{"id":989,"date":"2025-05-01T14:47:14","date_gmt":"2025-05-01T12:47:14","guid":{"rendered":"https:\/\/qufablab.de\/?page_id=989"},"modified":"2026-03-10T16:34:26","modified_gmt":"2026-03-10T15:34:26","slug":"wuerfelsystem","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/qufablab.de\/en\/wuerfelsystem\/","title":{"rendered":"W\u00fcrfelsystem"},"content":{"rendered":"\n
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QuFabLab-W\u00fcrfelsystem <\/h1>\n\n

Im Zuge des QuFabLab-Projektes wurde ein W\u00fcrfelsystem entwickelt um einfach, schnell und kosteng\u00fcnstig Quantenexperimente durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen. In die W\u00fcrfel k\u00f6nnen alle n\u00f6tigen Komponenten eingebaut werden. Die W\u00fcrfel k\u00f6nnen auf einer Grundplatte, aber auch aneinander fixiert werden. Folgend finden Sie die 3D Geometrien der W\u00fcrfel, der Grundplatte und weitere Geometrien um Zukaufteile wie optische Bauteile in den W\u00fcrfeln zu fixieren. Neben einer interaktiven 3D Ansicht der Geometrien finden Sie n\u00e4hrere Informationen zu den einzelnen Geometrien und die M\u00f6glichkeit die Geometrien runterzuladen. Die 3D Geometrien werden unter der Lizenz: CC BY-NC-SA, ver\u00f6ffentlicht. Bei Fragen oder Anregungen schreiben Sie gerne an: michael.bennemann[at]hrw-fablab[dot]de. <\/p>\n\n\n\n

Basis-W\u00fcrfel <\/h4>\n\n\n\n
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\nIn den Basisw\u00fcrfeln werden alle optischen Bauteile fixiert. Zum Zusammenbau braucht man zwei W\u00fcrfelh\u00e4lften und vier Lego-Verbinder mit der Bauteilnummer: 6279875. Die Lego-Verbinder werden in die vier Ecken der W\u00fcrfelh\u00e4lften eingef\u00fcgt und dienen der Verbindung der W\u00fcrfelh\u00e4lften.\n<\/p> \n\n

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4×4 Grundplatte <\/h4>\n\n\n\n
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\nAuf der Grundplatte k\u00f6nnen die W\u00fcrfel mittels vier Lego-Verbindern (Bauteilnummer: 6279875) fixiert werden. \n<\/p> \n\n

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VerschattungLED_PlanckschesWirkungsquantum <\/h4>\n\n\n\n
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\nMit dieser Geometrie kann man bei dem Experiment zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantum die RGB-LED verschatten um diese so einstellen zu k\u00f6nnen, dass sie gerade eben noch leuchtet. \n<\/p> \n\n

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Strahlteiler_oben <\/h4>\n\n\n\n
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\nWir verwenden einen halbdurchl\u00e4ssigen Spiegel als Strahlteiler (https:\/\/astromedia.de\/Teildurchlaessiger-Vorderflaechen-Glasspiegel-30x40mm). Mit den Bauteilen Strahteiler_oben und Strahlteiler_unten kann dieser im 45\u00b0 Winkel in einen W\u00fcrfel eingebaut werden.\n<\/p> \n\n

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Anfasser_Stellschraube <\/h4>\n\n\n\n
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\nDieser Anfasser wird mit der Aussparung Richtung Kopf auf eine magnetische M3 Sechskantschraube (L\u00e4nge: ~50 mm, nicht Edelstahl) aufgesteckt und mit einer selbstsichernden M3 Mutter fixiert. Dies vereinfacht das Drehen der Schraube per Hand. Die Schrauben werden verwendet um den Laser und Spiegel auszurichten (siehe Spiegel- und Laserhalter). \n<\/p> \n\n

