CASSY Lab 2 - Institut für Experimentelle Kernphysik

CASSY Lab 2
Schallgeschwindigkeit in Luft mit 2 Mikrofonen
auch für Pocket-CASSY geeignet
Versuchsbeschreibung
Im Versuch wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Schallimpulses bestimmt, und damit – da Gruppen- und
Phasengeschwindigkeit übereinstimmen – die Schallgeschwindigkeit. Der Schallimpuls wird erzeugt, indem zwei
Stativstangen aneinander geschlagen werden. Dies bewirkt die Druckschwankung in der Luft. Der Schallimpuls wird
nacheinander von zwei Mikrofonen registriert, die einen Abstand Γs voneinander haben.
Zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit c wird die Zeit Γt zwischen den beiden Registrierungen an den Mikrofonen
gemessen. Die Schallgeschwindigkeit ergibt sich aus der Wegdifferenz Γs und der zugehörigen Laufzeitdifferenz
Γt zu c = Γs/Γt.
Benötigte Geräte
1 Sensor-CASSY 524 010 oder 524 013
1 CASSY Lab 2 524 220
1 Mikrofon S 524 059
1 Universalmikrofon PC 586 281
1 Metallmaßstab, 1 m 311 02
2 Stativstangen, 47 cm 300 42
1 PC mit Windows XP/Vista/7
Versuchsaufbau (siehe Skizze)
Das externe Mikrofon wird in einem Abstand Γs = 0,50 m vor dem internen Mikrofon aufgebaut. Bei der Schallerzeugung
durch die Stativstangen ist darauf zu achten, dass die Schallquelle in direkter Verlängerung der Strecke zwischen
den beiden Mikrofonen liegt. Außerdem sollte die Schallkopplung über den Tisch möglichst gering sein, da
sonst zu hohe Geschwindigkeiten gemessen werden können.
Versuchsdurchführung
Einstellungen laden
� Messung mit starten
� Einige Messungen durch Aneinanderschlagen der Stativstangen auslösen. Dabei sollten Umgebungsgeräusche
möglichst vermieden werden, um die Messung nicht zu beeinflussen.
� Messung mit stoppen
� Abstand Γs zwischen den beiden Mikrofonen vergrößern
� Messung wiederholen
Auswertung
Während der Messung können Umgebungsgeräusche Fehlmessungen erzeugen. Diese Fehlmessungen können
leicht gelöscht werden. Dazu im Diagramm den falschen Wert anklicken und löschen (Backspace).
Anschließend die Mittelwerte der Laufzeiten im Diagramm durch Mittelwert einzeichnen bestimmen. Jeder Mittelwert
kann bequem direkt nach seiner Berechnung in die Darstellung Schallgeschwindigkeit (mit der Maus anklicken)
übernommen werden, indem er aus der Statuszeile in die neue Tabelle gezogen wird (Drag & Drop).
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