Messung der Schallgeschwindigkeit (eBook)

Studienarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Physik - Akustik, Note: 1,5, Hochschule RheinMain (-), Veranstaltung: Praktikum der Physik 3, Sprache: Deutsch, Abstract: Der Versuchsaufbau besteht aus einem Messrohr aus Plexiglas, an dessen einem Ende ein Lautsprecher in Achsrichtung angeordnet ist. Das andere Ende des Rohres ist offen, also schallweich. Wegen des Impedanzsprunges kommt es zu einer Reflexion der Welle, es entsteht eine stehende Welle. Der Lautsprecher wird über einen Frequenzgenerator mit konstanter Frequenz betrieben. Im Rohr befindet sich ein axial verschiebbares Mikrophon, mit dem die örtlichen Schalldruckmaxima und -minima über der Rohrachse gemessen und auf einem Oszilloskop dargestellt werden. Durch das Verschieben des Mikrophons entlang der Rohrachse werden die Extrema (Maxima/Minima) gesucht, die sich auf dem Oszilloskop ablesen lassen. Der an dem Messrohr angebrachte Maßstab dient zur Ermittlung der örtlichen Lage der Extrema. Die beiden Signale werden entweder im Zweikanalbetrieb (chopped oder alternate) als Wellen, oder im X-Y-Betrieb als Lissajous-Figuren dargestellt. Zusammen mit der Frequenz, abgelesen am Frequenzzähler, ist man nun in der Lage die Schallgeschwindigkeit zu berechnen.

2. Aufgabenstellung

Bestimmen Sie die Schallgeschwindigkeit im Frequenzbereich von f (?) 500Hz bis f (?) 4000Hz in Schritten von 200Hz

1. mit Hilfe des Abstandes der Orte unmittelbar nebeneinander liegender Maxima
2. mit Hilfe des Abstandes der Orte übernächster Maxima
3. mit Hilfe der Abstände von unmittelbar nebeneinander liegenden Orten, an denen die Phasenverschiebung zwischen Lautsprecher- und Mikrophonsignal null ist.