DE2444463C2

DE2444463C2 - Device for the model representation and illustration of physical movement sequences in multi-body systems

Info

Publication number: DE2444463C2
Application number: DE19742444463
Authority: DE
Inventors: Gerd 6300 Gießen Schwarz
Original assignee: PHYWE AG 3400 GOETTINGEN DE
Current assignee: PHYWE AG 3400 GOETTINGEN DE
Priority date: 1974-09-14
Filing date: 1974-09-14
Publication date: 1984-04-12
Also published as: DE2444463A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur modellmäßigen Darstellung und Veranschaulichung physikalischer Bewegungsabläufe in Mehrkörpersystemen mit linem Luftkissentisch und wenigstens einem auf diesem im wesentlichen reibungsfrei bewegbaren Gleitkörper.The invention relates to a device for model representation and illustration physical movement sequences in multi-body systems with a linear air cushion table and at least one on this essentially frictionless movable sliding body.

Es ist bereits bekannt, mit Hilfe von Luftkissentischen und darauf praktisch reibungsfrei bewegbaren Gleitoder Schwebekörpern mechanische Bewegungsabläufe darzustellen und damit beispielsweise das Trägheitsgesetz, den Energieerhaltungssatz, den elastischen und unelastischen Stoß usw. oder auch das dynamische Verhalten eines Magneten im statischen Feld eines zweiten Magneten auf der Tischfläche des Luftkissentisches modellmäßig zu veranschaulichen.It is already known, with the help of air cushion tables and sliding or sliding devices that can be moved practically without friction on them To represent float mechanical movement sequences and thus, for example, the law of inertia, the law of conservation of energy, the elastic and inelastic collision etc. or the dynamic one Behavior of a magnet in the static field of a second magnet on the table surface of the air cushion table to illustrate by model.

Ferner können mit Hilfe des Luftkissentisches auch Kristallgitter und andere schwingende Systeme dargestellt werden, wobei zur Nachbildung von Punktmassen beschwerte Gleitkörper auf dem Luftkissentisch durch weiche Federn verbunden werden und der Luftkissentisch entweder von Hand oder mit Hilfe von elektromechanischen Schwingungssrregern in Schwingungen versetzt wird.Furthermore, crystal lattices and other oscillating systems can be displayed with the help of the air cushion table weighted sliding bodies on the air cushion table to simulate point masses soft springs are connected and the air cushion table either by hand or with the help of electromechanical vibration exciters in vibrations is moved.

In allen bisher bekannten Fällen wird jedoch ausschließlich auf der Fläche des Luftkissentisches gearbeitet, und es ist daher nicht möglich, dynamische Prozesse von Teilchen in veränderbaren Potentialen zu veranschaulichen.In all previously known cases, however, only the surface of the air cushion table is used worked, and it is therefore not possible to have dynamic processes of particles in changeable potentials illustrate.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem bekannten Luftkissentisch eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher das dynamische Verhalten eines Teilchens oder einer Teilchenmenge in einem zeitlich und/oder räumlich veränderbaren Potential modellmäßig dargestellt werden kann.The invention was therefore based on the object, proceeding from the known air cushion table To create a device with which the dynamic behavior of a particle or a set of particles in a temporally and / or spatially variable potential can be represented in a model manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß in wenigstens einer Ebene über und/oder unter der Oberfläche des Luftkissentisches Einzelelemente zur Darstellung einer vorgebbaren Potentialverteilung einzeln herausnehmbar fest und/oder beweglich angeordnet sind.To solve this problem, a device of the type mentioned is designed according to the invention in such a way that that in at least one level above and / or below the surface of the air cushion table individual elements to represent a predeterminable potential distribution, individually removable, fixed and / or moveable are.

