Schallgeschwindigkeit in Gasen
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82 CASSY Lab<br />
Akustische Schwebungen<br />
2.3. SCHWEBUNGEN VON SCHALLWELLEN 55<br />
Abbildung Beispiel laden 2.17: CASSY Meßaufbau Akustische Schwebungen<br />
Versuchsbeschreibung<br />
Es wird die Schwebung aufgezeichnet, die durch zwei ger<strong>in</strong>gfügig gegene<strong>in</strong>ander verstimmte Stimmgabeln<br />
erzeugt wird. Die E<strong>in</strong>zelfrequenzen f1 und f2, die neue Schw<strong>in</strong>gungsfrequenz fn und die<br />
Schwebungsfrequenz fs werden ermittelt und können mit den theoretischen Werten<br />
Vor der Aufnahme der Meßwerte den dynamischen Bereich des Mikrophon-Kanals an die maximale<br />
Schalldruckamplitude anpassen.<br />
fn = ½ (f1 + f2) und fs = | f1 − f2 |<br />
verglichen werden.<br />
CASSY-Lab Tip zur Aufzeichnung der Meßwerte:<br />
Benötigte Geräte<br />
1 Sensor-CASSY 524 010<br />
1 CASSY Lab 524 200<br />
1 Paar Resonanzstimmgabeln 414 72<br />
1 Trigger Universalmikrofon Ua1 0.1 V steigend 586 26<br />
1 Sockel 300 11<br />
1 PC ab W<strong>in</strong>dows 95/98/NT<br />
CASSY / Kanal A / Spannung Ua1 +- Umax V Momentanwerte<br />
Meßparameter / automatisch Intervall 500 mu s x16000<br />
Darstellung / X-Achse t<br />
Y-Achse Ua1<br />
FFT / Fast Fourier Transformation von Ua1<br />
Versuchsaufbau (siehe Skizze)<br />
Das Universalmikrofon (Funktionsschalter auf Betriebsart “Signal” und E<strong>in</strong>schalten nicht vergessen)<br />
wird zwischen beiden Stimmgabeln positioniert und an E<strong>in</strong>gang A des Sensor-CASSYs angeschlossen.<br />
E<strong>in</strong>e der Stimmgabeln wird durch e<strong>in</strong>e Zusatzmasse ger<strong>in</strong>gfügig verstimmt.<br />
Für die Schwebung ist – wie <strong>in</strong> Abb. 2.18 ausschnittweise zu sehen – auf e<strong>in</strong>e möglichst vollständige<br />
Auslöschung <strong>in</strong> den Schwebungsknoten zu achten, d.h. die Amplituden der beiden Schallwellen<br />
müssen beim Mikrophon gleich groß se<strong>in</strong>.<br />
Versuchsdurchführung<br />
E<strong>in</strong>stellungen laden<br />
• Erste Stimmgabel anstoßen und Messung mit F9 auslösen<br />
• Signalstärke mit E<strong>in</strong>steller am Mikrofon optimieren<br />
• Frequenz f1 ermitteln (z. B. durch senkrechte Markierungsl<strong>in</strong>ien <strong>in</strong> der Standard-Darstellung oder<br />
als Peakschwerpunkt im Frequenzspektrum)<br />
Neben der Schwebung für drei verschiedene Frequenzdifferenzen s<strong>in</strong>d auch die Schw<strong>in</strong>gungen<br />
und FFT-Frequenzspektren der e<strong>in</strong>zeln angeschlagenen Stimmgabeln aufzuzeichnen. Diese Messungen<br />
sollten mit den anderen Gruppen im Raum koord<strong>in</strong>iert werden, um störungsfreie Daten<br />
aufzuzeichnen.