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90\u00b0 Spiegel- und Laserhalter <\/h4>\n\n\n\n
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\nMit dem 90\u00b0 Spiegel- und Laserhalter k\u00f6nnen Sie sowohl den 90\u00b0 Spiegeltr\u00e4ger als auch den Lasertr\u00e4ger in den W\u00fcrfeln fixieren. In die drei kleineren innen liegenden L\u00f6cher werden die M3 Schrauben geschaubt. Sie haben zwei M\u00f6glichkeiten zu deren Fixierung: 1. Sie drucken die Geometrie ohne die in den L\u00f6chern liegenden kleinen R\u00f6hren und f\u00fcgen M3 Einschmelzgewinde ein (https:\/\/cnckitchen.store\/de\/collections\/threaded-inserts). 2. Sie drucken die kleinen R\u00f6hren aus TPU zusammen mit dem Halter aus PETG und nutzen das TPU als „Gewinde“ f\u00fcr die Schrauben. Wir empfehlen Ihnen die M\u00f6glichkeit 2 unter Verwendung eines harten TPUs, da die Schauben im TPU weniger wackeln als in Einschmelzgewinden, welches die Ausrichtung der Spiegel und des Lasers vereinfacht.\nIn die vier gro\u00dfen L\u00f6cher an den Ecken k\u00f6nnen Sie Lego-Verbinder einf\u00fcgen um den Halter im W\u00fcrfel zu fixieren. \n<\/p> \n\n

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90\u00b0 Spiegeltr\u00e4ger <\/h4>\n\n\n\n
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\nAuf den Spiegeltr\u00e4ger wird der Spiegel aufgeklebt (https:\/\/astromedia.de\/Vorderflaechen-Glasspiegel-22x22mm). Zum Aufkleben empfehlen wir Ihnen dickes Doppelklebeband. In die Vertiefungen werden Zylinder-Magnete mit 5 mm Durchmesser und 5 mm L\u00e4nge eingesteckt (https:\/\/www.amazon.de\/dp\/B0D41VVPC3?ref_=ppx_hzsearch_conn_dt_b_fed_asin_title_1). Die Magnete werden an die M3 Schrauben in den Spiegelhaltern angedockt. Zur optimalen Einstellung empfehlen wir auf die Enden der Schrauben Hutmuttern aufzuschrauben, so dass die kugelf\u00f6rmige Oberfl\u00e4che der Muttern auf den Magneten ruht. \n<\/p> \n\n

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45\u00b0 Spiegelhalter <\/h4>\n\n\n\n
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siehe 90\u00b0 Spiegel- und Laserhalter <\/p> \n\n

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45\u00b0 Spiegeltr\u00e4ger <\/h4>\n\n\n\n
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siehe 90\u00b0 Spiegeltr\u00e4ger <\/p> \n\n

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Schirm_Fuss <\/h4>\n\n\n\n
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Der Schirm_Fuss erm\u00f6glicht das senkrechte Aufstellen des Schirms und der Lochblende und der Fixierung auf der Bodenplatte mittels Legoverbindern. <\/p> \n\n

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Lochblende <\/h4>\n\n\n\n
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Die Lochblende vereinfacht das Ausrichten des Lasers in die Mitte der W\u00fcrfel. <\/p> \n\n

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Schirm <\/h4>\n\n\n\n
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Der Schirm dient als Projektionsfl\u00e4che u.a. f\u00fcr das Michelson Interferometer. <\/p> \n\n

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Schirm_klein <\/h4>\n\n\n\n
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siehe Schirm <\/p> \n\n

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Fuss-56-mm-v1<\/h4>\n\n\n\n
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Polfilter_Vorderseite <\/h4>\n\n\n\n
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F\u00fcr den Polfilterhalter sind die folgenden f\u00fcnf 3D Drucke notwendig (https:\/\/astromedia.de\/Polarisations-Filterfolie-200-x-290-mm). Schneiden Sie den Polfilter zureckt und setzten Sie ihn in die Halterung ein. Achten Sie dabei auf die Ausrichtung der Polarisation des Polfilters. <\/p> \n\n

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Polfilter_R\u00fcckseite <\/h4>\n\n\n\n
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siehe Polfilter <\/p> \n\n

