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Smartphone Physics: Smartphones und Tablet-Computer als Messwerteerfassungssysteme in
Physikunterricht und Lehrerbildung Patrik Vogt
Pädagogische Hochschule Freiburg
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Experimente mit Smartphones unter Verwendung weiterer Sensoren
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Experimente mit Smartphones unter Verwendung der GMRs
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0
200
400
600
800
1000
0 1 2 3 4
Stromstärke in A
Mag
netis
che
Flus
sdic
hte
in M
ikro
tesl
a
Magnetischer Fluss einer Spule I – Stromstärkeabhängigkeit
N = 300
Experimente mit anderen Sensoren
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0
200
400
600
800
1000
0 1000 2000 3000 4000
Mag
netis
che
Flus
sdic
hte
in M
ikro
tesl
a
Magnetischer Fluss einer Spule II – Abhängigkeit von der Windungszahl
I = 0,15 A
Windungszahl
Experimente mit anderen Sensoren
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Experimente mit Smartphones unter Verwendung der Kamera
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Darstellung von Interferenzmustern und Bestimmung von Wellenlängen
Experimente mit dem CCD-Chip
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Darstellung von Interferenzmustern und Bestimmung von Wellenlängen
Experimente mit dem CCD-Chip
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α
l‘
Bedingung für kons- truktive Interferenz
lsn=αtan
ls
ng n=λ
sn l
Geometrie
Versuchsbeispiel:
• Fernbedienung der Firma Benq (S/N: CT050606055)
• g = 1/80⋅10-3 m = 1,25 ⋅10-5 m
• Experiment: l‘ = 0,77 m, n = 2, s‘2 = 11,5 cm
nm 930≈λ
Fernbedienungen emittieren je nach eingebauter Infrarotdiode Strahlung im Wellenlängenbereich von 900 nm bis ca. 1200 nm.
''ls
ng n=
s‘n
Gitter
gn λα ⋅
=sin
Experimente mit dem CCD-Chip
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Videoanalyse: Untersuchung des freien Falls
I = 0,15 A
Experimente mit dem CCD-Chip
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Smartphone als Geigerzähler: Absorption von β-Strahlung
I = 0,15 A
Experimente mit dem CCD-Chip
(Fotos, Messreihe und Diagramme von Lisa Eberle)
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Smartphone als Geigerzähler: Absorption von β-Strahlung
I = 0,15 A
Experimente mit dem CCD-Chip
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Experimente mit Smartphones unter Verwendung des GPS-Empfängers
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I = 0,15 A
Quelle: Gabriel, P. & Backhaus, U. (eingereicht). Kinematics with the assistance of Smart Phones: Measuring Data via GPS – Visualizing Data with Google Earth. In: The Physics Teacher
Experimente mit dem GPS-Empfänger
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Experimente mit Smartphones unter Verwendung des Drucksensors
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I = 0,15 A
Experimente mit dem Drucksensor
𝑝𝑝 ℎ = 𝑝𝑝0 ⋅ 𝑒𝑒−𝑀𝑀𝑀𝑀𝑅𝑅𝑅𝑅 ⋅ℎ
(p(h) Druck in der Höhe h, p0 Normdruck, M Mittlere Molare Masse des
Atmosphärengases (M = 0,02896 kgmol
), R
universelle Gaskonstante (𝑅𝑅 = 8,314 Jmol⋅K
), T absolute Temperatur (T = 288 K), g
Erdbeschleunigung (𝑔𝑔 = 9,81 ms2
)).
∆ℎ = −𝑅𝑅𝑅𝑅𝑀𝑀𝑔𝑔 ⋅ ln
𝑝𝑝oben𝑝𝑝unten
punten = 974,5 poben = 970,0 mbar ⇒ ∆ℎ = 39 ± 1
3,20 m
Etage ∙ 11 Etagen ≈ 35 m