Durch die räumliche Anordnung fester oder beweglicher Einzelelemente in einer oder mehreren Ebenen über oder unter der Tischfläche und durch die Möglichkeil, diese Elemente einzeln herauszunehmen bzw. auszuwechseln, ermöglicht die Erfindung in vorteilhafter Weise verschiedene Potentiale unterschiedlicher Struktur auf der Tischfläche zu erzeugen und zu verändern, wobei die jeweils sich ergebendenThrough the spatial arrangement of fixed or movable individual elements in one or more levels above or below the table surface and through the possibility of removing these elements individually or to replace, the invention advantageously enables different potentials of different types Create and change structure on the table surface, with the resulting

unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften eines mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nachgebildeten Festkörpers durch die Wechselwirkung zwischen den Einzelelementen der nachgebildeten Potentiale und den die beweglichen Teilchen eines Festkörpers darstellenden Gleitkörpern veranschaulicht werden.different physical properties of a modeled with the device according to the invention Solid through the interaction between the individual elements of the simulated potentials and the the sliding bodies representing movable particles of a solid are illustrated.

Die Einzelelemente zur Darstellung der Potentiale und die Gleitkörper zur Darstellung der beweglichen Teilchen können bei verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung aus Magneten bzw. magnetisierbaren Werkstoffen oder aus elektrischen Ladungsträgern bestehen, so daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung die Auswirkungen magnetischer oder elektrischer Felder veranschaulicht werden können.The individual elements for representing the potentials and the sliding bodies for representing the moving ones In various embodiments of the invention, particles can consist of magnets or magnetizable Materials or consist of electrical charge carriers, so that with the device according to the invention the effects of magnetic or electric fields can be visualized.

Das jeweils gewünschte Potential kann erfindungsgemäß durch die bereits erwähnte räumliche Anordnung, aber auch durch die Form die Art der Magnetisierung oder Ladung, sowie durch den Abstand der Einzelelemente von der Tischfläche eingestellt -lnd verändert werden.According to the invention, the potential desired in each case can be achieved by the spatial arrangement already mentioned, but also through the shape, the type of magnetization or charge, and the distance between the individual elements can be set -lnd changed from the table surface.

Durch mechanische Bewegung der Trägerplatte und/oder durch bewegliche Halterung der Einzelelemente an der Trägerplatte können mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auch zeitliche Potentialänderungen dargestellt werden.By mechanical movement of the carrier plate and / or by movable mounting of the individual elements With the device according to the invention, changes in potential over time can also be performed on the carrier plate being represented.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, durch Zuordnung eines oder mehrerer weiterer Magneten und/oder von Gleichstrom oder von Wechselstrom veränderbarer Frequenz durchflossener Spulen zusätzliche statische oder zeitlich veränderliche Felder zu erzeugen und so die durch die Einzelelemente dargestellten Potentiale zu beeinflussen.In a further embodiment of the invention, it is provided by assigning one or more further magnets and / or with direct current or alternating current with variable frequency flowing through it Coils to generate additional static or time-varying fields and so that through the individual elements to influence the potentials shown.

Die Zeichnungen, in welchen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist, zeigenThe drawings in which the invention is illustrated and illustrated by way of example show

F i g. 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei welcher die Einzelelemente zur Darstellung einer Potentialverteilung fest auf einer Trägerplatte angeordnet sind,F i g. 1 shows a schematically simplified representation of a preferred embodiment of the invention Device in which the individual elements to represent a potential distribution are fixed on a Carrier plate are arranged,

F i g. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei welcher die Einzelelemente der nachgebildeten Potentialverteilung beweglich aufgehängt sind,F i g. 2 also in a schematic representation Another preferred embodiment of a device according to the invention, in which the individual elements the simulated potential distribution are movably suspended,

Fig.3 einen herausgebrochenen Teil eines in der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehenen Luftkissentisches zur Veranschaulichung der Erzeugung des Luftkissens,3 shows a broken-out part of an air cushion table provided in the device according to the invention to illustrate the generation of the air cushion,

Fig.4 eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines auf dem Luftkissen schwebenden Gleitkörpers und4 shows an embodiment according to the invention of a sliding body floating on the air cushion and

F i g. 5 in schematisch vereinfachter Darstellung eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechend Fig.2 mit einfachen Mitteln zur Höhenverstellung der beweglich aufgehängten Elemente und mit Mitteln zur Erzeugung eines überlagerten Potentials.F i g. 5 in a schematically simplified representation a sectional side view of an inventive Device according to Fig.2 with simple means for adjusting the height of the movably suspended elements and with means for generating a superimposed potential.

