Projektversuche

Bei einem Projektversuch können die Studierenden zu einem selbst gewählten Thema über einen längeren Zeitraum selbständig forschen. Dabei gelten folgende Regeln:

• Anrechnung als 3 reguläre AP-Versuche (1.2 ECTS = 36 Stunden)
• Umfang ca 5 Tage inklusive Vorbereitung, Durchführung, Auswertung, Protokoll
• Eigener Themenvorschlag oder Auswahl eines Versuchs aus der Liste unten
• Weitgehend selbstständiger Aufbau und Durchführung der Experimente
• Projektpräsentation als Vortrag (20 Minuten) mit Diskussion (10 Minuten)

Bei Interesse schreiben Sie bitte an ap@physik.uni-freiburg.de

Mechanik (AP-1)

Luftkissenbahn, beschleunigte Bewegung, elastische und inelastische Stöße

Freier Fall, Luftwiderstand, Bestimmung von g

Flugbahnen von verschiedenen Bällen, Luftwiderstand, Magnus-Effekt

Scheinkräfte in beschleunigten Bezugssystemen

Fallende Kaffeekanne 🔗

Luftgewehr und Stoßpendel

Raketenantrieb

Cavendish-Gravitationswaage

Gleiten, Rollen, Trägheitsmoment

Reibung (Coulomb, Stokes, Newton)

Dichte von Luft

Dichteanomalie von Wasser

Auftrieb, Stabilitätsbedingungen für Schiffe

Elastizitätsmodul aus Dehnung

Elastizitätsmodul aus Biegung

Schubmodul aus Torsion

Stabilität von Brücken unter Belastung

Dehnung von Gummibändern (E, G, μ)

Pohl-Oszillator, Schwingungen mit äußerer Anregung, variable Dämpfung

Gekoppelte Pendel

Magnetische gekoppelte Pendel

Chaos-Pendel 🔗

Normalmoden in 1, 2, 3 Dimensionen

Normalmoden eines senkrecht hängenden Seils

Schwingungen an frei fallenden Wassertropfen

Physik im Sport

Sonnenuhr, Sonnenbahn

Beobachtung von "schnellen" Bewegungen mit Stroboskop oder 30.000-fps-Kamera

Regelkreise, Rückkopplung, PID 🔗

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Akustik und Wellen (AP-1)

Physik bei Musikinstrumenten

Akustische Schwebungen

Ortung von Schallquellen (Schallkamera)

Doppler-Effekt

Wassertropfengeräusche 🔗

Wasserwellen, Ausbreitungsgeschwindigkeit, Interferenzen

Erdbebenwellen, Seismologie

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Wärme (AP-1)

Gasgesetze, Bestimmung des absoluten Temperaturnullpunkts

Luftfeuchtigkeit und Taupunkt

Mechanismen der Wärmeübertragung

Wärmeleitung, Isolationsvermögen z.B. von Thermoskannen

Gefrierpunkterniedrigung

Erzeugung von Vakuum, Enddruck, Saugvermögen

Windenergie

Phasenübergänge und latente Wärme

Thermische Ausdehnung, Ausdehnungskoeffizienten

Diffusion, z.B. Schlierenmethode nach Wiener

Brownsche Bewegung, z.B. mit Kolloidpartikeln

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Gleichstrom (AP-1)

Coulomb-Wechselwirkung mit Torsionskraftmesser

Kraft zwischen parallelen Leitern, historische Ampere-Definition

Supraleitung

Ladungsquantisierung

Leitwertquantisierung 🔗

Potentiale und Feldlinien

Laden und Entladen von Akkus

Sicherungen und FI-Schalter

Dehnungsmessstreifen

Ionenleitung, Elektrolyse, Brennstoffzelle

Thermoelemente, Thermospannung, Seebeck-Effekt

Geoelektrik 🔗

Wirkungsgrad von Glühlampen, Entladungslampen, Leuchtdioden

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Wechselstrom und Magnetismus (AP-2)

Elektromagnetische Wellen, Hertzscher Dipol, Radiosender

Chaos am nichtlinearen Schwingkreis

Magnetfelder, Permanentmagnete, Kreisströme, Spulen

Supraleiter im Magnetfeld

Wirbelströme

Hall-Effekt an Halbleitern und Metallen

Riesenmagnetowiderstand

Elektronenzentrifuge (Tolman-Versuch)

Stehende Wellen in der Mikrowelle

Programmierung von Microcontroller und/oder FPGA

Transistoren für digitale Schaltungen (Logik)

Transistoren als Verstärker (Audio)

Operationsverstärker, z.B. Transimpedanzverstärker

Integrierte Schaltungen, z.B. Timer 555

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Optik (AP-2)

Reflexion und Brechung

Dispersion am Prisma, Prismenspektrometer

Fernrohre nach Kepler und Galilei

Parabolspiegel, Solarkocher

Charakterisierung von Kameraobjektiven oder Brillengläsern

Linsenfehler

Auflösungsvermögen des Lichtmikroskops

Fourier-Optik

Einzelphotonendetektoren

Lichtleitung in Glasfasern

Streuung an kleinen Teilchen

Pyrometrie, Stefan-Boltzmann, Wien

Fabry-Pérot-Interferometer

Polarisation durch Reflexion, Fresnel-Gleichungen

Kameras für IR und/oder UV

Laserstrahlung, Strahlprofil, Divergenz, Rayleigh-Optik

Optischer Tunneleffekt

Nichtlineare Optik, Frequenzverdopplung

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Festkörper, Atome, Moleküle (AP-2)

Temperaturabhängige Leitfähigkeit von Halbleitern

Charakterisierung von Photovoltaik-Solarzellen

Absorption von Röntgenstrahlung

Röntgenbildgebung und -tomografie

Röntgenfluoreszenz

Rechnen auf Quantencomputern

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Kerne (AP-2)

Rutherford-Experiment

Nebelkammer

Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung

Beta-Spektroskopie

Positronen-Emissions-Tomografie (PET)

Radioaktivität in der Umwelt

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