Fachbereich Physik


Einige Aufsätze von unbekannten Autoren :-)

Der Elektrische Strom

Strom ist sehr dünn. Deshalb braucht man für Strom keinen Schlauch; er geht durch einfachen Draht, so dünn ist er. Mit Holz kann man keinen Strom übertragen; wahrscheinlich saugt Holz ihn auf. Mit Kunststoff ist es genauso.

Wenn Strom nicht gebraucht wird, ist er nicht mehr dünn. Im Gegenteil, er ist dann sehr dickflüssig, damit er nicht aus der Steckdose läuft, sonst müßte ja immer ein Stopfen auf der Steckdose sein.

Woher Strom weiß, daß er gebraucht wird und dünn werden muß, ist noch unklar; wahrscheinlich sieht er, wenn jemand mit einem Elektrogerät in den Raum kommt.

Strom ist nicht nur sehr dünn, sondern auch unsichtbar. Daher sieht man nicht, ob in einem Draht Strom ist oder nicht; dann muß man ihn anfassen. Wenn Strom drin ist, tut es weh; das nennt man Stromschlag. Manchmal merkt man auch nichts; entweder, weil kein Strom drin ist oder weil man plötzlich tot ist: Das nennt man dann Exitus.

Strom ist vielseitig, man kann damit kochen, bohren, heizen und vieles mehr...

Wenn man einen Draht mit Strom an einen anderen Draht mit Strom hält, funkt und knallt es; das nennt man einen Kurzschluß. Aber dafür gibt es Sicherungen, die kann man dann wieder eindrehen.

Außer dem Strom im Kabel gibt es noch Strom zum Mitnehmen; der ist in einer kleinen Schachtel verpackt. Der Elektrofachmann nennt so etwas Batterie. Der Strom in einer Schachtel kann natürlich nicht sehen, ob er gebraucht wird oder nicht; deshalb läuft er manchmal einfach so ohne Grund aus und frißt alles kaputt.

Es gibt mehrere Arten von Strom:

  1. Starkstrom: Heißt so, weil es unheimlich stark ist, was man mit ihm machen kann.
  2. Wechselstrom: Heißt so, weil seine Verwendung häufig wechselt.
  3. Gleichstrom: Hat seinen Namen, weil es ihm völlig gleich ist, was man mit ihm macht.

Elektrizität

Die Frage, die die heutige Wissenschaft beschäftigt, ist: Was zum Kuckuck ist Elektrizität? Und wohin geht sie, nachdem sie den Toaster verlassen hat?

Hier ist ein einfaches Experiment, mit dem wir eine wichtige Lektion über Elektrizität lernen können: An einem kühlen, trockenen Tag schlurfen wir mit den Füßen über einen Teppich, greifen dann mit der Hand in den Mund eines Freundes und berühren eine seiner Zahnplomben. Unser Freund zuckt heftig zusammen und schreit vor Schmerz auf. Wir lernen daraus, daß Elektrizität eine sehr mächtige Kraft sein kann, die wir niemals dafür verwenden dürfen, unseren Mitmenschen Schmerzen zuzufügen, außer wenn wir eine wichtige Lektion über Elektrizität lernen müssen.

Wir erfahren dabei auch, wie ein elektrischer Stromkreis funktioniert. Als wir über den Teppich geschlurft sind, haben wir dabei etliche Elektronen aufgesammelt, äußerst kleine Teilchen, die von den Teppichherstellern in die Teppiche eingewoben werden, um Schmutz anzuziehen. Die Elektronen fließen durch den Blutkreislauf und sammeln sich im Finger an, von wo ein Funke zur Zahnfüllung unseres Freundes überspringt. Von dort aus fließen die Elektronen durch seine Füße hinunter und zurück in den Teppich, womit der Stromkreis wieder geschlossen ist.

Heutzutage sind elektrisches Licht, Radios, Mixer etc. für uns bereits selbstverständlich geworden. Vor hundert Jahren waren solche Dinge noch völlig unbekannt, was aber nicht weiter schlimm war, da sie nirgendwo eingesteckt werden konnten. Dann kam der erste Pionier auf dem Gebiet der Elektrizität, Benjamin Franklin, der während eines Gewittersturms einen Drachen steigen ließ und dabei einen schweren elektrischen Schlag bekam. Dies beweist, daß Blitze von derselben Kraft angetrieben werden wie Teppiche. Leider wurde Franklins Gehirn dabei so stark in Mitleidenschaft gezogen, daß er nur noch völlig unverständliche Sprüche von sich gab, wie zum Beispiel "Einen Pfennig gespart heißt einen Pfennig verdient". Unter Umständen wurde er dann als Leiter des Postamtes eingestellt.

Nach Franklin kam eine Reihe von Entdeckern und Erfindern, deren Namen in die heutige Terminologie der Elektrotechnik Eingang gefunden haben: Myron Volt, Marie-Louise Ampere, James Watt, Robert Transformator usw. Alle von ihnen machten wichtige elektrische Experimente. So entdeckte zum Beispiel Luigi Galvani (kein Scherz) im Jahre 1780, daß, sobald er das Bein eines Frosches mit zwei verschiedenen Metallen in Verbindung brachte, ein elektrischer Strom floß und das Bein des Frosches zuckte, selbst wenn es bereits vom jeweiligen Frosch getrennt war, der ja sowieso schon tot war. Galvanis Entdeckung führte zu gewaltigen Fortschritten auf dem Gebiet der Amphibienchirurgie. Heutzutage können fähige Veterinärchirurgen Metallteile in die Muskeln eines schwerverletzten oder gar getöteten Frosches implantieren und zusehen, wie er zurück in den Teich hüpft. Ganz wie ein normaler Frosch, wenn man davon absieht, daß er wie ein Stein zu Boden sinkt.

Der größte Pionier im Bereich der Elektrizität jedoch war Thomas Alva Edison, ein brillanter Erfinder trotz der Tatsache, daß seine Schulbildung sehr gering war und er in New Jersey lebte. Edisons erste Erfindung war der Phonograph, der bald in Tausenden amerikanischer Haushalte zu finden war, wo er im Prinzip bis 1923 blieb, bis die Schallplatte erfunden wurde. Edisons Meisterstück jedoch war die Erfindung des Elektrizitätswerkes im Jahre 1879. Edisons großartige Idee war die Übertragung des Prinzips des einfachen elektrischen Stromkreises: Das Elektrizitätswerk sendet Elektrizität über einen Draht zum Kunden und bekommt sie ohne Verzögerung durch einen anderen Draht wieder zurück, um sie anschließend (und das ist der geniale Teil daran) gleich wieder zum Kunden zu schicken.

Das heißt, daß ein Elektrizitätswerk dem Kunden dieselbe Elektrizität einige tausend Mal pro Tag verkaufen kann, ohne dabei erwischt zu werden, da sich die wenigsten seiner Kunden die Zeit nehmen, ihre Elektrizität genau anzusehen. Tatsächlich wurde zum letzten Mal in den USA im Jahre 1937 neue Elektrizität erzeugt. Seitdem haben die Elektrizitätswerke dieselbe Elektrizität immer und immer wieder verkauft. Dies ist auch der Grund dafür, warum sie soviel Zeit haben, sich mit Tariferhöhungen zu beschäftigen.

Dank Pionieren wie Edison oder Franklin und Fröschen, wie dem von Galvani bietet uns heutzutage die Elektrizität fast unbegrenzte Möglichkeiten. So haben zum Beispiel in den letzten zehn Jahren Wissenschaftler den Laser entwickelt, ein elektrisches Gerät, das einen Lichtstrahl aussendet, der solche Energie besitzt, daß er noch in einer Entfernung von 2000 Metern eine Planierraupe atomisieren kann, und andererseits so exakt ist, daß Chirurgen damit hochpräzise Arbeiten am menschlichen Auge vornehmen können. Vorausgesetzt, sie vergessen nicht, den Regler von Planierraupe atomisieren auf Mikrochirurgie umzustellen.


