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Versuche

Gegenläufige Wellen

Versuchsaufbau und -durchführung

Zwei Tiefton-Lautsprecher werden in ca. 1m Entfernung einander gegenüber gestellt und mit dem Wechselspannungssignal eines Sinusgenerators zu Schallschwingungen angeregt. Der Raum zwischen den beiden Lautsprechern wird mit einem Mikrophon, das an einen Spannungsmesser angeschlossen ist, abgetastet.

Hinweis: Zur besseren Ausbildung einer Interferenzerscheinung zwischen den beiden Lautsprechern ist es günstig, ein geschlitztes Papprohr zwischen die beiden Lautsprecher zu bringen. Das Mikrophon wird längs des Schlitzes verschoben.

Versuchsergebnis

Es kommt zur Ausbildung von Knoten und Bäuchen einer stehenden Welle.

Aufgabe

Der Abstand zwischen sechs Knoten war \(27\,\rm{cm}\), die Digitalanzeige des Sinusgenerators zeigte \(3050\,\rm{Hz}\).

Berechnen Sie hieraus die Schallgeschwindigkeit.

Lösung

Der Abstand benachbarter Knoten entspricht der halben Wellenlänge der ursprünglich fortschreitenden Welle. Es ergibt sich
\[\frac{5}{2} \cdot \lambda  = 0{,}27\,{\rm{m}} \Rightarrow \lambda  = \frac{2}{5} \cdot 0{,}27\,{\rm{m}} = 0{,}108\,{\rm{m}}\]
Mit der Grundgleichung der Wellenlehre kann nun die Schallgeschwindigkeit \(c\) berechnet werden:
\[c = \lambda \cdot f \Rightarrow c = 0{,}108\,{\rm{m}} \cdot 3050\,{\rm{Hz}} = 330\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\]