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Totalreflexion im Wasserstrahl

Allgemein

Das Licht einer Hochleistungs-LED wird in einen Wasserstrahl eingekoppelt, der bedingt durch den speziellen Aufbau des Pumpbehälters aus dem der Wasserstrahl austritt, über seine ganze Wurfweite laminar bleibt und somit das in ihm totalreflektierte Licht bis zu seinem Auftreffpunkt in der Auffangrinne transportiert. 

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Bilder

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Eindrucksvoller im abgedunkelten Raum

 

 

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Die LED durläuft das Farbspektrum

 

Video

Durchführung

Material:

Aufbau Laminarer Wasserstrahl - Kompletter Aufbau(Zwischenlabor)
Labor-Netzgerät NG 307 (Sammlungsraum Schrank 40)
Verbindungskabel(Hörsaal Vorbereitungsraum Kabelwagen)
Perbunan-N-Latex (Hörsaal Vorbereitungsraum Schrank 29 Regal c)

 

Aufbau:

Den Vorratsbehälter mit der darin stehenden Tauchpumpe bis zur Markierung mit Wasser füllen. Die dafür vorgesehene Schlauchleitung liegt im Bodentank zur Tafelmitte und ist am dortigen Wasserhahn angeschlossen. Das Steckernetzteil für die Hochleistungs-LED und Lichtsteuerung einstecken. Das Kabel für die Versorgungspannung der Tauchpumpe am Labor-Netzteil anschließen. Fünf Tropfen Perbunan-Latex in den Vorratsbehälter träufeln ergibt eine wunderschöne weithin sichtbare Lichtstreung im sonst glasklaren Wasserstrahl.
 

Durchführung:

Den Raum verdunkeln. Die im Bodenteil des Jet-Behälters eingebaute LED schaltet sich beim Einstecken des Steckernetzteils automatisch ein. Über das Bedienteil(Gussgehäuse mit Folientastatur)kann sie ausgeschaltet bzw. programiert werden. Bitte die gewählte Einstellung so belassen! Am Labor-Netzgerät eine Spannung von ca. 7 Volt einstellen und die Pumpe fördert nun Wasser in den Jet-Behälter. Bis der Behälter gefüllt ist dauert es etwa 20-30 Sekunden, dann tritt der laminare Strahl als kleiner Bogen aus dem Öffnungsloch aus und die Pumpspannung kann erhöht werden. Sollte der Strahl seitlich abweichen, muss der Behälter vorsichtig in der ensprechenden Richtung korrigiert werden.
 


Hinweise:

Im Vorversuch den Jet-Behälter so einstellen, dass der Strahl bis zum Ende der Rinne in der Auffangwanne bleibt, ohne dass er seitlich abweicht! Sollte der Wasserstrahl unruhig oder schwankend im Verlauf sein, muß darauf geachtet werden, dass der Jet-Behälter durch die seitlich eingelegten Dämmgummis von der Auffangwanne entkoppelt wird. Das Auftreffen des Wasserstrahls führt sonst zu einer störenden Rückkopplung und der Strahl beginnt dann zu schwanken/oszillieren.
Zum Entleeren des Vorratsbehälters die Schlauchverbindung von der Pumpe zum Jet-Behälter aufdrehen und das pumpseitige Ende ein Stück aus dem Behälter ziehen, bis es zum Bodentank reicht. Die Pumpe einschalten und den Vorratsbehälter leerpumpen. Die Schlauchendstücke wieder verbinden.
 

 

 

Dokumente

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#tags

G 23.4, Totalreflexion, Wow-Effekt, Streung, Reflexion
 

 

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