aber ich finde ihn 
einfach genial. Denn wer kommt schon auf die Idee, die 
Lichtgeschwindigkeit mit einer Mikrowelle und einer Schokolade zu 
bestimmen. Funktioniert aber wirklich nur sollte man erstens besser eine 
Kochschokolade verwenden und zweitens die Mikrowelle nicht lange 
einschalten. Denn das gibt wie bei mir eine ordentliche Sauerei...

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Christoph E. schrieb:
> Denn das gibt wie bei mir eine ordentliche Sauerei...

Den gleichen Versuch kann man auch mit einer Scheibe Käse machen. Das 
Ergebnis ist das Gleiche, aber die Sauerei ist geringer. 🙂

[Christoph E. (stoppi)]

Heute testete ich erstmalig meinen longitudinalen Stickstofflaser. Und 
siehe da, bei rund 5-15 mbar und einer Spannung von um die 18 kV fing er 
auch an zu lasern. Damit die Funkenstrecke nicht zu laut ist, habe ich 
ihr ein Verhüterli aus einem Schlauchstück verpasst. Der negative Pol 
des Diodensplittrafos muss natürlich geerdet werden, sonst gibt es 
intern am Trafo Überschläge!

Der Laserpunkt ist schön rund aber nicht extrem hell. Im abgedunkelten 
Raum sieht man ihn aber sehr deutlich. Den passenden Druck stelle ich 
mit einem billigen Ventil aus der Aquariumabteilung ein...

Mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/stickstofflaser-longitudinal/

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Christoph E. schrieb:
> Der Laserpunkt ist schön rund aber nicht extrem hell.

Wenn man die Einschussstelle stark vergrößert und mehr Kontrast drauf 
gibt, dann sieht es so aus, als ob der Laser bei der Deutschen Bank eine 
200mm starke Tresortür aus Stahl zum Schmelzen bringt.

[Christoph E. (stoppi)]

Hier noch mein Protactiniumgenerator fürs Schulphysiklabor zur 
Bestimmung der angenehm kurzen Halbwertszeit (70 sek) von Pa-234. 
Benötigt werden folgende Substanzen/Teile:

* 1-2 g Uranylnitrat
* 33%ige Salzsäure
* Methylisobutylketon oder Isoamylacetat
* (destilliertes) Wasser
* einen Geigerzähler

Link: https://stoppi-homemade-physics.de/protactiniumgenerator/

[Peter F. (toto)]

Hallo stoppi,ich habe noch ein schönes Experiment für dich.
Messung des Photonenspins.
http://theorie.physik.uni-konstanz.de/lsfuchs/lectures/ik405/blatt3.pdf
(ab Seite 2)
Im Netz findet man recht wenig dazu. Das Experiment wurde von Richard 
Beth 1936 durchgeführt.
https://vixra.org/pdf/0703.0039v1.pdf

Die praktische Umsetzung dürfte mal wieder schwierig werden.
Aber mit Torsionspendeln hast du ja mittlerweile Erfahrung ;-)
Vielleicht könntest du für den Versuch einen zirkularen 
Polaristionstfilter aus der Phototechnik nutzen? Der praktischerweise 
aus einem linearen Polfilter mit einer um 45 Grad verdrehtem 
Lamda/4-Platte besteht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Polarisationsfilter#Zirkulare_Polarisationsfilter

[Christoph E. (stoppi)]

Danke Peter für den Vorschlag. Muß ich mir genauer anschauen und 
abwägen, ob es für mich mit vertretbaren Aufwand machbar ist oder nicht 
;-)

In den letzten Wochen habe ich mich mit Radioastronomie beschäftigt und 
meine Wohnung dank einer Satellitenschüssel noch voller gemacht als sie 
ohnehin schon war.

Mit einer solchen Schüssel + Satellitenfinder + Arduino habe ich dann 
das wohl einfachste Projekt zur Radioastronomie umgesetzt. Auf die Sonne 
ausgerichtet erhöht sich der Pegel und ich kann auf diese Weise ohne 
nachgeführter Montierung einen Sonnentransit beobachten. Dies ist mir 
auch gelungen und mein Graph weist sogar eine Besonderheit in Form einer 
Beule auf. Ob dies durch eine kurzfristig veränderte Sonnenaktivität 
bedingt ist, kann ich nicht mit Bestimmtheit sagen. Die 
Sonnenaktivitätsverläufe im Internet betrachtend war zur gegebenen Zeit 
wirklich eine geringe Steigerung verzeichnet.
Da ich wie gesagt keine Montierung verwende, konnte ich die 
Satellitenschüssel nur dermaßen auf die Sonne ausrichten, dass der Pegel 
maximal wurde. Danach habe ich die Stellung nicht mehr verändert und den 
schwächer werdenden Pegel aufgezeichnet.

Da mich dieses doch sehr profane Ergebnis natürlich nicht gerade vom 
Hocker haut, habe ich mich nach weiteren Radioastronomieprojekten 
umgeschaut und bin sehr schnell auf die Detektion der 21cm-Strahlung des 
Wasserstoffs gestoßen. Genau dies möchte ich auch umsetzen und zwar mit 
einer 2.4 GHz-Wlan-Antenne, einem LNA und einem RTL-SDR-USB-Stick. Die 
Antenne befindet sich bereits bei mir im Schlafzimmer (wie gesagt sind 
alle anderen Räume mittlerweile besetzt) und der speziell auf die 1420 
MHz abgestimmte Verstärker ist auch schon auf dem Weg zu mir. Den 
RTL-SDR-USB-Stick habe ich über ebay-kleinanzeigen um 40 Euro gekauft. 
Die WLAN-Antenne hat mich 35 Euro gekostet und der LNA + USB-Kabel 
kostet 65 Euro. Dazu noch einige SMA-Adapter, welche in Summe um die 8 
Euro kosten. Macht zusammen etwa 150 Euro für dieses Projekt.

Hier die Seite, welche mich zu diesem Projekt inspiriert hat bzw. eine 
Anleitung dafür liefert: 
https://www.rtl-sdr.com/cheap-and-easy-hydrogen-line-radio-astronomy-with-a-rtl-sdr-wifi-parabolic-grid-dish-lna-and-sdrsharp/

Ich habe die einzelnen Schritte auf meiner Homepage auch dokumentiert: 
https://stoppi-homemade-physics.de/radioastronomie/

Link zum LNA (low noise amplifier): 
https://www.amazon.de/Nooelec-SAWbird-H1-Premium-S%C3%A4gefilter-Wasserstoffleitungsanwendungen/dp/B07XPV9RX2/ref=pd_sbs_sccl_2_2/259-0157837-0331545?pd_rd_w=qnhqX&pf_rd_p=dd7cdb0d-7d18-43ba-a06d-a9f4cc6bae51&pf_rd_r=V9NWWX5VG0X6WQ8JJBVP&pd_rd_r=1a460188-8c8d-4f70-b338-c800c1bdc437&pd_rd_wg=AZXyb&pd_rd_i=B07XPV9RX2&psc=1

Als SDR-Software verwende ich SDRSharp und zur Ausrichtung der Antenne 
die Astronomiesoftware Stellarium. Wenn die Adapter aus China 
eingetroffen sind und ich erste Messungen machen kann, dokumentiere ich 
es natürlich hier...

[Christoph E. (stoppi)]

Der LNA und die WLAN-Antenne sind bereits angekommen. Jetzt warte ich 
eigentlich nur noch auf diverse SMA-Adapter aus China, dann kann ich 
versuchen dem Milchstraßen-Wasserstoff auf die Schliche zu kommen...

Dann habe ich mich auch noch einer einfachen Gaschromatographie 
gewidmet. Von AATiS (Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in 
der Schule) gibt es den leider vergriffenen Bausatz AS656 
(https://www.aatis.de/content/bausatz/AS656_Gaschromatograph).

Dankenswerterweise hat mir der Entwickler dieses tollen Geräts, Dr. 
Oliver Happel, eine Trennsäule auf Basis Kieselgur und weitere Teile 
zukommen lassen. So musste ich eigentlich nicht mehr allzuviel tun. 
Anstelle der Messbox AS646 
(https://www.aatis.de/content/bausatz/AS646_Messbox) verwende ich einen 
im Prinzip gleichen Aufbau mit dem HX711 und einem Arduino Nano. Der 
Sensor zur Detektion der einzelnen Gase besteht aus einer kaputten 
Glühbirne (6V/40mA). Diese ist Teil einer Wheatstonebrücke und durch die 
unterschiedliche Wärmeabfuhr der einzelnen Gase und demzufolge 
unterschiedliche Temperatur der Glühwendel verstimmt sich die Brücke 
mehr oder weniger. Testen werde ich sie in den nächsten Tagen mit 
Feuerzeuggas.

Link: https://stoppi-homemade-physics.de/gaschromatographie/

[Christoph E. (stoppi)]

Ein erster Testlauf des Gaschromatographen mit Feuerzeuggas (Butan) ist 
absolviert. Zwar bekomme ich nicht so schöne "Spektren" wie Dr. Happel, 
aber ich kann scheinbar zumindest schon einmal i-Butan und n-Butan 
trennen...