From 59ba425315dd17b3c0801f9c11ce7451545126a9 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Jonathan Chaim Ben Tov <ufoxj@student.kit.edu>
Date: Thu, 9 Jan 2025 15:03:16 +0000
Subject: [PATCH] Upload New File
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.../Lichtgeschwindigkeit12.ipynb | 595 ++++++++++++++++++
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+ "# Fakultät für Physik\n",
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+ "## Physikalisches Praktikum P1 für Studierende der Physik\n",
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+ "Versuch P1-131, 132, 133 (Stand: **Oktober 2024**)\n",
+ "\n",
+ "[Raum F1-12](https://labs.physik.kit.edu/img/Klassische-Praktika/Lageplan_P1P2.png)\n",
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+ "# Lichtgeschwindigkeit"
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+ "Name: __________________ Vorname: __________________ E-Mail: __________________\n",
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+ "Name: __________________ Vorname: __________________ E-Mail: __________________\n",
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+ "Gruppennummer: _____\n",
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+ "Betreuer: __________________\n",
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+ "Versuch durchgeführt am: __________________"
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+ "%\\text{\\vspace{10cm}}\n",
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+ "Testiert am: __________________ Testat: __________________"
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+ "**Detaillierte Hinweise zur Durchführung der Versuche finden Sie in der Datei [Lichtgeschwindigkeit_Hinweise.ipynb](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p1-praktikum/students/-/blob/main/Lichtgeschwindigkeit/Lichtgeschwindigkeit_Hinweise.ipynb)**"
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+ "## Aufgabe 1: Drehspiegelmethode"
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+ "### Aufgabe 1.1: Vorbereitung\n",
+ "\n",
+ "Diskutieren Sie zur Vorbereitung auf diesen Versuch **das Messprinzip, den Aufbau und die Eigenschaften des Strahlengangs des verwendeten Lasers**, basierend auf den Angaben zum Versuchsaufbau. \n",
+ "\n",
+ "---"
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+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "\n",
+ "---"
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+ "### Aufgabe 1.2: Justierung der Apparatur\n",
+ "\n",
+ "Überprüfen Sie mit Hilfe Ihres:r Tutor:in die **Justierung des Strahlengangs** und protokollieren Sie die Aufgaben aller relevanten Abschnitte des Strahlengangs. \n",
+ "\n",
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+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+ "### Aufgabe 1.3: Messung\n",
+ "\n",
+ " * **Kalibrieren Sie den Frequenzzähler** zur Messung der Rotationsfrequenz $\\nu$ des Drehspiegels mit Hilfe einer Stimmgabel für den Kammerton A bei $440\\,\\mathrm{Hz}$.\n",
+ " * Tragen Sie eine geeignete Anzahl an Messpunkten für den **Versatz $s$ des beobachteten Lichtpunkts für verschiedene Rotationsfrequenzen $\\nu$ des Drehspiegels** auf und bestimmen Sie daraus $c$.\n",
+ "\n",
+ "---"
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+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "\n",
+ "---"
+ ]
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+ "**L Ö S U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
+ "\n",
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+ "s=np.array([4.5,4.75,4.875,5,5.125,5.25,5.5,5.75,6,6.25,6.5])\n",
+ "26310 #frequenz wo ton umherlallt"
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+ "**D I S K U S S I O N**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "\n",
+ "---"
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+ "## Aufgabe 2: Phasenvergleichsmethode"
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+ "### Aufgabe 2.1: Vorbereitung\n",
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+ "Diskutieren Sie zur Vorbereitung auf diesen Versuch **das Prinzip und den Aufbau der Messung**, basierend auf den Angaben zum Versuchsaufbau. \n",
+ "\n",
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+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "Skizze komt noch\n",
+ "\n",
+ "$\\Delta \\varphi \\cdot \\dfrac{c}{l}=\\omega \\Rightarrow f=0.1 \\cdot 1.5 \\cdot 10^{7} s^{-1}$ also brauchen wir ein Frequenz von $f= 15 MHz$\n",
+ "\n",
+ "\n",
+ "$u=T \\cdot0.1=\\dfrac{1}{f}\\cdot0.1 / 5mm= 0.00666\\mu /5mm $\n",
+ "\n",
+ "\n",
+ "---"
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+ "### Aufgabe 2.2: Justierung der Apparatur\n",
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+ "Überprüfen Sie mit Hilfe Ihres:r Tutor:in **den Aufbau des Versuchs** einschließlich Verkabelung. \n",
+ "\n",
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+ "T=[2.552,12.46,22.37,32.32,42.21]#in \\mu s\n",
+ "\n",
+ "Abstand metalplatte zu Diode 16.35+-0.1cm\n",
+ "\n",
+ "Plexi 30 cm\n",
+ "\n",
+ "\n",
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+ "l=[1.204,1.115,0.181,1.298,1.561,1.836]#in m+- wenig\n",
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+ "\n",
+ "dphi=[0,0.5,1]\n",
+ "l2=[0.404,1.682,]#in m groß unsich"
+ ]
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+ "### Aufgabe 2.3: Messung\n",
+ "\n",
+ " * Bestimmen Sie $c$ **mit Hilfe der am Oszilloskop ausgemessenen Phasenverschiebung** zwischen Sender und Empfänger eines Testsignals entlang variierender vorgegebener Abstände $\\ell_{i}$ zwischen Sender und Empfänger. \n",