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Polfilter_Drehrad <\/h4>\n\n\n\n
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siehe Polfilter <\/p> \n\n

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Polfilter_Arretierung <\/h4>\n\n\n\n
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siehe Polfilter <\/p> \n\n

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Basis_Polfilter <\/h4>\n\n\n\n
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siehe Polfilter <\/p> \n\n

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Linsenhalter <\/h4>\n\n\n\n
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Der Linsenhalter erm\u00f6glicht die Fixierung einer Linse in der Mitte der W\u00fcrfel. <\/p> \n\n

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GekoppelterPolfilter_ZahnradL <\/h4>\n\n\n\n
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F\u00fcr den gekoppelten Polfilter f\u00fcr das BB84 Experiment ben\u00f6tigen Sie die folgenden sechs 3D Drucke. Er erm\u00f6glicht es die Ausrichtung von zwei senkrecht zueinander stehenden Polfilter gleichzeitig um 90\u00b0 zu \u00e4ndern. <\/p> \n\n

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GekoppelterPolfilter_ZahnradR <\/h4>\n\n\n\n
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siehe gekoppelter Polfilter <\/p> \n\n

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GekoppelterPolfilter_ZahnradSchalter <\/h4>\n\n\n\n
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siehe gekoppelter Polfilter <\/p> \n\n

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GekoppleterPolfilter_Halterplatte <\/h4>\n\n\n\n
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siehe gekoppelter Polfilter <\/p> \n\n

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GekoppelterPolfiter_Doppelw\u00fcrfel <\/h4>\n\n\n\n
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siehe gekoppelter Polfilter <\/p> \n\n

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GekoppelterPolfilter_Frontplatte <\/h4>\n\n\n\n
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siehe gekoppelter Polfilter <\/p> \n\n

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Spektrometer_Unterseite <\/h4>\n\n\n\n
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In die Unterseite des Spektrometers werden die folgenden Teile eingebaut: Kamera, Beugungsgitter, Linse, Schlitzblende. <\/p> \n\n

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Spektrometer_Oberseite <\/h4>\n\n\n\n
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Die Oberseite des Spektrometers kann mittels Lego-Verbindern auf der Unterseite montiert werden. <\/p> \n\n

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Spektrometer_Halter_Beugungsgitter <\/h4>\n\n\n\n
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In diesen zweiteiligen Halter wird eine Beugungsfolie mit 1000 Linien pro Millimeter eingeklemmt und der Halter in die Unterseite des Spektrometers eingesetzt. Orientieren Sie die Beugungsfolie so, dass die Linien in Richtung des Pfeils der Halterung verlaufen. Stecken Sie den Halter so in die Unterseite des Spektrometers, dass der Pfeil nach oben zeigt. <\/p> \n\n

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Spektrometer_Schlitzblende_200\u00b5m <\/h4>\n\n\n\n
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Die Schlitzblende kann 3D gedruckt oder mit einem Lasercutter erstellt werden. Hier k\u00f6nnen Sie zwei Schlitzblenden mit unterschiedlicher Schlitzbreite runterladen. Probieren Sie aus mit welcher Datei Sie bessere Resultate erziehlen. Erstrebenswert ist ein m\u00f6glichst schmaler gleichm\u00e4\u00dfiger Schlitz. Eine Noozle mit 0,2 mm Durchmesser kann zu besseren Ergebnissen f\u00fchren. Zum Lasercutten schneiden Sie aus schwarzem 1 mm dickem Plexiglas ein Quadat mit 19.6 mm Kantenl\u00e4nge und einem m\u00f6glichst d\u00fcnnem Schlitz in der Mitte von 10 mm L\u00e4nge aus. <\/p> \n\n

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Spektrometer_Schlitzblende_100\u00b5m <\/h4>\n\n\n\n
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siehe Schlitzblende 200\u00b5m <\/p> \n\n

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Spektrometer_Linsenhalter <\/h4>\n\n\n\n
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In diesen zweiteiligen Halter wird die Linse eingesetzt. <\/p> \n\n

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