Nicht entartete Moden

Jürgen0 · Gast

hi,

ich habe hier mal eine Frage. Was bedeutet das, wenn da steht:

"Messen Sie die genaue Frequenz der ersten zwei nicht entarteten Moden (0,2) und (0,3) in Luft, Argon und Stickstoff bei der gleichzeitiger Messung der Teperatur.

Meine spezielle Frage dazu lautet, was nicht entartete Moden sind. Wie ist das zu verstehen?

Schon mal danke Mit Zunge

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Zwei Zustände/Moden/... sind entartet, wenn sie die selbe Energie haben. Was das in Deinem Fall jetzt genau ist, kann ich Dir so auch nicht sagen, da bräuchte ich mehr Informationen über den Versuchsaufbau, etc...

Gruß
Marco

//Edit: In Deinem Fall könnte es auch "Moden mit der selben Frequenz" statt Energie sein, die entartet sind. Sag' uns doch noch etwas mehr über den Versuch, dann können wir Dir wahrscheinlich besser helfen.

Jürgen0 · Gast

ja ok. hast recht as_string. Hätte ich durch aus schon vorher machen sollen. Also hier ist der Versuchsaufbau:

Wir haben zunächst eine Hohlkugel aus Aluminium. Ich habe eine Zeichnung hier hinzugefügt. Sieht nicht gerade edel aus. Ist von Hand gemacht. Bitte verzeiht smile

Und in diesem kugelförmigen Hohlraum weren Eigenschwingungen eines Gases angeregt, dh stehende wellen.

Das ist der Versuhsaufbau. Ich hoffe, ich habe nichts vergessen zu erwähnen grübelnd

. Aber ich denke nicht.

Falls doch melde ich mich auf jedenfall nochmal. Wink

Und danke für jegliche Hilfe. Gott

// Ich habe mal das Bild auf eine passende Größe geschnitten. Toxman

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ja, die Skizze ist so weit schon erkennbar. Jetzt ist halt die Frage: Bei einer bestimmten Frequenz, welche Moden können da angeregt werden. Alle Moden bei der selben Frequenz sind entartet. Die ersten zwei "nicht entarteten Moden" also Moden, die unterschiedliche Frequenzen haben, sind dann anscheinend (0,2) und (0,3). Allerdings kenne ich die Nomenklatur da jetzt leider nicht. Ich weiß nicht, wie diese Schwingungsmoden genau aussehen. Steht dazu vielleicht noch etwas in der Anleitung und vielleicht auch, warum und wie andere Moden entartet sind, also welche Moden es mit welchen Frequenzen gibt? Ist da vielleicht ne Formel gegeben, die Dir die Frequenz in Abhängigkeit von diesen beiden Zahlen gibt? Was stellen diese beiden Zahlen überhaupt da?

Gruß
Marco

Jürgen0 · Gast

also, schon mal danke as_string.

Ob du es mir nun glaubst oder nicht. Mehr steht in der Versuchsanleitung zu den Moden nicht. Das ist die einzigste Aufgabe, wo Moden vorkommen. Und sonst habe ich den Begriff auch nie gehört.
Die Moden sind halt irgendwie einstellungen an einem Gerät. Was das für ein Gerät sein soll, steht in der Versuchsanleitung nicht.

Man soll halt die Frequenzen der ersten zwei nicht entarteten Moden abmessen. Und die Frequenz ist dann halt das wichtige für die folgenden Rechnungen.

Kannst du vielleicht erklären was Moden eigentlich sind? Sind es die Schwingungen der stehenden Wellen? Die durch den Lautsprecher erzeugt werden?

Danke

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ach so, das Wort "Mode" ist das eigentliche Problem? Ja, ganz richtig, das sind die stehenden Wellen, die sich da ausbilden können. Im eindimensionalen Fall, also einer schwingenden Saite z. B., gibt es eine Grundschwingung ohne Knoten und mehrere Oberschwingungen mit mehreren Schwingungsknoten etc. Das sind die verschiedene Moden einer Saite. Bei der Kugel sind das natürlich noch viel mehr und kompliziertere und vor allem ist es nicht so wie im eindimensionalen, dass jede Mode eine unterschiedliche Frequenz hat, sondern auch welche mit gleicher Frequenz existieren, aber sonst ist das analog. Die Moden mit gleicher Frequenz nennt man dann entartet.

