Schallgeschwindigkeit in Gasen

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