Abitur-Experimente Physik

Letzte Bearbeitung: 14.06.2020

Die offiziellen Experimente im Thüringer Physik-Abitur
(Leistungskurse sowie spätere Bezeichnung "erweiterter Anforderungsbereich")
von 1994 bis 2020

1994

  1. Grenzwinkel für die Totalreflexion und Brechzahl für eine in dünner Glasküvette gegebene Flüssigkeit
  2. Bestimmung der spez. Schmelzwärme für den Übergang „Eis-Wasser“
  3. Bestimmung der Induktivität einer Spule unter Anwendung der Potentiometerschaltung

1994 NT

  1. Bestimmung der Geschwindigkeit eines Geschosses mit einem ballistischen Pendel
  2. Spez. Wärmekapazität einer Flüssigkeit, wobei zunächst die Wärmekapazität C der Apparatur mittels Wasser gemessen werden muss.
  3. Ersatzfederkonstante für zwei in Reihe aneinandergehängte Federn und Herleitung der Konstantengleichung

1995

  1. Lichtbrechung Luft-Wasser mit Herleitung einer unbekannten Gleichung
  2. Federkonstante einer Schraubenfeder mittels Hook-Gesetz und Schwingungsdauer
  3. Phasenverschiebung und Induktivität für eine Reihenschaltung R-L; Erweiterung zu R-L-C-Reihenschaltung: Phase, Scheinwiderstand

1995 NT

  1. Wärmekapazität eines vorgegebenen Festkörpers
  2. „Lassen Sie einen bifilar aufgehängten Pendelkörper gegen einen auf einer Unterlage liegenden Körper stoßen. Die Masse des Pendelkörpers soll etwa der Masse des gestoßenen Körpers entsprechen. Bestimmen Sie experimentell den Gleitreibungskoeffizienten!“ (...für gestoßenen Körper – Unterlage) Der Versuch ist für fünf verschiedene Anfangshöhen des Pendelkörpers durchzuführen, eine Gleichung für h in Abhängigkeit von h und Gleitweite s ist herzuleiten.
  3. Brechzahl n eines Prismenglases (durch Messung der Gesamtablenkung des monochomatischen Lichtstrahls)

1996

  1. Gitterkonstante eines Beugungsgitters unter Verwendung von rotem und blauem Filterlicht an der optischen Bank
  2. Spezifische Wärmekapaztiät eines festen metallischen Körpers. Die Wärmekapazität des Kalorimeters ist dabei vorgegeben (!)
  3. Entladekurve eines Kondensators aufnehmen; Bestimmung der Kapazität

1997

  1. Bestimmung der Fallbeschleunigung mit einem bifilar aufgehängtem Hakenkörper. Skizze gegeben, Gleichung ist herzuleiten.
  2. Endgeschwindigkeit einer Kugel am Ende einer geneigten Ebene. Dort stößt die Kugel zentral auf eine ruhende zweite Kugel, welche einen waagerechten Wurf überstehen muss. Aus der Wurfweite und Fallhöhe ist dann v zu berechnen.
  3. Bauelement in Black-Box. Aus „geeigneten Messungen“ im Gleich- und Wechselstromkreis ist auf das Bauelement zu schlussfolgern. Zusätzlich ist die Kennlinie des Bauelements aufzunehmen. Herleitungen, Begründungen.