Hilft das vielleicht etwas weiter? Welche Moden da mit "erste nicht entartete Moden" jetzt genau gemeint sind kann ich Dir leider auch nicht sagen. Da müßte man erstmal wissen, welche Moden das Ding alles überhaupt haben kann und wie die einzelnen Frequenzen dieser Moden sind.
Das Wort "Mode" hat hier übrigens nichts mit Klamotten zu tun! hängt wohl eher mit dem Wort "Modus" zusammen... Big Laugh

Gruß
Marco

Jürgen0 · Gast

vielen dank auch as_string. hat mir auf jedenfall jetzt weitergeholfen.

danke Prost

Jürgen0 · Gast

achso, noch was. Du kannst dir nichts unter der Angabe 0,2 Moden vorstellen oder?

Ich dachte mir irgendwie, dass das vielleicht zwei solche Schwingungen der Sinuskurve sein könnten. Glaub ich aber nur. Bin mir nicht sicher.

Jürgen0 · Gast

Ich hätte zu diesem Hohlresonator noch eine Frage. Ist unabhängig von den Moden. Und zwar:

Wieso ändert sich in der Hohlkugel der Druck wenn die stehenden Wellen bei diesem Prozess entstehen?

Kann ich mir irgendwie garnicht so richtig vorstellen, wie dieser Prozess entstehen soll.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich glaube, dass sich die Moden in Form von Kugelflächenfunktionen ausbilden müssten. Aber da müsste man sich jetzt erstmal die DGL für das ganze überlegen und sehen, ob die mit diesen lösbar sind... Kann ich Dir jetzt so auf die Schnelle auch nicht sagen. Wenn dem so wäre, bezeichnen die beiden Zahlen wahrscheinlich l und m von den Funktionen. Ich hätte jetzt aber eher gedacht, dass man da auch noch ein n für den Radialteil braucht, mit anderen Worten: Ich hab' da auch gerade keine wirkliche Ahnung. Da müsste man mal im Internet etwas suchen, ob da was zu finden ist...
Ich habe im Gerthsen ein kleines Bildchen gefunden, das ein paar Moden aufzeigt und auch entsprechende Nummern stehen daneben. Allerdings paßt das nicht so recht auf die spherical harmonics. Keine Ahnung. Auf jeden Fall sind die 0,1; 0,2; 0,3 anscheinend immer Kugelwellen. Also mit zu jedem Zeitpunkt kugelsymmetrischer Druckverteilung.
Bei einer stehenden Welle hast Du ja immer eine zeitabhängige Druckverteilung. Es gibt Schwingungsknoten, bei denen die Gasmoluküle stehen bleiben (bzw. sich thermisch, ungeordnet bewegen, also in der Summe keine Strömung entsteht), dafür aber der Druck am stärksten schwankt (Die Wand der Kugel sind immer solche Stellen, wenn man sie auch normalerweise nicht als Knoten bezeichnet, so weit ich weiß), und dann gibt es auch Stellen, an denen der Druck konstant bleibt, aber die Luftmoleküle sich am schnellsten bewegen, bzw am stärksten geordnet in eine Richtung strömen. Ich denke mal, dass das gemeint ist.

Gruß
Marco

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Je länger ich drüber nachdenke...

Nur kugelsymmetrische Wellen können nicht entartet sein. Sobald sie das nicht mehr sind, kann man sie ja in jede beliebige Raumrichtung drehen und bekommt die selbe Mode, aber in anderen Winkeln. Die Welle 0,1 wäre aber auch nicht möglich, weil in der Kugel die Stoffmenge ja konstant bleiben muß und das bei dieser Mode nicht gegeben wäre. Die 0,2 muß dann wohl so aussehen, dass die Gasmoleküle immer kugelsymmetrisch von außen nach innen und zurück schwingen. Da entsteht dann ein Druckknoten auf einer Kugeloberfläche, die irgendwie konzentrisch in der Alukugel liegt (welcher Radius? Das weiß ich auch nicht). Genau so sind es dann bei 0,3 eben zwei konzentrische Kugeln in der Alukugel.
Kannst Du Dir diese Schwingungsmoden vorstellen?

Gruß
Marco
PS: dermarkus war mal wieder schneller vorhin. Hab wohl zu lange überlegt... Wink

Jürgen0 · Gast

Vielen dank für die sehr guten erklärungen.

Und um nochmals die Druckänderung anzusprechen.
Diese Schwingen ja, wie dermarkus ja schon sagte. Durch diese Schwingungen ändern diese Teilchen ständig ihre Höhe.
So und da hackt es bei mir. dermarkus sagte das an den Druckknoten eine minimale Druckschwankung existiert (auch noch klar) aber wieso eine maximale Teilchenbewegung? Die Teilchen in den Druckknoten stehen doch still, oder? Wodurch sie ja ihre höhe nicht ändern und der Druck relativ konstant ist.
Und die Teilchen in den Druckbäuchen bewegen sich doch ständig hin und her, weshalb, so denke ich mir, auch die DRuckänderung am größten ist. Weil sie ständig ihre Höhe ändern.