Die in F i g. 1 gezeigte erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem an sich bekannten Luftkissentisch 10 mit einem Anschlußstutzen 12 zur Herstellung einer Schlauchverbindung mit einer nicht dargestellten Luftquelle.The in F i g. The device according to the invention shown in FIG. 1 consists of an air-cushion table 10 known per se with a connecting piece 12 for producing a hose connection with a not shown Air source.

Die Oberfläche 14 der oberen Abschlußplatte des Luftkissentisches weist in F i g. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte, gleichmäßig verteilte Durchgangsbohrungen 16 auf, siehe Fig·3, aus welchen die in den Innenraum des beispielsweise in Form eines rechteckigen Quaders ausgebildeten Luftkissentisches zugeführte Luft unter geringem Überdruck ausströmt Ein oder mehrere auf die Tischoberfläche 14 aufgesetzte Gleitkörper 18 sind dann praktisch reibungsfrei auf dem auf der Tischoberfläche 14 sich ausbildenden Luftkissen bewegbar. Die TischoberflächeThe surface 14 of the upper end plate of the air cushion table has in FIG. 1 for the sake of Uniformly distributed through bores 16, not shown for clarity, see FIG. 3 which are in the interior of the air-cushion table, which is designed for example in the form of a rectangular parallelepiped One or more of the supplied air flows out under slight excess pressure onto the table surface 14 mounted sliding bodies 18 are then practically frictionless on the table surface 14 itself forming air cushions movable. The table surface

-, 14 ist durch einen umlaufenden, vorzugsweise elastisch ausgebildeten Rand 20 begrenzt um zu vermeiden, daß die Gleitkörper 18 von der Oberfläche 14 des Luftkissentisches herunterfallen.-, 14 is by a circumferential, preferably elastic formed edge 20 limited to avoid that the sliding body 18 from the surface 14 of the Air cushion table falling down.

Mit Hilfe schematisch angedeuteter, höhenverstellba-With the help of schematically indicated, height-adjustable

Hi rer Stützen 22, die beispielsweise im Bereich der Ecken der Einrichtung vorgesehen sind, ist eine Trägerplatte 24 mit Abstand über der Tischoberfläche 14 gehalten. Die Höhenverstellbarkeit ist in der Zeichnung an den dem Betrachter zugekehrten Stützen 22 durch Pfeile 26 schematisch angedeutet.Hi rer supports 22, for example in the area of the corners the device are provided, a support plate 24 is held at a distance above the table surface 14. The height adjustability is indicated by arrows 26 on the supports 22 facing the viewer in the drawing indicated schematically.

Auf die Trägerplatte 24 können Einzelelemente 28 zur Nachbildung eines Potentials in einer vorgebbaren Verteilung aufgelegt werden.Individual elements 28 for simulating a potential in a predeterminable manner can be placed on the carrier plate 24 Distribution will be launched.

Eine in Fig. 1 ge'eigte feste Anordnung vonA fixed arrangement of

2» beispielsweise sechszehn regelmäßig auf einer Fläche der ebenen Trägerplatte verteilten, gleichen Einzelelementen 18 bildet dann beispielsweise eine modellmäßige Darstellung des Gitterpotentials bzw. des Strukturgitters eines Kristalles. Die Einzelelemente des nachge-2 »for example sixteen regularly on a surface The same individual elements 18 distributed over the flat carrier plate then forms, for example, a model Representation of the lattice potential or the structural lattice of a crystal. The individual elements of the

2ϊ bildeten Potentials bestehen dabei aus Permanentmagneten oder aus zylindrischen Scheiben eines einheitlich magnetisierten Materials.2ϊ formed potential consist of permanent magnets or from cylindrical disks of a uniformly magnetized material.

Die bei dem in F i g. 1 gezeigten Modell auf der Oberfläche 14 des Luftkissentisches bewegbaren Gleit-The in F i g. 1 model shown on the surface 14 of the air cushion table movable sliding

3(i körper, die unten noch näher erläutert werden, bestehen im wesentlichen ebenfalls aus Magneten oder einem magnetisierten Material und stellen in diesem Festkörpermodell die im Gitter des Kristalls bewegbaren Elektronen dar.3 (i bodies, which are explained in more detail below, exist essentially also made of magnets or a magnetized material and represent in this solid-state model represent the electrons that can move in the lattice of the crystal.