Wissenschaftliche Produktwarnhinweise

Die rasante Entwicklung der Wissenschaft in den letzten Jahrzehnten hat uns gewaltige technische Fortschritte gebracht. Die neuen Produkte geben uns nicht nur mehr Annehmlichkeiten und Komfort, sondern können auch bisher nicht gekannte Risiken mit sich bringen.

Aus diesem Grunde hat die EU-Kommission eine Gruppe von hochrangigen Wissenschaftlern beauftragt, mit Hilfe der neuesten Erkenntnisse die Gefahren und Risiken zu identifizieren, die dank der Wissenschaft nunmehr erkennbar geworden sind.

Mit Hilfe des Abschlußberichtes wurden dann in einem eigens dazu eingerichteten Ausschuß aus Gewerkschaftern, Konsumentenschützern und Verwaltungsbeamten Warnhinweise entwickelt, die ab 1.4.1997 auf jedem in der EU in Verkehr gebrachten Produkt angebracht werden müssen. Hier eine (unvollständige) Liste:

  • ACHTUNG: Dieses Produkt krümmt Raum und Zeit in seiner Umgebung!

  • WARNHINWEIS: Dieses Produkt zieht die gesamte Materie des Universums mit einer Kraft an, die dem Produkt der Massen proportional ist und mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt!

  • VORSICHT: Die Masse dieses Produkts enthält das Energieäquivalent von 30 Millionen Tonnen TNT pro Gramm!

  • MIT VORSICHT BEHANDELN: In diesem Produkt bewegen sich kleinste elektrisch geladene Teilchen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 800 Millionen km/h!

  • HINWEIS: Auf Grund der Unschärferelation ist es nicht möglich, gleichzeitig festzustellen, wo sich das Fahrzeug befindet und wie schnell es sich bewegt.

  • HINWEIS: Es besteht die Möglichkeit, daß dieses Produkt durch einen Prozeß, der als "Tunneln" bekannt ist, von seinem Platz verschwindet und an einer anderen Stelle des Universums wieder auftaucht. Der Hersteller ist für daraus entstehende Schäden nicht haftbar.

  • BITTE VOR DEM ÖFFNEN LESEN: Einer Version der großen vereinheitlichten Theorie zufolge können die Elementarteilchen, aus denen dieses Produkt besteht, in den nächsten 4,5 Millionen Jahren zu Strahlung zerfallen.

  • WARNUNG: Dieses Produkt besteht zu 100% aus Materie. Im Falle des Kontaktes mit Antimaterie kommt es zu gefährlichen Explosionen!

  • WARNUNG DES INNENMINISTERS: Jeder Gebrauch dieses Produktes erhöht die Unordnung im Universum (Entropiegesetz). Dieser Prozeß führt mit Sicherheit zum Wärmetod des Universums.

  • HINWEIS ZUR GEWÄHRLEISTUNG: Die fundamentalen Elementarteilchen, aus denen dieses Produkt besteht, werden durch eine Kraft zusammengehalten, deren genaue Natur nicht bekannt ist. Ihre zukünftige Funktion kann daher nicht garantiert werden.

  • ACHTUNG: Unabhängig von anderen Deklarationen der Inhaltsstoffe weisen wir darauf hin, daß dieses Produkt zu 99,99999999% aus leerem Raum besteht.

  • BITTE BEACHTEN: Auf Grund quantenmechanischer Effekte kann es sein, daß dieses Produkt entweder aufhört zu existieren oder in einen unbestimmten Zustand übergeht, wenn es nicht beobachtet wird. Der Gebrauchswert ist davon jedoch nicht betroffen.

  • WARNUNG DES GESUNDHEITSMINSTERS: Vorsicht beim Heben und Tragen dieses Produktes! Seine Masse und somit sein Gewicht sind von der Geschwindigkeit relativ zum Anwender abhängig!

