Laborübung: Messung der Schallgeschwindigkeit

Ziel:

Die Geschwindigkeit von Schall in Luft soll messtechnisch erfasst, und mit Literaturwerten verglichen werden.

Messmittel:

Zur Verfügung stehen eine digitale Stoppuhr, zwei Messmikrofone, ein Maßband, zwei Holzklötze zur Schallerzeugung und die nötigen Messkabel.

Beschreibung:

Die beiden Messmikrofone werden im definiertem Abstand zueinander aufgestellt und an die Stoppuhr angeschlossen. Durch Zusammenschlagen der Klötze wird ein Schallstoß erzeugt, der nacheinander die beiden Mikrofone erreicht, die wiederum die Stoppuhr auslösen und anhalten.

Führen Sie die Messung bei drei unterschiedlichen Abständen zwischen den Mikrofonen durch. Für jeden Abstand sollten Sie zehn oder mehr Messungen aufnehmen, um später statistische Schwankungen analysieren zu können.

Es ist Gegenstand Ihrer Aufgabe sich zu überlegen, wie Sie die Messung optimieren, und möglichst viele Fehlerquellen ausschließen, bzw. minimieren. Ein paar Stichworte: Wie ist die Temperatur am Tag der Messung? Welchen Einfluss haben die unterscheidlichen Schallpegel an den Mikrofonen? Können diese ausgeglichen werden? Sind die Holzklötze das beste Mittel um Schallwellen zu erzeugen?

Ausarbeitung:

Für die Ausarbeitung halten Sie sich bitte an die von mir vorgegebene Struktur. Ich werde mich bei der Durchsicht Ihrer Ausarbeitung auf diese Struktur beziehen.

Führen Sie eine Fehlerrechnung durch. Berücksichtigen Sie statistische Schwankungen (Unsicherheit der Mittelwerte) und die Ungenauigkeit bei der Abstandsmessung zwischen den Mikrofonen. Führen Sie die Rechnung separat für die drei Mikofonabstände durch, und werten Sie die Ergebnisse aus.

Nun wünsche ich Ihnen viel Erfolg bei der Durchführung des Versuchs.

18. November 2004