stehende Welle im offenen Glasrohr

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

Hallo zusammen,
Ich habe ein paar Fragen zu einem Versuch. In einem Glasrohr das an beiden Enden offen ist verteile ich Korkmehl. Vor dem Glasrohr setze ich eine Lautsprecher und schalte den ein. Ich weiß, dass sich bei einer bestimmten Frequenz (Eigenfrequenz) eine stehende Welle ausbildet.An beiden Enden habe ich dann einen Schnellebauch, weil die ja offen sind. Gibt es nun mehrere dieser Frequenzen oder nur eine? Ist die Eigenfrequenz das selbe wie Resonanzfrequenz?

Vielen Dank
Mfg

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ja, die Luft in diesem Rohr kann bei mehreren Frequenzen resonant schwingen.

Magst du dir mal skizzieren, welche Wellen da alle resonant reinpassen, weil sie einen Schnellebauch an beiden Enden haben?

Zu den Begriffen Eigenfrequenz und Resonanzfrequenz finde ich die Formulierung bei Wikipedia recht schön:

http://de.wikipedia.org/wiki/Eigenfrequenz

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

Wenn ich es zeichne, kommen da die verschiedenen Harmonischen.
Die stehenden Wellen entstehen ja nur wenn die Länge der Röhre dem Vielfachen der halben Wellenlänge entspricht. -->

Ich löse das nach Lambda auf und setze es in f = Lambda / Schallgeschw. ein. Wenn ich dann verschiedene k wähle, erhalte ich dann die verschiedenen Frequenzen für die Harmonischen? Entspricht k immer der Anzahl der Knoten?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

Also bei mir kommt raus, dass k der Anzahl der Knoten ist ( bei 2 freien Enden). Für k = 1 habe ich die Grundschwingung. Die Länge der Röhre entspricht dabei der halben Wellenlänge der Welle.

Bei einem Ende offen und anderem fest habe ich dasselbe nur halt mit ungeradzahligem k.

Bei 2 festen Enden sind es irgendwie die Bäuche die für k gelten.

Stimmt das so?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, das würde ich auch so zählen smile

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

Gut
vielen vielen Dank Thumbs up!

..
Noch eine letzte Frage. Es gibt ja auch Druckknoten und Druckbäuche. In Schwingungsknoten haben wir Druckbäuche und umgekehrt.
Werden diese Druckbäuche mit einem Sondenmikrofon und einem Oszilloskop registriert wenn man den Mikrofon während einer stehenden Welle in die Apparatur einführt? Entstehen diese weil die Luft am Ende sozusagen nach außen explodiert?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, ein Mikro misst Druckschwankungen, und an einem Druckbauch ist der Ton besonders laut.

Magst du dir mal das mit den Druck- und Schnellebäuchen am besten mal mit hin- und herflitzenden Gasteilchen klarmachen und aufmalen? An welchen Stellen flitzen die Gasteilchen hin und her, und an welchen Stellen entstehen dadurch Druckbäuche und Druckknoten?

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

Also die Überdruckstörung breitet sich am Ende in alle Richtungen. Explodiert quasi. Es entsteht ja dann eine Unterdruckstörung die zurückkommt und auf die Überdruckstörung trifft.

Wenn sich diese überlagern müssten doch die Luftteilchen dort sehr startk hin- und herschwingen --> Korkmehl wirbelt sich auf und bildet Bäuche(Wellenbäuche). Druckknoten entsteht weil aus Überdruck + Unterdruck = normaler Druck.
Stimmt das so?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du mal konkret die Skizzen zeigen und hier reinstellen, die du dir dazu malen kannst? Damit wirds vielleicht leichter nachzuvollziehen.

Das Wort "explodieren" halte ich hier eher für übertrieben.

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

So habe ich es vorhin gemeint mit dem Überdruck und Unterdruck.

http://img12.imageshack.us/img12/5854/56450735.png

http://img12.imageshack.us/img12/56450735.png/1/w795.png

Hier habe ich es in Verbindung mit der stehenden Welle.

http://img682.imageshack.us/img682/9120/90470728.png

http://img682.imageshack.us/img682/90470728.png/1/w786.png

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, zeichne mal mehrere Stellen mit Druckbäuchen und Stellen mit Schnellebäuchen nebeneinander.

So dass du einzeichnen kannst, wo gerade viele Gasteilchen sind und wo wenig, und in welche Richtung sich diese Teilchen jeweils gerade bewegen.

Siehst du dann besser, wie sich die Teilchen hin- und herbewegen und damit Dichteschwankungen an den verschiedenen Stellen machen?

Virus01 · Anmeldungsdatum: 07.01.2010 Beiträge: 106

Ich weiß was du meinst. Aber ich will nicht mehr ins Detail mit dem Druck gehen. Ich wollte halt das mit den Wellenbäuchen und Knoten genau wissen. Habs ja jetzt dank deiner Hilfe.

Vielen Dank nochmal!