Akustik

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Physikalisches Demonstrationspraktikum
Versuch: Akustik
Messung der Schallgeschwindigkeit mit dem Kundtschen Rohr
In einem Kundtschen Rohr kann mit Hilfe von stehenden Wellen die Schallgeschwindigkeit in Luft
(oder ggf. auch in anderen Gasen) ermittelt werden. Dazu wird das Rohr über einen Frequenzgenerator
mit einem Sinuston beschallt, der entsprechende Ausgabelautsprecher bendet sich an einem Ende des
Rohrs. Am anderen Ende schlieÿt ein bewegliches Mikrofon das Rohr ab, das den Schall aufnimmt und
dessen Ausgabesignal in Form einer Spannung am Oszilloskop dargestellt werden kann.
Abb. 1 zeigt ein Bild des Aufbaus. Man sieht am linken Ende den Lautsprecher (1), ein Sinuston
wird über den Funktionsgenerator (3) eingespeist, die Frequenz ist einstellbar und sollte hier zwischen
1kHz und 5kHz liegen. Ein Mikrofon (2) ist so in das Rohr integriert, dass es einerseits die rechte Seite
abschlieÿt, trotzdem aber beweglich bleibt, sodass es im Rohr verschoben werden kann. Das Signal, das
mit dem Mikrofon aufgenommen wird, kann über ein Oszilloskop (4) ausgegeben werden und wird vorher
von einem kleinen Verstärkermodul (5) verstärkt.
Abb.1: gesamter Messaufbau zur Messung der Schallgeschwindigkeit mit dem Kundtschen Rohr
Aufgaben zur Vorbereitung:
1. Wie kann man nun prinzipiell mit dem Kundtschen Rohr die Schallgeschwindigkeit ermitteln? Was
müssen Sie messen und wie erhalten Sie daraus die Schallgeschwindigkeit?
2. Wie wollen Sie die Messung durchführen, um möglichst brauchbare Ergebnisse zu erhalten? Auÿerdem: Denken Sie, dass es sinnvoller ist, eher höhere oder niedrigere Frequenzen zu wählen und
warum?
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Durchführung am Praktikumstag:
1. Bauen Sie die Messanordnung auf.
2. Wählen Sie eine geeignete Frequenz am Funktionsgenerator aus und schalten Sie ihn ein (Achtung:
nicht über 5kHz!). Stellen Sie das empfangene Signal am Oszilloskop geeignet ein.
3. Hinweis: Stellen Sie am Oszilloskop die Funktion Measure ein. Die Anzeige Vpp zeigt Ihnen die
Höhe der Gesamtamplitude des Signals als Spannungswert an. Dies erleichtert Ihnen das Ablesen.
4. Weitere Hinweise: Stellen Sie die Amplitude am Funktionsgenerator zunächst eher niedrig ein, die
Spannung am Lautsprecher darf nicht über 6V sein, der Funktionsgenerator kann bis 10V ausgeben!
Beachten Sie, dass die Amplitude gerätebedingt mit der eingestellten Frequenz steigt! Fragen Sie
bei Bedarf eine/n Betreuer/in.
5. Führen Sie Ihre Messung durch. Machen Sie bei der Auswertung eine Fehlerrechnung (statistischen
und systematischen Fehler berücksichtigen!).
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