SuW-P06 Doppelspaltversuch mit Ultraschall


Experiment 01

E01.01: Bauen Sie das Experiment wie folgt auf:

  • Platzieren Sie einen Ultraschalllautsprecher auf dem Experimentierfeld.
  • Setzen mit den 3 Metallhindernissen einen Doppelspalt in das Schallfeld des Lautsprechers. Die Spaltöffnung sollte jeweils etwa 1-2 mm betragen.
  • im Schallfeld hinter dem Doppelspalt platzieren Sie das Mikrofon so, dass es parallel zum Lautsprecher ausgerichtet ist und in Richtung der Mitte des Doppelspalts zeigt, in einem Abstand von mindestens 10 cm zum Doppelspalt.

Suchen Sie in der Mitte des Schallfelds das 0. Maximum.

Bewegen Sie das Mikrofon quer zum Schallfeld durch das erste Minimum zum 1. Maximum, Richten Sie dabei das Mikrofon immer so aus, dass es auf die Mitte des Doppelspalts zeigt. Messen Sie den Abstand zwischen Doppelspalt und dem Mikrofon beim 0. Maximum und den Abstand zwischen dem 0. und 1. Maximum.

Wiederholen Sie die Messung für unterschiedliche Abstände Abstand zwischen Mikrofon und Doppelspalt.

Berechnen Sie aus den Messdaten die Wellenlänge des Ultraschalls.


Theorie:

Die Schallwellen werden von den Lautsprechern ausgesendet. Da die Lautsprecher an den gleichen Funktionsgenerator angeschlossen sind, schwingen sie mit einer in guter Näherung konstanten Phasendifferenz zueinander, so dass Interferenz beobachtet werden kann.

Vom Doppelspalt werden nach dem Huygenschen Prinzip Elementarwellen ausgesendet, die im Schallfeld nach dem Doppelspalt interferieren.

Nach der Herleitung für den Doppelspalt gelten für Maxima:

\[ \Delta s = n \cdot \lambda = g \cdot \sin \left( \arctan\frac{a_n}{e} \right)\]

mit \(g\) = Abstand zwischen den Spaltöffnungen, \(a_n\) = Abstand zwischen 0. und 1. Maximum, \(e\) = Abstand zwischen Doppelspalt und Mikrofon.


Erstellen Sie mit einem Textverarbeitungsprogramm Ihrer Wahl das Praktikumsprotokoll. Benennen Sie die Datei in der Form: kursnummer-suw-p06-nachname1-nachname2-...-protokoll.odt/docx/.... Lassen Sie das Dokument in der vereinbarten Weise ihrer Lehrkraft zukommen. Falls Sie das Protokoll per Hand schreiben wollen, fügen Sie das eingescannte/fotografierte Protokoll in die Datei ein (5 CP).