1998

  1. Abbildungsgleichung für dünne Sammellinsen experimentell bestätigen
  2. Spezifische Schmelzwärme von Eis (gefrorenes Wasser von 0°C) Dabei sei C vom Topf vorgegeben.
  3. Bestimmung der Dichte eines unregelmäßig geformten Korkkörpers

1999

  1. Bestimmung der relativen Permeabilität eines geschlossenen Eisenkerns; ohmscher Widerstand Spule; Scheinwiderstand mit und ohne Kern; Herleitung und Berechnung
  2. Messung der Haftreibungszahl an geneigter Ebene
  3. Bestimmen Sie die Brechzahl für Glas!
    Brechungsgesetz herleiten; 5 Messwertepaare; sina – sinb – Diagramm zeichnen; Grenzwinkel für Totalreflexion berechnen, messen und vergleichen

2000

  1. Adwoodsche Fallmaschine: Bestimmung einer unbekannten Masse, die gering von einer gegebenen abweicht.
  2. Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimetergefäßes ("Erbsentopf-Experiment")
  3. Black-Box. 2 Boxes gegeben, Inhalt gesucht (L; R oder C; drinnen war R und C) sowie die Kenngrößen der Bauelemente. Tests in Gleich- und Wechselstromkreis erforderlich.

2001

  1. Wellenoptik: Bestimmung der Wellenlänge von gefiltertem Licht im Interferenzversuch mit optischem Gitter.
  2. Bestimmung der Induktivität einer Spule mit Eisenkern. (Verschiedene Durchführungsmöglichkeiten)
  3. Bestimmen Sie die Anfangsgeschwindigkeit eines durch ein Wurfgerät waagerecht geworfenen Körpers und die Federkonstante der für den Wurf benutzten Schraubenfeder!

2002

  1. Optik: Bestimmen Sie die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in einem Glasprisma!
    Zur Verfügung stehen: Prisma, Lampe mit Kondensor und Spalt, Stromversorgung, Kabel, 6 Stecknadeln, mm-Papier, weißes Papier, Lineal, Winkelmesser. Als Hinweis ist angegeben, dass nicht alle Geräte und Hilfsmittel verwendet werden müssen.


  2. Leiten Sie die Gleichung für die resultierende Federkonstante 1/k=1/k1+1/k2 eines Systems aus zwei hintereinander angeordneten Schraubenfedern her und bestätigen Sie diese experimentell!
    Die Anordnung ist in einer Skizze vorgegeben! Als nicht verpflichtende Hilfsmittel werden "zwei Schraubenfedern, Stativmaterial, Lineal, Stoppuhr, Wägesatz" genannt.

2003

  1. Mechanik: Bestimmen Sie die Fallbeschleunigung der Erde!
    Zur Verfügung stehen: Stoppuhr, Rolle, Faden, 4 Wägestücke (10g, 20g, 100g, 100g), geneigte Ebene, Stahlkugel mit bekanntem Radius, Waage mit Zubehör, Lineal, Stativmaterial. Als Hinweis ist angegeben, dass nicht alle Geräte und Hilfsmittel verwendet werden müssen.


  2. Untersuchen Sie durch geeignete Messungen im Gleich- und im Wechselstromkreis das Verhalten des elektrischen Bauelements in einer Black Box!
    Geben Sie an, welches Bauelement sich in der Box befindet und bestimmen Sie eine charakteristische Größe dieses Bauelements!

2004

  1. Elektrizitätslehre: Bestätigen Sie experimentell die Gleichungen zur Berechnung der Gesamtkapazität zweier Kondensatoren für Reihenschaltung und für Parallelschaltung!
    Leiten Sie in der Vorbetrachtung jeweils die Gleichung zur Berechnung der Gesamtkapazität aus allgemeinen Zusammenhängen her!
    Geräte: zwei Kondensatoren, ohmsche Widerstände (R bekannt), Spule mit Kern (n bekannt), SVG 50Hz, Verbindungsleiter, Drehwiderstand, zwei Multimeter, Stoppuhr


  2. Optik: Untersuchen Sie experimentell den Zusammenhang zwischen Gegenstandsweite und Bildweite einer vorgegebenen Sammellinse! Stellen Sie diesen graphisch dar! Bestimmen Sie aus den ermittelten Messwerten die Brennweite der Linse!
    Leiten Sie die Abbildungsgleichung für dünne Sammellinsen her!
    Geräte: SVG, Verbindungsleiter, optische Leuchte, Auffangschirm, Stativmaterial, T-Füße, Lineal, Sammellinse, Spaltblende, Diapositiv als Gegenstand, Diahalter

2005

  1. Elektrizität: Ermitteln Sie experimentell die relative Permeabilität eines geschlossenen Eisenkerns in einer Spule.
    Geräte: 2 Vielfachmesser, Stromversorger, Spule mit 3000Wdg., geblätterter U-Kern, geblätterter I-Kern, Kondensator 1µF, Potenziometer, Drähte
    Es müssen nicht alle Geräte verwendet werden


  2. Wellenoptik: Bestimmen Sie das Verhältnis der Gitterkonstanten zweier optischer Gitter! Leiten Sie anhand einer Skizze die erforderliche Messgleichung her!
    Geräte: Stativmaterial, Lineal, Winkelmesser, verschiedene Farbfilter mit unbekannten Wellenlängen, 2 verschiedene optische Gitter, Sammellinse, Doppelkeilspalt, Auffangschirm, optische Leuchte, Spaltblende, Halterungen, Stromversorger, Drähte
    Es müssen nicht alle Geräte Verwendung finden. Die Umstellung einer Formel aus dem Tafelwerk gilt nicht als Herleitung.

2006

  1. Optik: Bestimmen Sie experimentell für den vorgegebenen halbkreisförmigen Glaskörper die Brechzahl und ermitteln Sie den Grenzwinkel der Totalreflexion!
    Fertigen Sie ein vollständiges Protokoll an!
    Fordern Sie Geräte und Hilfsmittel schriftlich beim Lehrer an!
    Hinweis: Nutzen Sie mindestens sechs verschiedene Einfallswinkel!


  2. Schaltplan für Versuch E2, Thüringen, Abi-LF Physik 2007Zwei gleiche Glühlampen werden zusammen mit zwei gleichen Widerständen an eine Spannungsquelle angeschlossen.
    Der Lehrer führt Ihnen die Ausgangssituation vor.
    (A) S1 ist geöffnet, S2 ist geschlossen.
    Nachfolgend wird demonstriert:
    (B) Beide Schalter offen
    (C) Beide Schalter geschlossen.
    Beobachten, beschreiben und erklären Sie jeweils das Verhalten der Glühlampen im Vergleich zur Ausgangssituation (A)!

2007

  1. Elektrik: Ermitteln Sie experimentell die Phasenverschiebung der Spannung gegenüber der Stromstärke in einer Spule für zwei verschiedene Induktivitäten! Dabei sollen die kleinstmögliche und die maximal mögliche Induktivität mit den zur Verfügung stehenden Geräten und Hilfsmitteln realisiert werden.
    [2 Vielfachmesser, Stromversorgung Gleich und Wechsel, Spule-500, U-Kern, I-Kern, Potentiometer, Verbindungsleiter]


  2. Mechanik: Für ein System aus zwei hintereinander angeordneten Schraubenfedern gilt für die resultierende Federkonstante die Gleichung k-1=k1-1+k2-1
    Leiten Sie diese Gleichung her und bestätigen Sie diese experimentell durch zwei unterschiedliche Verfahren.
    [2 Schraubenfedern, Stativmaterial, Lineal, Stoppuhr, Wägesatz]

2008

  1. Mechanik: Untersuchen Sie experimentell den Zusammenhang zwischen der Pendellänge und der Schwingungsdauer T eines bifilar aufgehängten Fadenpendels! Ermitteln Sie dazu mindestens fünf Wertepaare und bestimmen Sie aus den Messwerten den Betrag der Fallbeschleunigung g!
    [Stativmaterial, Haken, Bindfaden, Wägesatz, Lineal, Stoppuhr, Waage]


  2. Optik: Bestimmen Sie die Brechzahl einer unbekannten Flüssigkeit mit Hilfe der gegebenen Anordnung!
    Hinter einer zunächst leeren Küvette wird ein Holzklotz so aufgestellt, wie es die folgenden Abbildungen zeigen.