  • WICHTIGE INFORMATION FÜR DEN KÄUFER: Das gesamte Universum, einschließlich dieses Produktes, kann eines Tages zu einem unendlich kleinen Punkt kollabieren. Sollte daraus wiederum ein neues Universum entstehen, kann die Existenz dieses Produktes darin nicht garantiert werden.

  • Wie kann man mit einem Barometer die Höhe eines Hauses bestimmen?

  • Man kann das Barometer vom Dach des Hauses fallen lassen, die Zeit bis zum Aufprall messen und so die Höhe bestimmen.

  • Man kann das Barometer quasi als Meßlatte benutzen, d.h. man bewegt sich im Treppenhaus nach oben, wobei man immer das Barometer um seine eigene Länge nach oben verschiebt. Auf diese Art und Weise erhält man die Höhe des Hauses in der Einheit Barometer.

  • Man kann aber auch einfach zum Hausverwalter gehen, ihm sagen: "Sehen sie mal, hier habe ich ein wunderschönes Barometer. Wenn Sie mir sagen, wie hoch dieses Haus ist, gehört es Ihnen."

  • Man bestimmt gleichzeitig die Schattenlänge des Barometers und die des Hauses. Über die Strahlensätze kann man dann die Höhe des Hauses ausrechnen.

  • Man bastelt sich aus dem Barometer und einem Faden ein Pendel. Durch den Vergleich von Schwingungsdauer am Fußes des Hauses und auf dem Dach kann man die Differenz der jeweiligen Schwerkräfte ausrechnen. Daraus folgt dann die Höhe des Hauses.

  • Barometer vom Dach des Hauses in einen Eimer mit Wasser werfen. Aus der daraus resultierenden Temperaturerhöhung kann man dann über kinetische Energie die Fallhöhe ausrechnen.

  • Man läßt das Barometer vom Dach des Hauses fallen und bestimmt die kinetische Energie aus der Verformung des Barometers.

  • Man läßt das Barometer senkrecht aus einer bekannten Höhe fallen und vergleicht die Steighöhe, die durch den elastischen Aufprall zustande kommt, mit der beim Fall vom Dach des Hauses.

  • Luftdruck oben und unten messen und nach barometrischer Höhenformel Höhe bestimmen.

  • Man benutze das Barometer als Briefbeschwerer, während man die Baupläne durchsieht.

  • Man verkaufe das Barometer und besorge sich eine brauchbare Ausrüstung.

  • Ein physikalisches Märchen:

    Vor vielen, vielen Lichtjahren lebte im Lande Physikalien die schöne Königstochter Elektro-Liese. Seit ihrer Jugend war sie dem Grafen Oszillo vom Kathodenstrahl zugetan. Aber Graf Oszillo hatte einen Widersacher, den Grafen Tele aus dem Geschlecht der Photo-Grafen, der selber ein Auge auf Elektro-Liese geworfen hatte.

    Eines Tages wurde Graf Oszillo auf der Jagd am Ausgang des Wellentales von Teles Knechten überfallen und auf eine Druckfort-Pflanzung gebracht, wo an den Zweigen der Bleibäume die herrlichen Glühbirnen gediehn. Durch die Quadratwurzeln waren sie gut geerdet. Oszillos treuer Knappe Wolfram Draht wurde mit einem Wagnerschen Hammer niedergeschlagen, obwohl er aus allen galvanischen Batterien feuerte. Er war aber verwundet und wurde von seinem Kons-Tanten gesund gepflegt.

    Alsbald machte er sich mit seinem Freund auf, um seinen Herrn zu suchen. Mit seinem übergroßen Transformat-Ohr hörte er bald, wo diese war.

