Messung der Schallgeschwindigkeit in Luft, Flüssigkeiten und Metallen
Mit Hilfe dieses Versuches soll die Ausbreitung von Schallwellen in bestimmten Substanzen und ihre Geschwindigkeit untersucht werden.
Zunächst betrachten wir die Ausbreitung in Luft:
Um die Ausbreitung von Schallwellen in Luft darzustellen, betrachtet man zwei verschiedene Aufbauten:
Für den ersten Versuchsaufbau betrachtet man zwei Sender, die jeweils einen anderen Abstand zum Empfänger haben und selbst in einem Abstand
von einander stehen. Durch Aussenden von Signalen beider Sender (Ultraschall), kann man die Verschiebung an einem Oszilloskop sichtbar machen. Dafür werden die Signale der Sender (Mikrophone) mit einem Lautsprecher aufgenommen und an einen Tonsignalgenerator weitergegeben. Dieser wandelt die Signale so um, dass beide am Oszilloskop als Graphen mit der Verschiebung 
dargestellt werden können. Auf diese Weise kann man die Phasen und Laufzeiten bestimmen.
Zunächst betrachten wir die Ausbreitung in Luft:
Um die Ausbreitung von Schallwellen in Luft darzustellen, betrachtet man zwei verschiedene Aufbauten:
Für den ersten Versuchsaufbau betrachtet man zwei Sender, die jeweils einen anderen Abstand zum Empfänger haben und selbst in einem Abstand
von einander stehen. Durch Aussenden von Signalen beider Sender (Ultraschall), kann man die Verschiebung an einem Oszilloskop sichtbar machen. Dafür werden die Signale der Sender (Mikrophone) mit einem Lautsprecher aufgenommen und an einen Tonsignalgenerator weitergegeben. Dieser wandelt die Signale so um, dass beide am Oszilloskop als Graphen mit der Verschiebung dargestellt werden können. Auf diese Weise kann man die Phasen und Laufzeiten bestimmen.
Bei dem zweiten Aufbau handelt es sich um ein Kundtsches Rohr. Dieses ist ein Glasrohr, in dem sich Korkmehl befindet. Dabei ist das eine Ende des Rohrs offen und das andere geschlossen, so dass man stehende Wellen darstellen kann. An dem offenen Ende bringt man nun einen Sender an, der Schallwellen aussendet. Die Korkmehlpartikel werden durch diese Schallwellen bewegt und sammeln sich an den Stellen, an denen die Schallwellen am geringsten sind, zu Bergen zusammen. Auf diese Weise erkennt man die Geschwindigkeitsknoten und -bäuche der Schallwellen. Man bezeichnet die Berge, die das Korkmehl bildet auch als Kundtsche Staubfiguren. Mit Hilfe dieses Aufbaus kann somit die Wellenlänge und die Schallgeschwindigkeit von Luft (oder dem in der Röhre befindlichen Gas) bestimmt werden.
Abb. 875 Kundtsches Rohr(Original)
Abb. 2950 Kundtsche Staubfiguren
Schallgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit (Wasser) und Metallen:
Für die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Wasser, betrachtet man folgenden Aufbau:
An dem rechten Ende eines Wasserbeckens befindet sich ein Sender, welcher Signale im Ultraschallbereich (800 kHz) aussendet. Diese Signale werden als Puls ausgesendet und an einem Oszilloskop sichtbar gemacht. In dem Wasserbecken befindet sich ein Empfänger, der mit einem Ultraschallgenerator verbunden ist, so dass das empfangene Signal ebenfalls am Oszilloskop dargestellt wird. Dieser Empfänger befindet sich auf einer Schiene, so dass sein Abstand zum Sender variabel ist. Auf diese Weise wird die Verschiebung beider Signale, dem ausgesendeten und dem empfangenen, dargestellt.
Betrachtet man den Abstand
der Maxima der beiden Signale, so ändert sich dieser mit dem Abstand 
zwischen Sender und Empfänger und man kann die Schallgeschwindigkeit bestimmen.
Man kann mit diesem Aufbau aber auch die Phase bestimmen. Dafür sendet man ein kontinuierliches sinusförmiges Signal aus und betrachtet dazu die Verschiebung der Empfängerkurve. Durch Variation des Abstandes zwischen Sender und Empfänger kann man die Kurven übereinander legen und so die Perioden durchzählen.
Dasselbe Prinzip wendet man bei einem Kupfer- oder auch Stahlstab (70 cm) an.
Für die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Wasser, betrachtet man folgenden Aufbau:
An dem rechten Ende eines Wasserbeckens befindet sich ein Sender, welcher Signale im Ultraschallbereich (800 kHz) aussendet. Diese Signale werden als Puls ausgesendet und an einem Oszilloskop sichtbar gemacht. In dem Wasserbecken befindet sich ein Empfänger, der mit einem Ultraschallgenerator verbunden ist, so dass das empfangene Signal ebenfalls am Oszilloskop dargestellt wird. Dieser Empfänger befindet sich auf einer Schiene, so dass sein Abstand zum Sender variabel ist. Auf diese Weise wird die Verschiebung beider Signale, dem ausgesendeten und dem empfangenen, dargestellt.
Betrachtet man den Abstand
der Maxima der beiden Signale, so ändert sich dieser mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger und man kann die Schallgeschwindigkeit bestimmen.Man kann mit diesem Aufbau aber auch die Phase bestimmen. Dafür sendet man ein kontinuierliches sinusförmiges Signal aus und betrachtet dazu die Verschiebung der Empfängerkurve. Durch Variation des Abstandes zwischen Sender und Empfänger kann man die Kurven übereinander legen und so die Perioden durchzählen.
Dasselbe Prinzip wendet man bei einem Kupfer- oder auch Stahlstab (70 cm) an.