    Peilen Sie durch die noch leere Küvette über deren Kante B die Kante A des Holzklotzes an. Füllen Sie nun die Küvette etwa bis zur Hälfte mit der unbekannten Flüssigkeit und verändern Sie dabei Ihre Position nicht. Betrachten Sie jetzt bei unveränderter Blickrichtung über die Kante B die Kante A einmal durch die Flüssigkeit hindurch und einmal durch den leeren Bereich der Küvette oberhalb der Flüssigkeit.
    Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen und erklären Sie diese an Hand der Darstellung des Strahlenverlaufes! Messen Sie die zur Berechnung der Brechzahl erforderlichen Größen!
    Wiederholen Sie den Versuch noch viermal, indem Sie jeweils die Strecke a verändern (siehe Abbildungen)!
    Ermitteln Sie aus den Messwerten den Mittelwert der Brechzahl der unbekannten Flüssigkeit!
    [Küvette, Holzklotz, Lineal, Behälter mit der unbekannten Flüssigkeit]

2009

  1. Optik: Bestimmen Sie experimentell die Brennweite einer gegebenen Sammellinse! Leiten Sie die Abbildungsgleichung für dünne Linsen an Hand einer Bildkonstruktion her!
    [optische Linse mit unbekannter Brennweite, Stativmaterial, Lineal, Schirm, Halterungen (T-Füße), optische Leuchte mit Stromversorgungsgerät und Verbindungsleitern, Dia mit Halterung]


  2. Mechanik: Bestimmen Sie experimentell die Fallbeschleunigung an Ihrem Schulort!
    [Schraubenfeder mit unbekannter Federkonstante, Körper mit unbekannter Masse, Lineal, Stativmaterial, Stoppuhr]

2010

  1. Thermodynamik: Bestimmen Sie experimentell die spezifische Wärmekapazität eines festen metallischen Körpers! Die Wärmekapazität des Kalorimeters wird Ihnen bekanntgegeben.
    Stellen Sie die Wärmebilanz auf und leiten Sie daraus die Gleichung zur Berechnung der spezifischen Wärmekapazität her!
    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    fester Körper aus unbekanntem Metall, Kalorimeter, Heizplatte, Kochgefäß, Thermometer, Stoppuhr, Rührer, Waage, Wasser, Messzylinder, Bindfaden oder Draht


  2. Optik: Bestimmen Sie die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in einem Glasprisma! Führen Sie mindestens drei verschiedene Messungen durch!
    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    Prisma, optische Leuchte mit Kondensor, Spaltblende, Stromversorgungsgerät, Verbindungsleiter, 6 Stecknadeln, Unterlage, Millimeterpapier, weißes Papier, Lineal, Winkelmesser

2011

  1. E-Lehre: Black-Box-Versuch: Analysieren Sie das Bauteil in der Black-Box. Es könnte sich um einen Kondensator, eine Glühlampe oder um eine Spule handeln.
    Führen Sie geeinete Messungen durch... Berechnen Sie die Kenngröße des Bauelements und begründen Sie den Versuchsaufbau.


  2. Optik: Bestimmen Sie die Wellenlänge von monochromatischem Licht. Fertigen Sie eine Skizze an. Beschreiben und begründen Sie den Versuchsaufbau und leiten Sie die für die Bestimmung er Wellenlänge erforderlichen Gleichungen her.

2012

  1. Optik: Bestimmen Sie experimentell beim Durchgang des Lichtes durch eine planparallele Platte die Parallelverschiebung d des einfallenden LichtstrahIs sowie die Länge e des Lichtweges im Medium der Platte für mindestens 5 verschiedene Einfallswinkel zwischen 20° und 55°.
    Stellen Sie die Abhängigkeit der Parallelverschiebung d vom Einfallswinkel graphisch dar und finden Sie heraus, ob es sich dabei um einen proportionalen Zusammenhang handelt. Ermitteln Sie aus den Messwerten die Brechzahl n des Mediums, aus dem die Platte besteht.


