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Magnetfeld einer Leiterschleife

Das Online-Formular (als Teil eines Online-Skripts), mit dem die Daten gesammelt wurden.

Soeben habe ich mir die Daten der neusten Experimentier-Aufgabe unserer Studierenden angeschaut. Genau wir in unserem früheren gemeinschaftlichen Messen von Pendelfrequenzen sollten die Studierenden ihre Ergebnisse in einem Online-Formular übermitteln, so dass wir alle Daten zusammenfassen und damit ein Modell prüfen können, welches in einer späteren Vorlesung behandelt wird. Dieses Mal war es das Magnetfeld, welches von einer stromdurchflossenen Leiterschleife erzeugt wird.

Da wir nicht davon ausgehen konnten, dass alle Studierenden eine regelbare Stromquelle zur Verfügung haben, haben wir sie statt dessen angewiesen, einfach eine AA-Batterie (keine Akkus, keine Lithium-Batterien, usw. – aus Sicherheitsgründen) mit einem beliebigen Kabel (wie das USB-Kabel im obigen Bild) zu verbinden. Nachdem Sie die genaue Position des Magnetometers im Smartphone festgestellt haben, sollten Sie eine Schleife mit dem Magnetometer im Mittelpunkt legen und die Änderung im Magnetfeld senkrecht zur Schleife messen. Das ganze sollte für fünf verschiedene Radien wiederholt und die Ergebnisse übermittelt werden:

Da wir den genauen Strom im Experiment nicht kennen (bei 1,5V hängt dieser noch immer vom Kabel und dem inneren Widerstand der Batterie ab), haben wir außerdem die Anweisung gegeben, dass eine Messung bei einem Radius von 5cm dabei sein muss. Dadurch konnten wir das Verhältnis B(r)/B(5cm) des B-Felds bei beliebigem Radius zum Feld bei 5cm auftragen und damit diese Unbekannte eliminieren. Außerdem wurde der Betrag genommen, da manche Studierende negative Änderungen übermittelt haben.

Ich bin recht zufrieden mit dem Ergebnis und bin gespannt auf die Vorlesung, in welcher wir die gesammelten Daten den Studierenden zeigen können.

100.000 Installationen!

Woohoo, wir haben heute die 100.000 Installationen geknackt (zusammengefasst, Android und iOS) – in weniger als einem Jahr. Das ist großartig, vielen Dank euch allen! Bitte helft uns, phyphox weiter zu verbreiten, indem ihr euer Lieblingsexperiment, einen Tweet/Post/Youtube-Video oder einfach den Link zu unserer Seite mit Freunden und Kollegen teilt – im Internet oder im echten Leben.

Nochmals vielen Dank an euch alle!

Version 1.0.7 (GPS, Experiment-Zustand speichern, …)

Auch wenn wir bereits an den größeren Neuerungen wie zoombaren Graphen arbeiten, haben wir uns entschieden zuvor noch eine kleinere Version herauszubringen mit ein paar netten neuen Funktionen.

Changelog

Und wie zuvor folgen hier nun alle Änderungen für diejenigen, die es genau wissen wollen oder die keine Videos mögen…

Änderungen für Android und iOS

  • Speichere oder teile den Zustand des Experiments inklusive der aufgenommenen Daten – sogar über Betriebssysteme hinweg.
  • GPS wird unterstützt.
  • Audio Autokorrelation und Spektrum zeigen nun die entsprechenden Musiknoten.
  • Man kann verschiedene Anzahl von Samples wählen beim Audio-Spektrum.
  • Neue Experimente: Beschleunigungs- und Magnet-Spektrum.
  • Das Zeitintervall des Audio-Oszilloskops ist nun einstellbar.
  • Verbesserter Algorithmus für die Audio-Autokorrelation.
  • Die Audio Amplitude kann nun kalibriert werden und gibt den Schalldruckpegel in dB aus.
  • Der Startbildschirm enthält nun das Logo der RWTH.
  • Das Magnetometer gibt seine Genauigkeit an.
  • Die Löschen-Funktion wurde als Taste in die Aktionsleiste verschoben.
  • Kleine Verbesserungen für TalkBack / VoiceOver indem unbeschriftete Tasten benannt wurden.
  • Die Puffer für die akustische Stoppuhr und den inelastischen Stoß wurden vergrößert, was auf langsameren Geräten helfen könnte.

Änderungen für Android

  • Fix: Absturz unter Android 7.1 und Android O wenn nicht-3D-Sensoren wie der Helligkeitssensor oder der Drucksensor ausgelesen wurden.
  • Fix: Absturz wenn das Bild gedreht wurde während der Hinweis auf die Beschreibung erscheint.
  • Fix: Absturz bei fehlerhaften Icons im Hauptmenü.

Änderungen für iOS

  • Fix: Absturz bei schneller Abfolge von Fourier-Transformationen.
  • Der Code wurde auf Swift 3 konvertiert. Idealerweise sollte man davon nichts merken. Idealerweise.
  • Die alte, nicht mehr aktualisierte Sound-Engine wurde ersetzt.
  • Fix: VoiceOver funktionierte nicht wenn phyphox mit Audio arbeitet.
  • RWTH-Logo im Credits-Dialog ergänzt.

Dateiformat-Änderungen (Version 1.5)

  • Puffer können nun mit einer Liste von Werten initialisiert werden.
  • Werte-Bereiche können nun Texten zugeordnet werden, die im Value-Element statt dessen angezeigt werden.
  • Es gibt nun einen Genauigkeitskanal (zunächst nur beim Magnetometer).
  • Die Sleep-Zeit des Analysis-Durchlaufs kann nun dynamisch gesetzt werden.
  • Neue Analysis-Module: round und log.
  • Fix: Startwert des subrange-Moduls wird nun korrekt verwendet.
  • Fix unter Android: Das FFT-Modul nutzt nun die tatsächliche Anzahl der Werte statt der Größe des Puffers.
  • Fix unter iOS: Button-Element konnte keine Puffer als Eingang nutzen.

Der Editor und das Wiki werden in den kommenden Stunden ebenso aktualisiert.

Hysterese-Kurven eines Eisen-Kerns

Christoph Holz von der Westfälische Wilhelms-Universität Münster hat ein faszinierendes neues Experiment in unserem Wiki hinterlegt: Hysteresis curve of an iron core.

Er hat hierzu ein phyphox-Experiment angelegt, welches es erlaubt, die Hysterese-Kurve einer Spule mit Eisenkern über das Magnetometer des Smartphones aufzuzeichnen. Um die Messung als Funktion des Stroms durch diese Spule darstellen zu können, hat er einen einfachen Trick verwendet, der sicher auch für andere Experimente nützlich werden kann – Eine zweite Spule ohne Kern erzeugt ein Feld entlang einer anderen Achse des Magnetometers, welches dann proportional zum Strom im gemeinsamen Kreis ist.

Dies ist der erste ausführliche Beitrag zu unserem Wiki und genau das, was wir uns für das Wiki erhofft haben. Wenn du auch ein Expereiment hast, welches du hier vorstellen möchtest, erstelle einfach einen Benutzer-Account und beginne damit, deinen Artikel/dein Experiment/deine Anmerkung zu erstellen. Selbst wenn es nur ein kleiner Beitrag ist, freuen wir uns sehr darüber.

phyphox besucht die USA

Auf dem AAPT Summer Meeting vom 22. Juli bis zum 26. Juli wird es einen Kurzvortrag und ein Poster zu phyphox geben. Wenn ihr mich dort treffen und ausführlich über Smartphone-Experimente sprechen wollt, treffe ich euch gerne auch außerhalb der Poster-Session (die wahrscheinlich kurz und voll wird) – schreibt mir einfach eine Mail (kuhlen@physik.rwth-aachen.de).

Die Geschwindigkeit eines Reifens


Wir haben einen Artikel in „Physik in unserer Zeit“ veröffentlicht, in welchem phyphox vorgestellt wird. Dabei zeigen wir die Möglichkeiten, eigene Experimente zu erstellen und diese mit einem zweiten Gerät zu überwachen. Dies demonstrieren wir wiederum anhand eines Experiments, in welchem das Smartphone im Rand eines Reifens steckt, der einen Hügel herab rollt. Dabei kann phyphox selbständig den Radius des Reifens bestimmen und die Geschwindigkeit anzeigen (ähnlich dem Experiment Rolle, welches in phyphox integriert ist).

Physik in unserer Zeit 48, 148-149 (2017)

Wenn ihr das Experiment aus dem Artikel selbst ausprobieren möchtet, könnt ihr es entweder direkt in phyphox öffnen oder es herunterladen. Das Experiment erwartet, dass sich das Smartphone möglichst außen im Reifen befindet und um die x-Achse rotiert.

MNU-Bundeskongress

Vielen Dank an die Organisatoren des MNU-Bundeskongresses und an alle, die unseren Vortrag, den Stand und den Workshop besucht haben! Es war zwar recht stressig, jedes Experiment für jeden Teil vorzubereiten, aber die vielen positiven Reaktionen waren es absolut wert. Vielen Dank für den Spaß, den wir dabei hatten!