+ " * Bestimmen Sie in einer zweiten Messreihe die **Phasenverschiebung mit Hilfe einer geeigneten [Lissajous-Figur](https://de.wikipedia.org/wiki/Lissajous-Figur)** am Oszilloskop im XY-Modus.\n",
+ "\n",
+ "---"
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+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "\n",
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+ "**L Ö S U N G**\n",
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+ "*Fügen Sie numerische Berechnungen zur Lösung dieser Aufgabe hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument. Um Code-Fragmente und Skripte in [Python](https://www.python.org/), sowie ggf. bildliche Darstellungen direkt ins [Jupyter notebook](https://jupyter.org/) einzubinden verwandeln Sie diese Zelle in eine Code-Zelle. Fügen Sie ggf. weitere Code-Zellen zu.* \n",
+ "\n",
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+ "**D I S K U S S I O N**\n",
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+ "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+ "## Aufgabe 3: Bestimmung des Brechungsindex $n$ von Wasser oder Plexiglas"
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+ "### Aufgabe 3.1: Bestimmung von $n$ mit der Apperatur von Aufgabe 2 \n",
+ "\n",
+ "Bestimmen Sie **mit dem Aufbau von Aufgabe 2** aus der Messung der Laufzeitdifferenz des Lichtstrahls im optisch dichteren Medium den Brechungsindex für zwei verschiedene Medien: \n",
+ "\n",
+ " * Für Wasser ($n_{\\mathrm{H_{2}O}}$).\n",
+ " * Für Plexiglas ($n_{\\mathrm{Plex}}$).\n",
+ "\n",
+ "Für Wasser ersetzen Sie $1\\,\\mathrm{m}$ des Lichtwegs in Luft durch $1\\,\\mathrm{m}$ Lichtweg in Wasser. Für Plexiglas verwenden Sie die $8$ und $30\\,\\mathrm{cm}$ langen Plexiglaszylinder.\n",
+ "\n",
+ "---"
+ ]
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+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "\n",
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+ "**L Ö S U N G**\n",
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+ "9.2cm*4.2cm Wasser\n",
+ "\n",
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+ "l=[0.841.107,1.413,0.574,0.72]#in m+- wenig\n",
+ "dtVerpackung=[851.7,1287,1723,329.1,405]in ns +- mehr\n",
+ "dtWasser=[889,1374,1723,428.6,554.3]in ns +- mehr"
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+ "**D I S K U S S I O N**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+ "source": [
+ "### Aufgabe 3.2: Bestimmung von $n$ mit Hilfe eines Laserentfernungsmessers\n",
+ "\n",
+ "Wiederholen Sie die Messung aus **Aufgabe 3.1** mit dem im Praktikum zur Verfügung stehenden Laserentfernungsmesser. Es stehen Ihnen hierzu Küvetten gefüllt mit zwei Medien zur Verfügung: \n",
+ "\n",
+ " * Wasser\n",
+ " * Silikonöl. \n",
+ "\n",
+ "---"
+ ]
+ },
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+ "id": "6c3e0306-645e-4770-b222-eccf0bc75e8c",
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+ "source": [
+ "**V E R S U C H S B E S C H R E I B U N G**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie Ihre Versuchsbeschreibung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
+ "\n",
+ "---"
+ ]
+ },
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+ "source": [
+ "**L Ö S U N G**\n",
+ "\n",
+ "\n",
+ "\n",
+ "---"
+ ]
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+ {
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+ "source": [
+ "l=ufloat(0.354.0.001)\n",
+ "l1wasser=ufloat(0.385,0.001)# längst\n",
+ "l2wasser=ufloat(0.389,0.001)# längst\n",
+ "l3wasser=ufloat(0.372,0.001)# quer\n",
+ "l4wasser=ufloat(0.372,0.001)# quer\n",
+ "l1so=ufloat(0.399,0.001)# längst\n",
+ "l2so=ufloat(0.394,0.001)# längst\n",
+ "l3so=ufloat(0.376,0.001)# quer\n",
+ "l4so=ufloat(0.377,0.001)# quer"
+ ]
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+ "languageId": "plaintext"
+ }
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+ },
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+ "id": "c99c731d-17ae-4367-8d6a-e3f40a94dac5",
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+ "**D I S K U S S I O N**\n",
+ "\n",
+ "*Fügen Sie eine abschließende Diskussion und Bewertung Ihrer Lösung hier ein. Löschen Sie hierzu diesen kursiv gestellten Text aus dem Dokument.* \n",
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+ "id": "d70f3914-2425-4256-b0d7-e0ebfaddc6cb",
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+ "source": [
+ "# Beurteilung"
+ ]
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+ "id": "0ceaf4ad-11e8-4ad9-adce-82c0356ba183",
+ "metadata": {},
+ "source": [
+ " * Nach Abschluss des Versuchs haben Sie die Möglichkeit diesen Versuch individuell zu beurteilen.\n",
+ " * **Folgen Sie zur Beurteilung dieses Versuchs diesem [Link](https://www.empirio.de/s/HGmapQaXlp)**.\n",
+ " * Beachten Sie, dass jede:r Studierende nur einmal pro Versuch eine Beurteilung abgeben kann.\n",
+ " * Wir empfehlen die Beurteilung nach der Besprechung Ihrer Versuchsauswertung mit Ihrem:r Tutor:in auszufüllen. "
+ ]
+ }
+ ],
+ "metadata": {
+ "kernelspec": {
+ "display_name": "Python 3 (ipykernel)",
+ "language": "python",
+ "name": "python3"
+ },
+ "language_info": {
+ "codemirror_mode": {
+ "name": "ipython",
+ "version": 3
+ },
+ "file_extension": ".py",
+ "mimetype": "text/x-python",
+ "name": "python",
+ "nbconvert_exporter": "python",
+ "pygments_lexer": "ipython3",
+ "version": "3.12.3"
+ }
+ },
+ "nbformat": 4,
+ "nbformat_minor": 5
+}
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