Habe ich jetzt irgendwie was falsch verstanden?

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Nun zu den Schwingungsmoden. Ich weiß nicht, ob ich mir die Vorstellen könnte. Ich habe so eine Ahnung. könnte aber auch sein, dass das völliger misst ist.
So nee schwingungsmode stelle ich mir einfach als eine stehende welle vor. Ich habe mal das hier im Hohlraumresonator eingezeichnet. Schwarze welle ist einmal hin und die blaue linie wird dann von der Wand zurück reflektiert.

Bitte verzeiht, wenn ich in diesem Teil jetzt unfug geschrieben haben sollte. Aber ich gebe mir die aller größte mühe. Und je mehr ich mit euch darüber rede, wird garantiert der Punkt kommen, wo ich sagen kann dass ich es 100% verstanden habe.
Ausserdem macht es mir irgendwie spaß mit euch darüber zu diskutieren Big Laugh

. Ist einfach nur interessant Big Laugh

Und es hat einen riesigen lern effekt.

[bild verkleinert, para]

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Bei stehenden Wellen ist das umgekehrt. Stell' Dir am besten mal den "1-dim" Fall vor. Also eine Luftsäule in einerm Rohr zum Beispiel. Wir nehmen mal ein langes Rohr, das an beiden Enden zu ist und lassen die Luft da drin schwingen. Die Grundmode ist jetzt, dass die ganze Luft immer von links nach rechts schwingt und wieder zurück. Allerdings kann die Luft in der Nähe der Endstücke sich nicht bewegen, weil da ja eine Wand in der Nähe ist, das heißt wir haben da einen "Bewegungsknoten". In der Mitte des Rohres bewegt sich die Luft aber am schnellsten. Die Bewegung/Strömung der Luft bedeutet ja, dass Luftteilchen von einer Stelle zu einer anderen Strömen, sich also die Menge der Luftteilchen umverteilt. Man kann so eine Strömung also mit einer Art Ableitung der Teilchenzahlen mathematisch beschreiben, aber das würde jetzt zu weit führen...
Also wir haben in dem Rohr dieses Strömungsfeld, bei dem die Strömungen in der Mitte am stärksten sein werden und an den Enden gezwungenermaßen (Randbedingung geschlossenes Rohr) gleich null. Wie sieht es aber mit dem Druck aus? Wenn Du Dir vorstellst, dass die Teilchen sich zuerst von links nach rechts bewegen, dann wird der Druck links geringer werden und rechts ansteigen. In der Mitte muß der sich aber nicht unbedingt ändern. Der geänderte Druck ändert aber wieder die Strömung der Teilchen, so dass die irgendwann wieder anfangen zurück zu strömen. Dann ist irgendwann links ein Überdruck und rechts Unterdruck und so weiter. In der Mitte bleibt der Druck aber immer konstant, obwohl die Strömung dort am stärksten ist.
Das ganze kannst Du Dir jetzt noch mit mehr Knoten überlegen und auch in der Kugel. Aber es ist immer so, dass bei Druckknoten Strömungsbäuche sind und bei Druckbäuchen Strömungsknoten.
Was Dich wahrscheinlich verwirrt ist, dass Du richtigerweise davon aus gehst, dass Druckdifferenzen ja auch Strömungen zur Folge haben. Deshalb wäre logisch, dass da, wo große Druckdifferenzen auftauchen auch viel Strömung ist. Aber die großen Druckdifferenzen an den Druckbäuchen tauchen ja zeitlich versetzt auf. Für die Beeinflussung der Strömung ist aber die räumliche Druckverteilung wichtig. Und die sieht so aus, dass -- bei der Grundmode des geschlossenen Rohres z. B. -- links großer Druck ist und rechts geringer, oder umgekehrt und deshalb die Luft in der Mitte zwischen den Hoch- und Tiefdruck gebieten hin und her strömt, also genau da, wo der Druck eigentlich konstant bleibt.

Hoffe, ich konnte Dir etwas bei der Vorstellung helfen.

Gruß
Marco

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich habe etwas im Netz gesucht, aber nicht's wirklich brauchbares dazu gefunden. Hier ist aber ein kleines Java-Applet, das eine schwingende Membran simuliert. Wirklich sehr anschaulich!:
http://www.falstad.com/circosc/
Jetzt ist das natürlich keine Kugel (Da fehlt dann eine Dimension...) Aber ich denke, dass man das Prinzip trotzdem verstehen kann. Unten ist doch so eine karrierte Fläche, bei der das Feld links oben aktiviert ist. Wenn Du das aus machst und mal das Feld direkt eins darunter an machst, dann hast Du eine 0,2 Schwingung. Noch ein Feld untendran ist es eine 0,3 Schwingung und so weiter. Das sind die nicht entarteten Moden, die Du suchst. Dein Ansatz mit der stehenden Sinuswelle, die Du gezeichnet hast, ist soweit eigentlich gar nicht schlecht, nur dass Du Dir das ganze rundrum in alle Richtungen denken mußt und dann zu kugelförmigen Wellen kommst (oder eben auf der Membran kreisförmige).

