Das statische Voltmeter: Eine Darstellung seiner Bedeutung by Dipl.-Math. Heinz Schröder (auth.)

By Dipl.-Math. Heinz Schröder (auth.)

Seit einer Reihe von Jahren werden im Physikunterricht der Gymnasien Grund­ versuche zur Einführung in die wichtigsten Erkenntnisse der Atomphysik durch­ geführt. Diese erfreuliche Entwicklung wurde dadurch ermöglicht. daß die Lehrmittelindustrie geeignete Meßinstrumente zur Verfügung stellte. Heute besitzen viele Schulen einen sogenannten Meßverstärker. der es gestattet. loni­ eleven sationsströme in der Größenordnung von 10- A noch mühelos und sicher zu messen. Diese bewundernswerten Instrumente sind Meisterwerke der Elektronik und in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise den Benutzern, zumindest den Schülern, nicht ohne weiteres offenkundig. Diesem Sachverhalt entspricht der Preis, und es ist daher sicher nicht möglich und zu verantworten, daß eine Schule etwa mehrere Exemplare dieser Instrumente anschafft. um Schülerübungen zu veran­ stalten. guy müßte sich daher mit Demonstrationsversuchen begnügen. Im Rahmen der Reform des Oberstufenunterrichts anden Gymnasien ist es jedoch inzwischen eine vordringliche Aufgabe des Physikunterrichts geworden, die Schüler selbst an die wichtigsten Grundversuche der Oberstufenphysik heranzu­ fUhren. Dies erfordert ein Meßinstrument, das in seiner Leistungsfähigkeit dem Meßverstärker nicht wesentlich nachsteht und zu einem vertretbaren Preise be­ schafft werden kann; vor allem muß es in seiner Wirkungsweise leicht überschau­ bar und eine unmittelbare Anwendung der Grundgesetze der Elektrizitätslehre sein, ohne etwa bei seinem Gebrauch besondere Umsicht zu erfordern. Diese Bedingungen erfüllt in nahezu idealer Weise ein statisches Voltmeter (Elektro­ meter), das seit einigen Jahren als technisches software im Handel ist.

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10- 7 1,6 . 10- 7 2,1 . 10- 7 3,7 . 10- 7 1,6 . 10- 7 47 Wie man sieht, empfiehlt es sich, für die Auftragung der Kennlinie auf der IGAchse einen logarithmischen Maßstab zu verwenden. Dann ist es nicht wesentlich, wenn die tatsächlichen Widerstandswerte in der üblichen Toleranz von den angegebenen abweichen. reich \ \ ... _- ----- Bild 42 Kennlinie der Glimmröhre DGL 43-02 Für die mitgeteilte Meßreihe wurde das Anfangsp otenti al des Elektrometers durch die Hilfsspannung U' so hoch gelegt, daß der Gesamtausschlag des Elektrometers in den Bereich mit der größten Ablesegenauigkeit gelangte.

Wir messen zunächst den bei abgedunkelten Glimmröhren auftretenden Vorstrom, um ihn mit dem Gesamtstrom zu vergleichen, der bei Belichtung entsteht. Er ist in Bild 60 gestrichelt eingetragen. Bei Belichtung erhalten wir jedoch zusätzlich einen beachtlichen Photostrom. , UG V I /00 Bild 60 Kennlinie belichteter Glimmröhren vor der Zündung I 80 60 40 20 I I I I .

Ein Holzstab ist im U V 2 100 Katode " B Bild 29b Potentialkurve Anode Gegensatz zu einem metallischen Leiter einionenleiter. h. zu Raumladungen, deren elektrisches Feld sich dem von außen angelegten Feld überlagert. Feuchtet man den 34 Holzstab mit Wasser an, ändert sich die Situation ganz erheblich. Wir erhalten praktisch eine ger ade Linie als Potentialkurve; denn jetzt haben wir es im wesentlichen mit dem Wasser als elektrischem Leiter zu tun. Dessen Ionen (H - und OHIonen) haben nahezu gleiche Beweglichkeit, so daß es nur in ganz schwachem Maße zu den erwähnten Raumladungen kommen kann.

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