Vortrag 07 03 08 Physik 13 2 Herr

Vortrag 07. 03. 08 Physik 13 (2) Herr Stadtmüller

Die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit Die Kundt'sche Röhre Experimentleiter: Christian Ditton Matthias Kohlenberger

Gliederung Kurzvorstellung von Kundt Aufgabenstellung Aufbau Durchführung Beobachtung Grundlagenwissen Auswertung einer anderen Quelle Rechenbeispiele Quellen

Kurzvorstellung: Kundt August Kundt * 18. 11. 1839 † 21. 05. 1894 Deutscher Physiker, Dozent an Unis 1866 Kundt'sches Rohr Schüler Kundts: Conrad Röntgen

Aufgabenstellung

Aufbau (1) Frequenzgenerator an Lautsprecher anschließen Oszilloskop an Lautsprecher anschließen um die Frequenz der Schwingung zu bestimmen. http: //leifi. physik. unimuenchen. de/web_ph 11/versuche/12 kundt/kundtversuch. htm

Aufbau (2) Kundtsche Röhre gleichmäßig mit Korkmehl bestäuben Kundtsche Röhre so vor Lautsprecher postieren, dass Ton „durch die Röhre duchrgeht“ Kundtsche Röhre aus „Sicht“ des Lautsprechers

Durchführung Frequenzgenerator einschalten um Ton zu erzeugen Am Oszilloskop Frequenz ablesen Kundt'sche Röhre beobachten Das Oszilloskop

Beobachtung Es bilden sich Bäuche und Knoten Bauch = HP/TP Knoten = Wendestelle der Schwingungskurve Abstand von Bauch zu Bauch = Länge der halben Amplitude (halbe Wellenlänge) http: //www. physik. ruhr-unibochum. de/imperia/md/images/physik/fotos_fak/ praktikum/versuche_mediziner/04_2. jpg

Grundlagenwissen Frequenz f: gibt an wie oft pro Zeiteinheit sich ein Massenteilchen um seine Ruhelage schwingt Wellenlänge λ: Der Abstand von einem Wellenberg (-tal) zum nächsten Wellenberg (-tal) beträgt λ/2 l = Abstand zwischen zwei Extrempunkten bzw Bäuchen [in cm] Allg. : λ = 2/k * l , bei offenen Enden, k = Anzahl d. Knoten Schallgeschwindigk eit c = λ * f

Auswertung einer anderen Quelle Schwingungsbauch Schwingungsknoten http: //leifi. physik. unimuenchen. de/web_ph 11/versuche/12 kundt/kundtversuch. htm Hier kann man sehr schön die Schwingungsbäuche und –knoten erkennen, an denen sich das Korkmehl gesammelt anhäuft. Um dann die Länge l der Welle zu bestimmen misst man den Abstand von einem Bauch zum nächsten Bauch und verdoppelt diesen Wert dann. Hier wären dies knapp 7 cm --> Wellenlänge λ = 14 cm. Die abgelesene Frequenz beträgt hier: 2500 Hz.

Rechnung Versuchswerte: f = 2500 Hz , l ≈ 7 cm Berechnen von c mit λ = 2/k * l λ = 2/1 * 7 = 14 <cm> c = λ * f => c = 14 cm * 2500 1/s = 35000 cm/s c = 350 m/s , Schallgeschwindigkeit in Luft (nach Praxisversuch!) Realer Wert: ~ 343 m/s Abweichung: ~ 2, 2 %

Beispielaufgaben Gegeben: f = 1500 Hz , l =4, 5 cm Berechne hier die Schallgeschwindigkeit! Gegeben: λ/2 = 8 cm , c = 343 m/s Berechne die hier verwendete Frequenz f!

Lösung c=f*λ c = 3350 Hz * 10 cm = 33500 cm/s = 335 m/s λ/2 = 8 cm => λ = 16 cm c = λ * f => 34300 cm/s : 16 cm = f somit f = 2143, 75 Hz

Outtakes Ditton am Rätseln

Quellen http: //www. physik. ruhr-uni-bochum. de/ http: //leifi. physik. unimuenchen. de/web_ph 11/versuche/12 kundt/kun dtversuch. htm www. wikipedia. de

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit