Versuche zu elektromagnetischen Wellen mit dem Mikrowellen-Vorführungssatz Typ ZM-3
von Klaus Leder
Elektromagnetische Wellen mit einem Wellenlängenbereich zwischen 30 cm
und 1 cm heißen Mikrowellen. Mikrowellen sind aufgrund ihrer
geringen Wellenlänge für Laborexperimente zum Thema „Elektromagnetische
Schwingungen und Wellen“ besser geeignet als Radiowellen.
Experimentiermaterialien werden von verschiedenen Herstellern von
Lehrmitteln angeboten, um mit modernen Medien die epochalen Experimente
von Heinrich Hertz (1886) zu demonstrieren.
Bei einem Besuch in Mecklenburg-Vorpommern wurde mir ein „Mikrowellen
Vorführungssatz Typ ZM-3“ von einem Funktechniker freundlicherweise
überlassen. Die Experimentierausrüstung wurde ca. 1977 von dem
polnischen Hersteller BIOFIZ in Poznan produziert und in der DDR im
Physikunterricht eingesetzt. Die Anleitung wurde von H. Zaczynski, R.
Olachowski und J. Surmanowicz verständlich verfasst und von J. Janowicz
graphisch sehr anschaulich gestaltet.
Der Versuchssatz enthält 1 Netzgerät mit Modulator, 1
Mikrowellensender, 1 Mikrowellenrichtempfänger, 1
Niederfrequenz-Verstärker, 1 Detektorsonde, 3 Tischstative, 1
Prismengefäß aus durchsichtigem Kunststoff, 1 plankonvexe Linse, 1
bikonkave Linse und 1 Würfel, jeweils aus lichtundurchlässigem
Kunststoff, 2 Platten aus Aluminium mit Spalten für
Polarisationsversuche, 2 Leiterplatten, 2 Dielektrische Platten, 3
Platten zur Spaltbildung, 1 runde Platte mit runder Öffnung und eine
ohne Öffnung, 2 Anschlusskabel mit BNC-Stecker, 1 Anschlusskabel mit
Oszilloskopstecker, 1 Warntafel. In der Anleitung wird auch ein
Gefahrenhinweis gegeben: „Es ist spezielle Vorsicht geboten, sich nicht
unter 20 cm der Trichterantenne zu nähern, mit Rücksicht auf die
Schädlichkeit der Mikrowellenstrahlung. Bei nahen Entfernungen sind die
Augen zu schützen.“
Das Netzgerät hat ein Gewicht von 2,5 kg und eine Leistungsaufnahme von
50 VA. Der NF-Verstärker wiegt 1,5 kg und hat eine Leistungsaufnahme
von von 30 VA.
Im Gerät wurden folgende Röhren und Halbleiter verbaut:
- Mikrowellenröhre Typ K19 (Klystron)
- Mikrowellendiode Typ DKI-2M
- Transistoren BCP107, BCP109, BC211
- Dioden AAP120, BYP401/400, BYP401/600
- Integrierter Analogschaltkreis UL1402
Leider ist es mir bisher nicht gelungen, das Mikrowellengerät in
Funktion zu bringen, obwohl Netzgerät und Verstärker funktionieren.
Vermutlich liegt ein Fehler am Mikrowellensender vor, da hier an den
Verschraubungen gearbeitet worden war. Die Versuche zeigen die
Durchführung der historischen Experimente von H. Hertz , s. „Vom Hertzschen Dipol zum Detektorradio“
mit modernen Materialien. Die Versuchsbeschreibungen in der alten
polnischen Anleitung enthalten zahlreiche perspektivische Grafiken. Sie
sind didaktisch hervorragend. Die Versuche werden im Folgenden
dokumentiert, da sie das Thema „Mikrowellenversuche“ sehr anschaulich
darstellen. Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufen und
interessierten Laien ebnet das Material den Erkenntnisweg zum
Verständnis der uns überall umgebenden elektromagnetischen
Wellen.
Das Handbuch: Mikrowellen.pdf