  2. Mechanik: Leiten Sie die Gleichung für die Schwingungsdauer eines Fadenpendels her und bestätigen Sie den Zusammenhang zwischen T und l experimentell. Ermitteln Sie dazu mindestens 5 Wertepaare.

2013

  1. Mechanik: Bestimmen Sie experimentell die Masse eines gegebenen Körpers.
    Folgende Geräte stehen zur Verfügung:
    Körper, Schraubenfeder unbekannter Federkonstante, Wägesatz, Stoppuhr, Stativmaterial.


  2. E-Lehre: Bestimmen Sie die Induktivität einer gegebenen Spule mit Eisenkern.
    Geräte und Hilfsmittel:
    Spule mit Kern, Stromversorgungsgerät mit Gleich- und Wechselspannungsausgang (50Hz), zwei Multimeter, Potentiometer, 50- und 100-Ohm-Widerstand, Verbindungsleiter

2014

  1. Optik:
    Leiten Sie die Abbildungsgleichung für dünne Linsen her. Untersuchen Sie bei optischen Abbildungen durch eine dünne Sammellinse die Abhängigkeit der Bildweite b von der Gegenstandsweite g für mindestens acht unterschiedliche Gegenstandsweiten.
    Stellen Sie den Zusammenhang grafisch dar und ermitteln Sie die Brennweite der Sammellinse.


  2. Mechanik:

2015

  1. Mechanik:
    Bestimmen Sie die Federkonstante einer unbekannten Stahlfeder auf zwei verschiedene Weisen. Erklären Sie Ihr Vorgehen und führen Sie im Anschluss eine Fehlerbetrachtung durch.


  2. Elektrizität:
    Bestimmen Sie die Induktivität einer vorgegebenen Spule durch gezielte Messungen in Stromkreisen. Leiten Sie erforderliche Gleichungen her und führen Sie eine Fehlerbetrachtung durch.

2016

  1. Optik:
    Bestimmen Sie eine Wellenlänge von rotem Licht in einem Interferenzversuch mit einem optischen Gitter. Nehmen Sie dazu eine Messreihe mit mindestens drei Wertepaaren auf. Leiten Sie eine Gleichung zur Berechnung der Wellenlänge an Hand einer Skizze her.


  2. Elektrizität:
    Bestimmen Sie die Phasenverschiebung zwischen Stromstärke und Spannung an einer Spule mit Eisenkern bei einer Frequenz von f =50Hz. Leiten Sie eine Gleichung zur Berechnung der Phasenverschiebung her.

2017

  1. E-Lehre / Wechselstrom
    In einer Black Box befindet sich entweder ein Kondensator, ein OHMscher Widerstand oder eine Spule. Ermitteln Sie durch Messungen im Gleich- und im Wechselstromkreis das elektrische Bauelement, welches sich in der Black Box befindet.
    Berechnen Sie für das ermittelte Bauelement die charakteristische Kenngröße.

    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • Black Box mit einem unbekannten Bauelement
    • Stromversorgungsgerät mit Gleich- und Wechselspannung (f = 50 Hz)
    • Verbindungsleitungen
    • zwei Vielfachmessgeräte
    • Potentiometer
    Hinweis: Die Lehrkraft wählt einen geeigneten Kondensator aus.