)5 Mit diesem Modell kann man durch Ändern des Abstandes zwischen Tischfläche und Trägerplatte und/oder durch Ändern der Abstände zwischen den Einzelelementen den Einfluß des Kern-Potentials bzw. der Gitterkonstanten des Festkörpers auf die Bewegung) 5 With this model, by changing the Distance between the table surface and the support plate and / or by changing the distances between the Individual elements the influence of the core potential or the lattice constant of the solid on the movement

4« eines oder mehrerer durch die Gleitkörper 18 dargestellter Elektronen modellmäßig darstellen. Mit diesem dynamischen Modell sind beispielsweise Phänomene der verschiedenartigen Leitfähigkeit bei Metallen, Halbleitern und Nichtleitern sowie der Austrittsarbeit und der thermischen Elektronenemission demonstrierbar. 4 ″ represent one or more electrons represented by the sliding bodies 18 in a model. With This dynamic model includes, for example, phenomena of the various types of conductivity in metals, Semiconductors and non-conductors as well as the work function and thermal electron emission can be demonstrated.

Wenn anstelle der Flächenanordnung zur Darstellung eines Flächenkristalls nach F i g. 1 mehrere Einzelelemente mit regelmäßigen Abständen in einer linearenIf instead of the surface arrangement for the representation of a surface crystal according to FIG. 1 several individual elements at regular intervals in a linear

so Kette angeordnet werden, lassen sich die Verhältnisse in einem linearen Kristallgitter veranschaulichen.so chain can be arranged, the ratios in a linear crystal lattice.

Wird die Potentialverteilung auf der Trägerplatte 24 durch zwei senkrecht zur Tischebene axial magnetisierte Zylindermagnete mit veränderbarem Abstand erzeugt, ist es möglich, durch die Bewegung eines einzelnen magnetischen Gleitkörpers die zeitliche und räumliche Verteilung der Elektronenaufenthaltswahrscheinlichkeit und die jeweiligen Bindungsverhältnisse, ausgehend von einem Einzelatom, in einem diatomaren Molekül bzw. Mo|ekülion als Funktion des Fernabstandes modellmäßig darzustellen. Durch Modifikation oder Abwandlung der Magnete, also beispielsweise durch andere Magnetisierungsformen und Polstärken, und durch Verwendung mehrerer Magnete sind verschiedene Anordnung mehratomiger Moleküle sowie verschiedenartige Ligandenfelder in dem erfindungsgemäßen Modell nachbildbar.
Mit Hilfe der statischen oder beweglichen Magnetan-If the potential distribution on the support plate 24 is generated by two cylindrical magnets magnetized axially perpendicular to the plane of the table with a variable distance, it is possible, through the movement of a single magnetic sliding body, to combine the temporal and spatial distribution of the electron residence probability and the respective bonding relationships, based on a single atom to represent a diatomic molecule or molecular ion as a function of the far distance. By modifying or modifying the magnets, for example by using different shapes of magnetization and pole strengths, and by using several magnets, different arrangements of polyatomic molecules and different types of ligand fields can be reproduced in the model according to the invention.
With the help of the static or movable magnet

Ordnung bei der Einrichtung nach F i g. 1 können auch verschiedenartige Einflüsse von Fehlstellen in einen Festkörper dadurch veranschaulicht werden, daß einzelne Magnete von der Trägerplatte entfernt werden, um eine Fehl- oder Leerstelle modellmäßig darzustellen, oder daß einzelne Magnete auf der Trägerplatte durch andere Magnete ersetzt werden, um die Auswirkung von Fremdatomen darzustellen.Order in the facility according to F i g. 1 can also have various influences of imperfections in a Solid bodies are illustrated in that individual magnets are removed from the carrier plate to model a missing or empty space, or that individual magnets on the Carrier plate can be replaced by other magnets in order to show the effects of foreign atoms.

Auf diese Weise können mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nach F i g. 1 auch Modellversuche ausgeführt werden, um beispielsweise die p- und η-Leitung in der Halbleiterphysik, die Thermoluminiszenz und die F-Zentren in der Luminiszenzphysik, die thermisch stimulierte Leitfähigkeit von Festkörpern usw. zu veranschaulichen.In this way, with the device according to the invention according to FIG. 1 also carried out model tests be, for example, the p and η conduction in semiconductor physics, thermoluminescence and the F centers in luminescence physics, the thermally stimulated conductivity of solids, etc. illustrate.

Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung durchgeführten Versuche können gleichzeitig einem großen Hörerkreis z. B. in Vorlesungen oder im Unterricht dadurch sichtbar gemacht werden, daß das erfindungsgemäße Modell aus durchsichtigem Material aufgebaut ist und beispielsweise auf einen in F i g. 1 schematisch angedeuteten Schreibprojektor oder Epiprojektor 30 oder dergleichen gestellt wird.The tests carried out with the device according to the invention can be carried out at the same time as a large one Audience z. B. be made visible in lectures or lessons that the invention Model is constructed from transparent material and, for example, on a in F i g. 1 schematically indicated writing projector or Epiprojektor 30 or the like is provided.

F i g. 2 zeigt eine vorteilhafte Abwandlung der in F i g. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Einrichtung. Auch bei dieser erfindungsgemäß abgewandelten Ausführungsform ist ein Luftkissentisch 10 mit den gleichen Merkmalen wie in F i g. 1 vorgesehen. Für den Luftkissentisch sind daher auch die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet.F i g. 2 shows an advantageous modification of the one shown in FIG. 1 shown device according to the invention. Even in this embodiment modified according to the invention, an air cushion table 10 is provided with the same Features as in FIG. 1 provided. The same reference numerals are therefore also used for the air cushion table as in Fig. 1 used.

Die abgewandelte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 im wesentlichen dadurch, daß die vorzugsweise wiederum aus Magneten bestehenden Einzelelemente 32 zur Nachbildung einer Potentialverteilung an einer höhenverstellbar über der Tischplatte 14 angeordneten Trägerplatte 34 mit Fäden oder Stahldrähten 36 beweglich aufgehängt sind. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der abgewandelten Ausführungsform ist noch eine Zwischenplatte 38 mit Durchgangsöffnungen 40 für die Aufhängefäden oder -drähte vorgesehen, die ebenfalls höhenverstellbar angeordnet ist. Die höhenverstellbare Anordnung der Trägerplatte 34 und der Zwischenplatte 38 wird wiederum durch mit Pfeilen versehene schematisch angedeutete Stützen erreicht. Die Durchgangsbohrungen 40 der Zwischenplatte 38 besitzen vorzugsweise etwa den gleichen Durchmesser wie die aufgehängten scheibenförmigen Magnete 32, so daß diese durch entsprechende Relativverstellung der Platten 34 und 38 in den Bohrungen 40 beispielsweise für den Transport der Einrichtung festlegbar sind.The modified embodiment differs from the embodiment according to FIG. 1 in essentially in that the individual elements 32, which are preferably made up of magnets, are used for Simulation of a potential distribution on a height-adjustable above the table top 14 Support plate 34 are movably suspended with threads or steel wires 36. With a preferred A further development of the modified embodiment is an intermediate plate 38 with through openings 40 provided for the suspension threads or wires, which is also arranged to be adjustable in height. The height-adjustable Arrangement of the carrier plate 34 and the intermediate plate 38 is again indicated by arrows provided schematically indicated supports achieved. The through bores 40 of the intermediate plate 38 preferably have about the same diameter as the suspended disk-shaped magnets 32, see above that this by appropriate relative adjustment of the plates 34 and 38 in the bores 40, for example can be determined for the transport of the device.

Das erfindungsgemäß abgewandelte Modell nach F i g. 2 ermöglicht neben den in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Versuchen zur Veranschaulichung der Elektronenkinetik in der Molekülphysik auch Versuche, bei weichen zusätzlich auch die Eigenbewegung der durch die Einzelelemente 32 dargestellten Moleküle oder Kerne veranschaulicht werden kann.The model modified according to the invention according to FIG. 2 enables in addition to the in connection with F i g. 1 experiments described to illustrate the electron kinetics in molecular physics also experiments with soft the proper movement of the molecules represented by the individual elements 32 or cores can be illustrated.

