Versuch 213 Messung der Phasen- und Gruppengeschwindigkeit ...

nen akustischen Innenwiderstand, d.h. er macht bei relativ kleinem Schalldruck
eine große Schnelle. Er wird also dann besonders viel Energie an ein
Medium abgeben, wenn dieses Medium ebenfalls einen kleinen Eingangswiderstand
hat, also an die Stehwelle, wenn der Sender sich im Druckminimum
(kleiner Druck, große Schnelle) befindet – das entspricht der Resonanz
–; er wird besonders wenig Leistung abgeben, wenn er sich in einem
Druckmaximum befindet – Antiresonanz.
Gruppengeschwindigkeit
Zur Bestimmung der Gruppengeschwindigkeit wird der Weg gemessen, den
eine Wellengruppe – hier mit einer Gauß-Funktion als Umhüllender – in
1 ms zurücklegt. Zu diesem Zweck wird die Wellengruppe zwischen dem
Sender und einem verschiebbaren Reflektor hin- und herreflektiert und von
dem dicht vor dem Sender stehenden Mikrofon registriert. Das gleichgerichtete
und auf einem Oszillographen dargestellte Mikrofonsignal zeigt
dann den vom Sender agbestrahlten Primärimpuls und die in regelmäßigen
Abständen folgenden Echos. Der Abstand Sender-Reflektor wird nun
so eingestellt, daß der zeitliche Abstand zwischen den Echos genau 2 ms beträgt.
Zu diesem Zweck wird der Oszillograph mit einer 500 Hz Sägezahn-
Spannung getriggert – d.h. der Elektronenstrahl kann nur zu diskreten
Zeitpunkten loslaufen, die 2 ms Abstand haben. Wenn dann die Echos ebenfalls
mit einem Abstand von 2 ms aufeinanderfolgen, werden sie ganau
übereinandergeschrieben.
Dabei ist der Primärimpuls etwas schmaler – zeitlich kürzer – als die Echos,
und sein Maximum ist gegenüber den Maxima der Echos ein wenig nach
rechts verschoben. Außerdem kann die Amplitude des Primärimpulses kleiner
sein als die Amplitude des ersten Echos. Warum?
Hinweis: Der Sender wirkt wie ein weicher Reflektor, d.h. das Schalldruckmaximum
liegt etwa 1=4 vor dem Sender, und man solte das Mikrofon etwa
dorthin stellen.
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