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Physikalische Experimente mit dem Mikrocomputer

Von:

Klaus-Dieter Tillmann

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Der Einsatz des Computers in physikalischen Experimenten erschließt eine Reihe von Versuchen, die sich bisher der direkten Messung und der graphischen Darstellung entzogen. Hierzu gehören insbesondere Versuche, die - nicht periodisch sind, - umfangreiche Auswertungen vieler ~lIeßdaten erfordern, - zu schnell für den Plotter und zu langsam für das Oszilloskop sind und - viele Messungen schnell hintereinander verlangen. In diesem Buch werden nur "On-Line"-Messungen und Auswertungen durchgeführt. Hier erlangt der Computer eine gewichtigere Bedeutung als bei der Simulation physikalischer Probleme. Typische Beispiele sind der freie Fall, optische und akustische Einzelmessungen, Schwingungsversuche und Fahrbahnversuche. Experimente, bei denen Signale bereits in elektrischer Form vorliegen, bieten sich direkt an. Bei Versuchen zur Mechanik muß erst ein elektrisches Signal erzeugt werden. Sofern möglich oder erforderlich werden alle Versuche beispielhaft durchgerechnet. Dieses Buch eignet sich daher als Anleitung, Versuche selb ständig zu konzipieren, durchzuführen und auszuwerten. Zu Beginn wird die Steuerung des Programms durch Menükarten beschrieben, um dann sofort zu den Experimenten aus verschiedenen physikalischen Gebieten zu kommen. Die Versuche werden zuerst analysiert und die Grundlagen gelegt. Hierbei werden häufig Differentialgleichungen benutzt. Hieran schließt sich die Messung mit Angabe aller benötigten Parameter und der graphischen Auswer tung an. Die analoqen und digitalen ~~essungen unterscheiden sich nicht nur durch die Hardware, sondern auch in der konzeptionellen Überlegung. Daher wer den diese beiden ~"eßmethoden auch äußerl ich getrennt.