14. Schallmessung im akustischen Hohlraum mit der Rayleigh-Scheibe

Zubehör:

	Hohlraum mit Lautsprecherbox;
	Rayleigh-Scheibe mit Gehäuse;
	Beleuchtungseinrichtung, Linse, Blende, optische Bank;
	1 RC-Generator;
	2 Vielfachmeßinstrumente;
	Kohlemikrophon;
	Plexiglasplatte;
	Plexiglasplatte mit Dämpfungsbelag.

Aufgaben:

1. Bestimmung (durch Rechnung) der oberen Grenzfrequenzen, für die Wellenausbreitung nur in z-Richtung möglich ist. Hierbei sei z die Richtung der größten Hohlraumausdehnung.

2. Bestimmen Sie mit Hilfe des Mikrophons für eine geeignete Resonanzfrequenz eine Position für optimalen Ausschlag der Rayleigh-Scheibe bei schallhartem Abschluß und prüfen Sie das Ergebnis durch Rechnung und Experiment nach. Messen Sie für die gleiche Resonanzfrequenz die Schallschnelle in Abhängigkeit von der dem Lautsprecher zugeführten elektrischen Leistung. Berechnen Sie aus der Schallschnelle die Druckamplitude und die Bewegungsamplitude der Gasmoleküle für einen Wert der elektrischen Leistung.

3. Messen Sie für die gleiche Frequenz unter Benutzung des reflexionsfreien Abschlusses die Resonanzüberhöhung im Kasten (Resonanzüberhöhung ist das Verhältnis der Schnellamplitude der fortlaufenden Welle bei gleicher Frequenz und Leistung).

4. Messen Sie die Halbwertsbreite der gleichen Resonanzmode mit Hilfe des RC-Generators und des Mikrophons.

Hinweise:

	Um die Glimmerscheibe nicht durch wiederholtes Vermessen zu beschädigen, sind hier Ihre Abmessungen angegeben :
	Radius r = 0.6 cm ; Dicke d = 0.005 cm
	Das der Dämpfung der Scheibchenschwingung dienende Kupferplättchen hat die folgenden Abmessungen (siehe Abbildung) :

A = 1.0 cm, B = 0,6 cm , C = 0.15 cm, L1 = 14 cm, L2 = 3.35 cm

Literatur:

Gerthsen	Physik
Kohlrausch	Praktische Physik, Bd.1,3,42
Bergmann-Schaefer	Lehrbuch der Experimentalphysik Bd.I
Meyer-Neumann	Physikalische und technische Akustik
E.Skudrzy	Foundations of Physical Acoustics

Stichworte zur Vorbereitung:

	Grundlagen der Akustik (Hydro- bzw. Aerodynamik) : Bernoulli-Gl., Euler- und Kontinuitäts-Gl., Poisson-Gl.; Schallfeldkenngrößen;Theorie der Rayleigh-Scheibe (qualitativ, mit Bernoulli-Gl. und Stromlinienbild).
	Wellenlehre: Wellengleichung mit Lösungen (ebene Wellen); Reflexion von ebenen Wellen an Grenzflächen (Randbedingungen, stehende Wellen ).

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(c) Experimentelle Physik, Universität Ulm 04. Dezember 2001
V.i.S.d.P.: Othmar Marti, Experimentelle Physik, Universität Ulm
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