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Versuche

QUINCKE-Rohr

Man schließt einen Lautsprecher an einen Frequenzgenerator bekannter Frequenz an und stellt ihn vor die eine Seite des QUINCKEschen Umlenkrohrs. Auf der anderen Seite bringt man ein Mikrophon an, das man an ein Oszilloskop anschließt. Die Ablenkfrequenz des Oszilloskop wird so niedrig eingestellt, dass man nicht eine Sinuslinie, sondern ein grünes Band sieht. Bei gleichbleibender Schallfrequenz wird das Rohr verschoben und die Amplitude am Oszilloskop beobachtet.

 

Die vom Lautsprecher ausgehenden Schallwellen gehen auf den zwei Wegen durchs Rohr und überlagern sich am Mikrophonausgang. Verändert man langsam die verschiebbare Rohrlänge, so ergeben sich Maxima und Minima. Der Abstand \(d\), um den man das Rohr verschieben muss, um von einem Minimum zum nächsten zu kommen, wird gemessen.

Aufgabe

Im Praktikum misst man bei einer Frequenz von \(f = 5022\,\rm{Hz}\) als Abstand von einem Minimum zum nächsten \(d = 3{,}5\,\rm{cm}\).

Berechne, welche Wellenlänge der Schallschwingung sich aus der Verschiebung ergibt und welche Schallgeschwindigkeit sich daraus errechnet.

Lösung

Für die Wellenlänge \(\lambda \) ergibt sich
\[\lambda  = \Delta s = 2\cdot d \Rightarrow \lambda  = 2 \cdot 3{,}5\,{\rm{cm}} = 7{,}0\,{\rm{cm}}\]
Damit ergibt sich für die Schallgeschwindigkeit \(c\)
\[c = \lambda \cdot f \Rightarrow c = 0{,}070\,{\rm{m}} \cdot 5022\,{\rm{Hz}} = 350\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\]