Forum: Offtopic Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mittels Komponententester


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von Christoph E. (stoppi)


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Hallo!

Ich habe schon etliche Experimente zum Thema Atomphysik/Quantenphysik 
zusammengetragen und umgesetzt, siehe 
https://forum.mosfetkiller.de/viewtopic.php?f=6&t=63080&sid=5349abd7481c6882ca8292514da535e3

Nun habe ich mir auch so einen beliebten Komponententester 
(Ebay-Artikel Nr. 353075824138 
kleines Geld besorgt. Primär aber um damit die Flussspannung 
verschiedenfärbiger LEDs zu messen und daraus das Plancksche 
Wirkungsquantum zu berechnen.

Gemessen wird einfach die jeweilige Flussspannung U_f in Abhängigkeit 
von der Wellenlänge lambda bzw. Frequenz f der LED.

Man erhält eigentlich eine recht schöne Gerade U_f = k * f mit dem 
Anstieg k = h/e (h ... Planck'sches Wirkungsquantum, e ... 
Elementarladung)

Das Resultat ist brauchbar (Sollwert von h = 6.63 * 10^-34 Js) aber 
etwas zu hoch. Grund dafür mag die immer zu hoch gemessene 
Durchflussspannung U_f bei einem etwas höheren Strom ungleich 0 mA sein. 
Aber ich finde ein geniales Bauteil, mit dem man sogar Quantenphysik 
betreiben kann.

Bei diesem Versuch habe ich auf LEDs mit bereits bekannter Wellenlänge 
zurück gegriffen. Um aber völlig unabhängig von Vormessungen zu sein, 
habe ich mir das ebenfalls sehr günstige Spektroskop von Astromedia 
(https://www.amazon.de/Astromedia-Handspektroskop-Bausatz/dp/B008I1SPWS) 
besorgt. Damit lässt sich die Wellenlänge der LEDs auf rund 5nm genau 
bestimmen.

von Uhu U. (uhu)


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Christoph E. schrieb:
> Nun habe ich mir auch so einen beliebten Komponententester
> (Ebay-Artikel Nr. 353075824138
> kleines Geld besorgt.

Guck mal hier: Beitrag "Transistortester AVR"

von Joggel E. (jetztnicht)


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Anstelle eines so teuren Spektroskops waere eine CD auch genuegend 
gewesen.

von Christoph E. (stoppi)


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Eine CD hat aber keine Skala. Dieser Versuch ist für meine Schüler 
gedacht.

Und als ich das Spektroskop vor einigen Tagen kaufte war es noch um ca. 
5 Euro günstiger...

Warum gibt es hier im Forum so viele Nörgler?

: Bearbeitet durch User
von Tobias P. (hubertus)


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Christoph E. schrieb:
> Warum gibt es hier im Forum so viele Nörgler?

Das ist normal hier und wird von Jahr zu Jahr schlimmer. Einfach nicht 
beachten.
Ich finde dein Experiment ziemlich cool!

von Mohandes H. (mohandes)


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Christoph E. schrieb:
> Warum gibt es hier im Forum so viele Nörgler?

Nörgler und Klugschei*** gibt es immer - einfach ignorieren.

Ich finde das Experiment klasse, ich wünschte in der Schule hätten wir 
damals auch so etwas 'zum Anfassen' gemacht. Als Erweiterung könnte man 
ja auch tatsächlich ein Stück einer CD zu einem Spektrometer bauen und 
kalibrieren.

Den Spektrometer-Bausatz werde ich mir auch bestellen, guter Tipp!

von Christoph E. (stoppi)


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@Mohandes: Hier (https://astromedia.de/Das-Handspektroskop) gibt es das 
Spektroskop noch günstiger...

von Joggel E. (jetztnicht)


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Eine CD kann man kalibieren mit einer oder zwei bekannten Wellenlaengen.

von Icke ®. (49636b65)


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Ausführliche Anleitung vom Schulbiologiezentrum Hannover für Versuche 
mit CDs:

https://docplayer.org/15708029-Schulbiologiezentrum-hannover-mit-einer-cd-die-wellenlaengen-des-lichts-messen.html

von Christoph E. (stoppi)


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Natürlich kann man auch mit einer CD die Wellenlänge 
bestimmen/abschätzen, aber der Aufwand ist gerade für LEDs im Gegensatz 
zu Laserpointern nicht gerade gering. Beim Spektroskop von Astromedia 
kann man die Wellenlänge anhand der Skala in 5 Sekunden abschätzen. 
Viele meiner Versuche müssen da ich bzw. die Schüler nicht so viel Zeit 
zur Verfügung haben (zum Beispiel als Prüfungsaufgabe für das 
Abitur/Matura) einfach und rasch umzusetzen sein...

Der rein visuelle Vergleich der LED-Farbe mit einem vorgegebenen 
Regenbogenspektrum ist dann auch nicht das schlechteste. Zur Not habe 
ich ja auch noch mein selbstgebasteltes Arduino_TSL1401-Spektroskop.

: Bearbeitet durch User
von Tobias P. (hubertus)


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Was istda für ein Sensor drin? eine Photodiodenzeile ala Hamamatsu?

von Christoph E. (stoppi)


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>Was istda für ein Sensor drin? eine Photodiodenzeile ala Hamamatsu?

Ein TSL1401 Linensensor. Leider ist dessen Auflösung nicht gerade 
berauschend. Da wäre ein Sensor mit 3k-Pixel schon eine ganz andere 
Liga. Aber um sich einen Überblick zu verschaffen bzw. für den 
Unterricht reicht der TSL1401 auch...

Youtube-Video "Arduino spectroscope with TSL1401 line sensor and TFT-display - Arduino Spektroskop"

: Bearbeitet durch User
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