    Es war Eile geboten, denn morgen sollte Elektro-Liese den Grafen Tele heiraten, den sie von der ersten Amepere-Sekunde an verabscheut hatte. Aber ihre Freundin, die Gasana-Liese, hatte ihr zugeraten, da sie schon das astromische Alter von 20 Lichtjahren hatte. Bald wurden Stadt und Land festlich geschmückt. Die fünf Tore (Isola-Tor, Genera-Tor, Transforma-Tor, Vek-Tor und Sek-Tor) wurden mit Zündkerzen erleuchtet. Graf Oszillo und Wolfram-Draht bereiteten inzwischen die Flucht vor. Sie rösteten einige Atom-Kerne und Kosi-Nüsse auf der Robert-Kochplatte, zogen sich feste Polschuhe und warme Windhosen an, und als die Temperat-Uhr Mitternacht schlug, schnürten sie ihre Strahlenbündel und verließen das Haus. Der Wächter hatte nichts gemerkt, da er gerade einen elliptischen Anfall hatte. Die Türschlösser öffneten sie mit einer Bohr-Maschine von Niels, und dann jagten sie in größter Eile über die Magnetfelder und das Kilo-Watt hin. Schon näherten sie sich dem Wechselstrom, der sich in großen Sinuskurven dahinschlängelt. Dort rasteten sie, tränkten die Pferde mit Kristall-Wasser aus einer Lichtquelle und badeten ihre müden Glieder, bis sie wieder ihre Hesse'sche Normalform zurückgefunden hatten. Später ließen sie sich von einer Atmos-Fähre übersetzen. Die Flaschen-Züge der Erd-Bahn donnerten am Kraft-Fluß vorbei.

    Als die ersten Röntgen-Strahlen der Morgensonne zwischen den Elektronen-Wolken hervorbrachen und die ersten Tur-Bienen summten, kamen die beiden am Kondensa-Tor an. Sie versteckten sich zwischen Wellenpaketen in einer Mischungs-Lücke und kamen ungehindert in die Stadt. Voller Wis-Mut drangen sie in das Schloss ein. Graf Tele, der in der Nacht in der Milli-Bar gezecht hatte, wurde mühelosüberwältigt und dem Gleich-Richter übergeben, der ihn nach dem Coulombschen Gesetz verurteilte. Er ließ ihn mit einem Helm-Holtz solange verprügeln, bis er ultraviolett war. Elektro-Liese aber fühlte ihr Mega-Hertz heftig schlagen, als Oszillo endlich bei ihr war.

    Es begann nun eine fröhliche Hochzeit. Zuerst trug der Fern-Sprecher eine selbstverfaßte Tri-Ode vor, dann wurde dem getreün Knappen Wolfram das Koordinaten-Kreuz verliehen (das Faden-Kreuz hatte er schon). Für die Bewohner der Stadt wurde ein großes Laby-Rind gebraten, und in dem riesigen Dampfkessel brodelte ein fettes Essen, aus Konkav-Linsen und Tang-Enten. Es wurde mit Hilfe von Belichtungs-Messern und Stimm-Gabeln verzehrt. Zum Nachtisch wurden Lack-Mus und Re-Torten gereicht. Die Kapelle einigte sich auf den richtigen New-Ton und spielte bis zum frühen Morgen flotte Loga-Rhythmen. Am nächsten Tag berichtete die hydraulische Presse in allen Einzelheiten über das große Ereignis.


    Gibt es den Weihnachtsmann?

    Keine bekannte Spezies der Gattung Rentier kann fliegen. Aber es gibt 300.000 Spezies von lebenden Organismen, die noch klassifiziert werden müssen, und obwohl es sich dabei hauptsächlich um Insekten und Bakterien handelt, schliesst dies nicht mit letzter Sicherheit fliegende Rentiere aus, die nur der Weihnachtsmann bisher gesehen hat.

    Es gibt 2 Milliarden Kinder (Menschen unter 18 Jahren) auf der Welt. Aber da der Weihnachtsmann (scheinbar) keine Moslems, Hindu, Juden und Buddhisten beliefert, reduziert sich seine Arbeit auf ca. 15% der Gesamtzahl - 378 Millionen Kinder (laut Volkszählungsbüro). Bei einer durchschnittlichen Kinderzahl von 3,5 pro Haushalt ergibt das 91,8 Millionen Häuser. Wir nehmen an, dass in jedem Haus mindestens ein braves Kind lebt.

