Ziel des Versuchs war es die Gruppen- und Phasengeschwindigkeit von Schallwellen in Wasser, Salzwasser und Glyzerin zu messen und zu interpretieren. Auch auf den Begriff der Dispersion soll eingegangen werden.
Inhaltsverzeichnis
- Theoretische Grundlagen
- Phasengeschwindigkeit
- Gruppengeschwindigkeit
- Dispersion
- Schall
- Ultraschall
- Versuchsaufbau
- Versuch 1
- Entmineralisiertes Wasser
- Salzwasser
- Glyzerin
- Versuch 2
- Destilliertes Wasser
- Salzwasser
- Glyzerin
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Ziel des Versuchs war die Bestimmung der Gruppengeschwindigkeit und Phasengeschwindigkeit von Ultraschallwellen in verschiedenen Medien. Die Ergebnisse wurden mit theoretischen Modellen verglichen.
- Gruppengeschwindigkeit von Ultraschallwellen in verschiedenen Medien
- Phasengeschwindigkeit von Ultraschallwellen in verschiedenen Medien
- Dispersion von Ultraschallwellen
- Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit theoretischen Modellen
- Einfluss von Temperatur und Salzgehalt auf die Schallgeschwindigkeit
Zusammenfassung der Kapitel
Theoretische Grundlagen
Dieses Kapitel behandelt die theoretischen Grundlagen des Versuchs, darunter die Definitionen der Phasen- und Gruppengeschwindigkeit sowie das Konzept der Dispersion. Es werden die Eigenschaften von Schall und Ultraschall erklärt und die Funktionsweise des piezoelektrischen Effekts erläutert.
Versuchsaufbau
Dieses Kapitel beschreibt die experimentelle Apparatur, bestehend aus einem Ultraschallgenerator, einer Küvette, einem Schallwandler und einem Oszilloskop. Der Aufbau ermöglicht die Messung der Laufzeit von Ultraschallwellen in verschiedenen Medien.
Versuch 1
In diesem Versuch wurde die Gruppengeschwindigkeit von Ultraschallwellen in drei verschiedenen Medien (entmineralisiertes Wasser, Salzwasser und Glyzerin) gemessen. Die Ergebnisse werden graphisch dargestellt und die Gruppengeschwindigkeit für jedes Medium berechnet.
Versuch 2
Dieser Versuch befasst sich mit der Bestimmung der Phasengeschwindigkeit von Ultraschallwellen in den gleichen drei Medien. Die Methode basiert auf der Messung der Wellenlänge, die aus der Anzahl der Durchgänge der Wellen zwischen Sender und Empfänger ermittelt wird.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter des Versuchs sind Ultraschall, Phasengeschwindigkeit, Gruppengeschwindigkeit, Dispersion, Schallgeschwindigkeit, piezoelektrischer Effekt, entmineralisiertes Wasser, Salzwasser, Glyzerin, Wellenlänge, Frequenz, Temperatur, Salzgehalt.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit?
Die Phasengeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich eine einzelne Wellenfront bewegt. Die Gruppengeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit, mit der sich die Energie oder Information eines Wellenpakets ausbreitet.
Was bedeutet Dispersion bei Schallwellen?
Dispersion tritt auf, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle von ihrer Frequenz abhängt. Dies führt dazu, dass Wellenpakete im Laufe der Zeit auseinanderlaufen.
Wie beeinflusst der Salzgehalt die Schallgeschwindigkeit?
Ein höherer Salzgehalt im Wasser erhöht die Dichte und Elastizität des Mediums, was in der Regel zu einer höheren Schallgeschwindigkeit im Vergleich zu Süßwasser führt.
Was ist der piezoelektrische Effekt?
Dieser Effekt wird in Ultraschallwandlern genutzt: Durch Anlegen einer elektrischen Spannung verformen sich bestimmte Kristalle und erzeugen so Schallwellen (und umgekehrt).
Welche Medien wurden im Versuch untersucht?
Der Versuch analysierte die Schallausbreitung in entmineralisiertem Wasser, Salzwasser und Glyzerin unter Berücksichtigung von Temperatur und Frequenz.
- Citar trabajo
- Jan Hoppe (Autor), 2008, Gruppen- und Phasengeschwindigkeit, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/176204