Das Modell nach F i g. 2 besitzt also einen vorteilhaft erweiterten Einsatzbereich, da es damit möglich ist, auch die Kernbewegungen oder Gitterschwingungen und deren Wechselwirkung mit den durch die Gleitkörper 18 dargestellten Elektronen modellmäßig darzustellen. Beispielsweise kann mit dem Modell nach F i g. 2 die Drudesche Elektronengastheorie in Modellversuchen veranschaulicht werden.The model according to FIG. 2 therefore has an advantageous extended area of application, as it is possible with it, also the core movements or lattice vibrations and their interaction with the electrons represented by the sliding bodies 18 as a model to represent. For example, with the model according to FIG. 2 Drude's electron gas theory in model experiments illustrated.

Fig.4 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der bei der Erfindung vorgesehenen Gleitkörper 18, die aus einer vorzugsweise kreisförmigen Gleitplatte 46 aus unmagnetischem und elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise aus durchsichtigem Kunststoff bestehen, in deren Mitte ein Permanentmagnet 48 oder ein Zylinder aus magnetisierbarem Material befestigt ist.Fig.4 shows a side view of a preferred one Design of the sliding body 18 provided in the invention, which consists of a preferably circular Slide plate 46 made of non-magnetic and electrically insulating material, preferably made of transparent Made of plastic, in the middle of which a permanent magnet 48 or a cylinder made of magnetizable Material is attached.

Der Durchmesser der unmagnetischen Gleitplatte 46 ist so gewählt, daß er zu jedem Zeitpunkt wenigstens vier der Luftkissenbohrungen 16 in der oberen 14 des Luftkissentisches bedeckt und somit eine einwandfreie Luftkissenbildung und damit eine einwandfreie Gleitbewegung ermöglicht. Außerdem wird durch den gegenüber dem aufgesetzten Magneten 48 erweiterten Durchmesser der Platte 46 vermieden, daß die unter dem Einfluß eines nachgebildeten Feldes auf der Luftkissenfläche sich bewegenden Gleitkörper so nahekommen, daß sie sich magnetisch störend beeinflussen. The diameter of the non-magnetic sliding plate 46 is chosen so that it is at least at any point in time four of the air cushion bores 16 covered in the upper 14 of the air cushion table and thus a perfect one Air cushion formation and thus a flawless sliding movement is possible. In addition, through the opposite the attached magnet 48 enlarged diameter of the plate 46 avoided that the under the influence of a simulated field on the air cushion surface moving sliding body so come close that they influence each other magnetically disruptive.

Die schematisch vereinfachte Schnittdarstellung einer der in Fi g. 2 gezeigten Einrichtung mit beweglich aufgehängten Einzelelementen 32 dient zur Verdeutlichung teilweise zusätzlicher Merkmale der Erfindung. Gleiche und entsprechende Teile wie in Fig.2, deren erneute Beschreibung hier entfallen kann, tragen die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 2.The schematically simplified sectional view of one of the in Fi g. 2 device shown with movable suspended individual elements 32 are used to illustrate some additional features of the invention. Same and corresponding parts as in Fig.2, their Repeat description can be omitted here, have the same reference numerals as in FIG. 2.

Die in F i g. 5 gezeigte Einrichtung zeichnet sich durch einen sehr einfachen und dennoch leicht bedienbaren Aufbau aus. So ist beispielsweise die Trägerplatte 34, an welcher die Einzelelemente 32 beweglich aufgehängt sind, mit der Zwischenplatte 38 durch jeweils an den Ecken der Einrichtung vorgesehene Schrauben 50 und Muttern 52 bis 56 verbunden. Mit Hilfe der Schrauben 54 kann also der Relativabstand zwischen den Platten 34 und 38 leicht geändert werden, und die Platte 34 kann durch die Schrauben 52 und 54 in jedem gewünschten Abstand zur Platte 38 festgehalten werden, während die Platte 38 zwischen den Muttern 56 und den Köpfen der Schrauben 52 festgelegt ist. Diese Art der Schraubverbindung stellt eine sehr einfache Ausführung der in F i g. 2 mit 42 angedeuteten höhenverstellbaren Stützen dar.The in F i g. 5 shown is characterized by a very simple and yet easy to use Construction from. For example, the carrier plate 34 on which the individual elements 32 are movably suspended are, with the intermediate plate 38 by means of screws 50 and provided in each case at the corners of the device Nuts 52 to 56 connected. With the help of the screws 54, the relative distance between the plates 34 and 38 can be easily changed, and the plate 34 can be adjusted by the screws 52 and 54 in any desired Distance to the plate 38 are held while the plate 38 between the nuts 56 and the heads of the Screws 52 is set. This type of screw connection represents a very simple implementation of the in F i g. 2 with 42 indicated height-adjustable supports.

Die in F i g. 2 mit 44 angedeuteten höhenversteiibaren Stützen bestehen bei in Fig.5 gezeigten Einrichtung aus einfachen Stützblöcken 58, die zwischen einem flanschartig vorstehenden Rand 60 des Luftkissentisches 10 und der Zwischenplatte 58 angeordnet sind. Zur Änderung des Abstandes der Einzelelemente 32 über der Platte 14 des Luftkissentisches, deren Luftöffnungen durch eine senkrechte Schraffur angedeutet sind, können die Blöcke 58 einfach gegen Blöcke anderer Höhe ausgetauscht oder durch Auflegen zusätzlicher Absiandspiatien in ihrer Höhe geändert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der Stützblöcke 58 beispielsweise mit Hilfe von Gewindetrieben oder hydraulisch in der Höhe verstellbare Stützeinrichtungen vorzusehen.The in F i g. 2 with 44 indicated vertically adjustable supports exist in the device shown in FIG of simple support blocks 58 between a flange-like protruding edge 60 of the air cushion table 10 and the intermediate plate 58 are arranged. To change the distance between the individual elements 32 above the plate 14 of the air cushion table, the air openings of which are indicated by vertical hatching are, the blocks 58 can simply be exchanged for blocks of a different height or by hanging up additional long-term placements changed in their amount will. Of course, it is also possible, instead of the support blocks 58, for example with the aid of Screw drives or hydraulically adjustable in height Provide support facilities.

Die Fäden oder Drähte 36 zur Aufhängung der Einzelelemente 32 sind bei der hier gezeigten Ausführungsform beispielsweise mit ihren Enden an Stiften oder Pflöcken 62 befestigt welche von unten her durch die Bohrungen 40 der Zwischenplatte 38 sowie konzentrisch darüberliegende Bohrungen 64 der Trägerplatte 34 eingeführt werden können und dann in Querlage auf der Trägerplatte 34 aufliegen. Diese Befestigungsart der Fäden 36 an der Trägerplatte ermöglicht auch bei beweglicher Aufhängung der Einzelelemente 32 ein einfaches Herausnehmen oder Auswechseln einzelner Elemente.The threads or wires 36 for suspending the individual elements 32 are shown here Embodiment, for example, with their ends attached to pins or pegs 62 which from below through the bores 40 of the intermediate plate 38 and concentrically overlying bores 64 of the Carrier plate 34 can be introduced and then rest on the carrier plate 34 in a transverse position. These The type of fastening of the threads 36 on the carrier plate enables the Individual elements 32 simple removal or replacement of individual elements.

F i g. 5 zeigt außerdem eine die erfindungsgemäße Einrichtung umfassende Ringspule 66, die an eine Gleichstromquelle oder Wechselstromquelle veränderbarer Frequenz anschließbar ist und den Zweck hat, zusätzliche statische oder zeitlich veränderliche Felder zu erzeugen, um eine durch die Einzelelemente 32 vorgegebene Potentialverteilung zu beeinflussen.F i g. 5 also shows a ring coil 66 comprising the device according to the invention, which is connected to a Direct current source or alternating current source of variable frequency can be connected and has the purpose of to generate additional static or time-variable fields in order to generate one through the individual elements 32 to influence the given potential distribution.

Durch Verwendung einer beispielsweise von Wechselstrom veränderbarer Frequenz durchflossenen Ringspule können mit dem erfindungsgemäßen Modell auch verschiedene Anregungs- oder Energieabsorptionsvorgänge anschaulich dargestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, durch den Einsatz der von einem Wechselstrom durchflossenen Ringspule das Verhalten eines Systems von Teilchen mit Wechselwirkung unter dem Einfluß äußerer Kräfte zu veranschaulichen, wobei die Teilchen durch eine große Zahl magnetischer Gleitkörper im Feld der Ringspule nachgebildet sind.By using a ring coil through which alternating current flows, for example various excitation or energy absorption processes can also be performed with the model according to the invention can be clearly illustrated. For example, it is possible through the use of a Alternating current through which ring coil flows the behavior of a system of particles with interaction under to illustrate the influence of external forces, whereby the particles are magnetic by a large number Sliding bodies are simulated in the field of the ring coil.