    Der Weihnachtsmann hat einen 31-Stunden-Weihnachtstag, bedingt durch die verschiedenen Zeitzonen, wenn er von Osten nach Westen reist (was logisch erscheint). Damit ergeben sich 822,6 Besuche pro Sekunde. Somit hat der Weihnachtsmann für jeden christlichen Haushalt mit braven Kindern 1/1000 Sekunde Zeit für seine Arbeit: Parken, aus dem Schlitten springen, den Schornstein runterklettern, die Socken füllen, die übrigen Geschenke unter dem Weihnachtsbaum verteilen, alle übriggebliebenen Reste des Weihnachtsessens vertilgen, den Schornstein wieder raufklettern und zum nächsten Haus fliegen. Angenommen, dass jeder dieser 91,8 Millionen Stops gleichmässig auf die ganze Erde verteilt ist (was natürlich, wie wir wissen, nicht stimmt, aber als Berechnungsgrundlage akzeptieren wir dies), erhalten wir nunmehr 1,3km Entfernung von Haushalt zu Haushalt, eine Gesamtentfernung von 120,8 Millionen Kilometern, nicht mitgerechnet die Unterbrechungen für das, was jeder von uns mindestens einmal in 31 Stunden tun muss, plus Essen u.s.w. Das bedeutet, dass der Schlitten des Weihnachtsmannes mit 1040km pro Sekunde fliegt, also der 3.000-fachen Schallgeschwindigkeit. Zum Vergleich: Das schnellste von Menschen gebaute Fahrzeug, die Ulysses Space Probe, fährt mit lächerlichen 43,8km pro Sekunde. Ein gewöhnliches Rentier schafft höchstens 24km pro STUNDE.

    Die Ladung des Schlittens führt zu einem weiteren interessanten Effekt. Angenommen jedes Kind bekommt nicht mehr als ein mittelgrosses Lego-Set (ca. 1kg), dann hat der Schlitten ein Gewicht von 378.000 Tonnen geladen, nicht gerechnet den Weihnachtsmann, der übereinstimmend als übergewichtig beschrieben wird. Ein gewöhnliches Rentier kann nicht mehr als 175 kg ziehen. Selbst bei der Annahme, dass ein "fliegendes Rentier" (siehe oben) das ZEHNFACHE normale Gewicht ziehen kann, braucht man für den Schlitten nicht acht oder gar neun Rentiere. Man braucht 216.000 Rentiere. Das erhöht das Gewicht - den Schlitten selbst noch nicht einmal eingerechnet - auf 410.400 Tonnen. Nochmals zum Vergleich: Das ist mehr als das vierfache Gewicht der Queen Elizabeth.

    410.200 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 1040km/s erzeugt einen ungeheuren Luftwiderstand - dadurch werden die Rentiere aufgeheizt, genauso wie ein Raumschiff, das wieder in die Erdatmosphäre eintritt. Das vorderste Paar Rentiere muss dadurch 16,6 Trillionen Joule Energie absorbieren. Pro Sekunde. Jedes. Anders ausgedrückt: Sie werden praktisch augenblicklich in Flammen aufgehen, das nächste paar Rentiere wird dem Luftwiderstand preisgegeben, und es wird ein ohrenbetäubender Knall erzeugt. Das gesamte Team von Rentieren wird innerhalb von 5 Tausendstel Sekunden vaporisiert. Der Weihnachtsmann wird unterdessen einer Beschleunigung von der Grösse der 17.500-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt. Ein 120kg schwerer Weihnachtsmann (was der Beschreibung nach lächerlich wenig sein muss) würde an das Ende seines Schlittens genagelt, mit einer Kraft von 20,6 Millionen Newton.

    Damit kommen wir zu dem Schluss: WENN der Weihnachtsmann irgendwann einmal die Geschenke gebracht hat, ist er heute tot.


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