Physikalische Experimente mit dem Mikrocomputer: „On-Line“-Messungen mit dem Apple II im Apple-Pascal-System

استفاده از رایانه در آزمایش‌های فیزیکی مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را باز می‌کند که قبلاً از اندازه‌گیری مستقیم و نمایش گرافیکی دوری می‌کردند. این شامل آزمایش‌های خاصی می‌شود که - دوره‌ای نیستند، - به ارزیابی‌های گسترده مقادیر زیادی از داده‌های اندازه‌گیری نیاز دارند، - برای پلاتر بسیار سریع و برای اسیلوسکوپ بسیار کند هستند و - به اندازه‌گیری‌های متوالی زیادی نیاز دارند. فقط اندازه‌گیری‌ها و ارزیابی‌های \"آنلاین\" در این کتاب انجام شده است. در اینجا کامپیوتر اهمیت بیشتری نسبت به شبیه سازی مسائل فیزیکی پیدا می کند. نمونه‌های معمولی سقوط آزاد، اندازه‌گیری‌های اپتیکی و صوتی فردی، تست‌های ارتعاش و تست‌های جاده‌ای هستند. آزمایش‌هایی که در آن سیگنال‌ها از قبل به شکل الکتریکی در دسترس هستند، مستقیماً خود را نشان می‌دهند. در آزمایش های مکانیکی، ابتدا باید یک سیگنال الکتریکی تولید شود. در صورت امکان یا نیاز، تمامی تست ها به عنوان نمونه محاسبه می شوند. بنابراین این کتاب به عنوان راهنمای طراحی، انجام و ارزیابی آزمایشات به طور مستقل مناسب است. در ابتدا، کنترل برنامه توسط کارت های منو توصیف می شود، تا سپس مستقیماً به آزمایش ها از مناطق مختلف فیزیکی بیایید. آزمایش ها ابتدا تجزیه و تحلیل شده و اصول اولیه گذاشته می شود. در اینجا اغلب از معادلات دیفرانسیل استفاده می شود. این با اندازه گیری با مشخصات تمام پارامترهای مورد نیاز و ارزیابی گرافیکی دنبال می شود. اندازه گیری های آنالوگ و دیجیتال نه تنها در سخت افزار، بلکه در ملاحظات مفهومی نیز متفاوت است. بنابراین، این دو ~\"روش غذا خوردن نیز به صورت خارجی از هم جدا شده اند.

Der Einsatz des Computers in physikalischen Experimenten erschließt eine Reihe von Versuchen, die sich bisher der direkten Messung und der graphischen Darstellung entzogen. Hierzu gehören insbesondere Versuche, die - nicht periodisch sind, - umfangreiche Auswertungen vieler ~lIeßdaten erfordern, - zu schnell für den Plotter und zu langsam für das Oszilloskop sind und - viele Messungen schnell hintereinander verlangen. In diesem Buch werden nur "On-Line"-Messungen und Auswertungen durchgeführt. Hier erlangt der Computer eine gewichtigere Bedeutung als bei der Simulation physikalischer Probleme. Typische Beispiele sind der freie Fall, optische und akustische Einzelmessungen, Schwingungsversuche und Fahrbahnversuche. Experimente, bei denen Signale bereits in elektrischer Form vorliegen, bieten sich direkt an. Bei Versuchen zur Mechanik muß erst ein elektrisches Signal erzeugt werden. Sofern möglich oder erforderlich werden alle Versuche beispielhaft durchgerechnet. Dieses Buch eignet sich daher als Anleitung, Versuche selb­ ständig zu konzipieren, durchzuführen und auszuwerten. Zu Beginn wird die Steuerung des Programms durch Menükarten beschrieben, um dann sofort zu den Experimenten aus verschiedenen physikalischen Gebieten zu kommen. Die Versuche werden zuerst analysiert und die Grundlagen gelegt. Hierbei werden häufig Differentialgleichungen benutzt. Hieran schließt sich die Messung mit Angabe aller benötigten Parameter und der graphischen Auswer­ tung an. Die analoqen und digitalen ~~essungen unterscheiden sich nicht nur durch die Hardware, sondern auch in der konzeptionellen Überlegung. Daher wer­ den diese beiden ~"eßmethoden auch äußerl ich getrennt.