Experiment: Schallausbreitung in Stäben (230 V, 50/60 Hz)

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Beschreibung
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Ziel:

Untersuchung longitudinaler Schallwellen in Rundstäben und Bestimmung der longitudinalen Schallgeschwindigkeit

Themenschwerpunkt:_..

•	Impulsartige Erregung von longitudinalen Schallwellen in Stäben und Detektion mit zwei Mikrofonsonden
•	Analyse der Schallimpulse in Abhängigkeit von Material und Länge der Stäbe mit einem Oszilloskop
•	Bestimmung der longitudinalen Schallgeschwindigkeiten der Materialien aus den Laufzeiten der Schallimpulse
•	Bestimmung der Elastizitätsmodule der Materialien aus den longitudinalen Schallgeschwindigkeiten und den Dichten

Experimentbeschreibung:_..

Der Gerätesatz besteht aus Probestäben unterschiedlicher Längen und Materialien, zwei Mikrofonsonden, einer Mikrofonbox mit Steckernetzgerät zur Aufnahme, Verstärkung und Ausgabe der Signale an ein Oszilloskop und drei Auflagematten.
In den Stäben werden durch die impulsartige Erregung mit Hilfe einer kleinen Anschlagmasse Schallwellen initiiert, die sich entlang der Stäbe ausbreiten, an den Stabenden reflektiert und über Mikrofonsonden akustisch erfasst werden. Bei langen Stäben zeigt das Oszillogramm klar voneinander abgegrenzte Schwingungspakete, bei kurzen Stäben auf Grund der Ausbildung stehender Wellen eine sinusförmige Schwingung. Aus der Stablänge und der Zeit zwischen zwei Schwingungspaketen oder der Periodendauer der sinusförmigen Schwingung kann die materialspezifische Schallgeschwindigkeit ermittelt werden.