Die Auswirkungen der Erwärmung eines Festkörpers kann beispielsweise auch dadurch veranschaulicht werden, daß die erfindungsgemäße Einrichtung nach Fig.5 entweder von Hand angestoßen oder bewegt wird oder mit Hilfe eines an die Einrichtung angeschlossenen Schwingungserregers in periodische Schwingungen versetzt wird. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Einrichtung insgesamt elastisch abzustützen. Hierfür können beispielsweise elastische Stützblökke 68 oder ein am Rand des Bodens des Luftkissentisches umlaufender Stützstreifen vorgesehen sein.The effects of heating a solid can also be illustrated by this, for example be that the device according to the invention according to Figure 5 either pushed or moved by hand or with the help of a vibration generator connected to the device in periodic Vibrations is added. For this purpose it is advantageous to elastically support the device as a whole. For this purpose, for example, elastic support blocks 68 or one on the edge of the floor of the air cushion table circumferential support strips can be provided.

Die Nachbildung einer dynamischen Potentialverteilung durch beweglich aufgehängte Einzelelemente 32 kann erfindungsgemäß auch in der Weise abgewandelt werden, daß eine Anzahl der magnetisch gekoppelten Einzelelemente durch zusätzliche mechanische Hilfsmittel elastisch gekoppelt ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Potentialtöpfe bzw. Potentialwälle einzelner Atomkerne oder der Atomrümpfe eines Festkörpers nachzubilden.The simulation of a dynamic potential distribution through movably suspended individual elements 32 can also be modified according to the invention in such a way that a number of the magnetically coupled Individual elements are elastically coupled by additional mechanical aids. That way it is for example possible, potential pots or potential walls of individual atomic nuclei or the atomic cores of a To simulate solid body.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the model representation and illustration of physical movement processes in multi-body systems, with an air cushion table and at least one essentially on top of it friction-free movable sliding body, characterized in that in at least one plane above and / or below the surface (14) of the air cushion table (10) individual elements (28, 32) for ι ο representation of a predeterminable potential distribution are arranged individually removable fixed and / or movable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the individual elements (28) in solid Hegender distribution on a flat support plate (24) are arranged.

3. Device according to claim 1, characterized in that the individual elements (32) on one Carrier plate (34) with wires or threads (36) are movably suspended.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the. Single elements (28, 30) are optionally arranged individually adjustable in height.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the movably suspended individual elements (32) lie in a common plane and the suspension wires or threads (36) pass through openings (40) of an intermediate plate (38) w , and that the individual elements can be fixed in the openings (40) of the intermediate plate by increasing the distance between their carrier plate (34) and the intermediate plate (38).

6. Device according to one of claims 3 to 5, v> characterized in that a plurality of movable individual elements is suspended elastically coupled by mechanical means (32).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the individual ίο elements (28, 32) are designed magnetically and optionally a different size and Have type of magnetization.

8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the individual elements (28,32) are electrical charge carriers.

9. Device according to claim 7, characterized in that the sliding body (18) is magnetic or are magnetizable.

10. Device according to claim 8, characterized in that 3 < > indicates that the sliding bodies (18) can be electrically charged.

11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that the magnetic or electrical chargeable part (48) of the sliding body (18) w on a carrier disk of larger diameter attached to a non-magnetic or electrically insulating material.

12. Device according to one or more of the preceding claims, characterized marked w> net that the air cushion table (10) and the support plates (24, 34) and, if applicable, provided Intermediate plates (38) consist of transparent material.

13. Setup according to one or more of the r> '> preceding claims, characterized in that the air cushion table (10), the support slats (24, 34) and the intermediate plates (38) individually adjustable in height in a frame-like arrangement are arranged.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that means for Generation of further potential fields are provided.

15. Device according to claim 14, characterized in that the means for generating further Potential fields from an interchangeably arranged, equal or alternating current-carrying ring coil (66) exist.

16. Device according to claim 14, characterized in that the means for generating further Potential fields consist of a vibration generator assigned to the device.