  2. Optik:
    Bestimmen Sie die Brechzahl einer gegebenen Glassorte. Für das Experiment stehen Ihnen zwei verschiedene Körper zur Verfügung. Wählen Sie einen Körper aus und führen Sie Messungen für mindestens 5 verschiedene Einfallswinkel aus.
    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • planparallele Platte
    • dreiseitiges Prisma
    • optische Leuchte mit Spaltblende
    • Stromversorgungsgerät
    • Verbindungskabel
    • Millimeterpapier, weißes Papier
    • Stecknadeln mit Pappunterlage
    • Winkelmesser
    • Lineal

2018

  1. Mechanik / Schwingungen:
    Für die gemeinsame Federkonstante Dges des Systems zweier hintereinander hängender Federn mit den Konstanten D1 und D2 (s. Abb.) gilt: 1/D=1/D1+1/D2
    Weisen Sie die Gültigkeit der Gleichung experimentell nach.
    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • 2 Schraubenfedern
    • Stativmaterial
    • Stoppuhr
    • Satz geeichter Wägestücke
    Hinweis: Bei den Messungen darf kein Lineal verwendet werden.


  2. Elektrizität:
    Nehmen Sie experimentell die Lade- oder Entladekurve eines Kondensators auf, welche die Abhängigkeit der elektrischen Stromstärke von der Zeit darstellt. Ermitteln Sie dazu mindestens fünf Wertepaare.
    Bestimmen Sie die Kapazität des Kondensators.
    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • Kondensator unbekannter Kapazität
    • ohmscher Widerstand (Der Betrag von R wird Ihnen vom Fachlehrer mitgeteilt.)
    • Stromversorgungsgerät
    • Umschalter
    • 2 Vielfachmessgeräte
    • Stoppuhr
    • Verbindungsleitungen

2019

  1. Optik:
    Bestimmen Sie das Verhältnis der Brennweiten zweier Sammellinsen.

    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • 2 Sammellinsen
    • Stativmaterial
    • Schirm
    • Experimentierleuchte
    • abzubildender Gegenstand
    • Lineal


  2. Elektrizität:
    Bestimmen Sie die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Stromstärke im Wechselstromkreis bei einer Spule mit Eisenkern.
    Ermitteln Sie auch die Induktivität der verwendeten Spule.

    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • Stromversorgungsgerät
    • 2 Vielfachmessgeräte
    • Verbindungleitungen
    • Spule mit Eisenkern

2020

  1. Optik:
    Bestimmen Sie die unbekannte Wellenlänge 1 eines gegebenen Farbfilters mit Hilfe eines optischen Gitters mit unbekannter Gitterkonstante g sowie einem zweiten Farbfilter, dessen Wellenlänge 2 Ihnen mitgeteilt wird.
    Wiederholen Sie Ihre Messungen für mindestens drei verschiedene Schirmabstände.

    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • ein optisches Gitter unbekannter Gitterkonstanten
    • Lichtquelle
    • Kohärenzspalt
    • Stromversorgungsgerät
    • Verbindungsleitungen
    • Stativmaterial bzw. optische Bank
    • Sammellinse
    • Stativmaterial
    • Schirm
    • Lineal
    • Farbfilter unbekannter Wellenlänge 1
    • Farbfilter bekannter Wellenlänge 2 (wird Ihnen mitgeteilt)


  2. Mechanik / Schwingungen:
    Die Abbildung zeigt ein horizontales Federpendel, bei dem ein Faden der Länge l die Wirkung der Gewichtskraft kompensieren soll. Dadurch verursachen allein die beiden Federn Kräfte, welche zu Schwingung des Körpers führen. Ist die Fadenlänge l sehr groß und die Amplitude ymax recht klein, so verläuft die Schwingung näherungsweise horizontal.

    Zeigen Sie experimentell, dass für die Frequenz f dieser Schwingung die folgende Gleichung gilt:


    Zur Bestimmung der Federkonstanten k erhalten Sie eine zusätzliche Feder der gleichen Härte wie die Federn des Federpendels.
    Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
    • vorgefertigter Versuchsaufbau mit horizontalem Federschwinger
      Hinweis: Die Masse des Pendelkörpers wird Ihnen mitgeteilt.
    • zusätzliche Feder der gleichen Härte
    • Wägesatz
    • Stoppuhr
    • Stativmaterial
    • Lineal