Gruß
Marco

//Edit: Preisfrage: Mit was kann man den Ausschlag der Membran vergleichen? mit dem Druck oder der Strömung? (Das bekommst Du raus, indem Du Dir überlegst was am Rand passiert. Da schlägt die Membran ja nie aus, weil sie da ja eingespannt ist. Die entsprechende Randbedingung in Deinem Kugelhohlraum ist ja die Kugelwand.)

Jürgen0 · Gast

Oh, dass finde ich aber eine kniflige Frage. Hmm
Da muss ich mal drüber nachdenken. Spontan hätte ich jetzt als antwort die Strömung gesagt.

Aber mit dem Druck könnte ich es mir besser vorstellen. Es wird ja gegen die Membran gedrückt. Also es wird ein Druck ausgeübt.

Oder istes so eine fiese Frage Big Laugh

. Wo beide Antworten zählen könnten? Denn eine Strömung ist doch auch irgendwie zu erkennen. Die Ränder der Membran schlagen ja überhaupt nicht aus. Ist praktisch wie eine Wand, wo die Welle gegenschlägt und zurückreflektiert wird.

Und dann nochmal kurz was zu meiner zweiten Zeichnung. Mit der Sinuswelle. Du sagtest ja folgendes:

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich hoffe Dich hat das Bsp. mit der Membran nicht noch mehr verwirrt... Den Vergleich meinte ich auf einer noch viel abstrakteren Ebene. Ich versuch's mal etwas zu erklären, aber das ist nicht so einfach. Wenn Du meine Erklärung hier also nicht so ganz verstehst, dann ist das nicht so schlimm. Vielleicht wäre es dann besser, wenn Du Dich dann nicht noch unnötig damit durcheinander bringen lässt.
Also, in dem Applet ist es zwar eine Membran, aber ich sehe das ganze erstmal nur als einen 2-D Graphen. Die Auslenkung der Membran ist für mich ein Maß für den Zahlenwert von Druck oder Strömungsvektor. Wenn es für Druck steht ist es einfach. Je höher die Membran nach oben ausgelenkt ist, desto höher der Druck an dieser Stelle. Wenn sie nach unten ausgelenkt ist, ist es ein Unterdruck. Bei der Strömung ist es deshalb schwerer, weil das ja ein komplettes Vektorfeld ist und nicht nur ein skalares Feld. Da ich aber angenommen habe, dass alles kugelsymmetrisch sein soll, geht die Strömung immer nur radial von innen nach außen oder von außen nach innen. Das mit der Membran soll jetzt die Strömung so simulieren, dass Luft z. B. nach innen strömt, wenn die Membran nach oben ausschlägt und umgekehrt, wenn sie nach innen ausschlägt. Am Rand ist die Membran eingespannt, so dass sie immer auf 0 ist. Das entspricht der Tatsache, dass die Gasteilchen in der Kugel am Rand keine Strömung haben können, wird ja von der Kugel effektiv verhindert (zumindest keine Strömung in radialer Richtung, aber wir betrachten im Augenblick so wie so nur solche Strömungen). Die Antwort, auf die ich hinaus wollte, wäre also Strömung gewesen. Einfach nur wegen den Randbedingungen. Aber ich gebe zu: Für eine Prüfungsfrage wäre das nicht so sinnvoll gewesen! Klo

Gut, jetzt zu den Wellen: Ich denke, Du gehst da einfach zu stark von einer Art "Wellenstrahl" aus. Vielleicht inspiriert aus der Optik, bei der man auch erstmal von Strahlen aus geht. Wenn man Wellen erstmal so betrachtet geht man ja auch gerne von einem Wellenzug aus, meist auch 1-dim., so dass man die komplette Ausbreitung so wie so nicht sehen kann.
Aber aus dem täglichen Leben kennt man ja auch zumindest 2-dim. Wellen recht gut! Wenn Du einen Stein in einen See wirfst, dann bildet sich ja auch eine kreisfömige Welle aus. Sich das ganze jetzt in einem Gas vor zu stellen, bei dem dann z. B. der Druck der Wasserspiegelhöhe entspricht, ist ja nicht sooo wahnsinnig schwer. Auch 3-dim. bekommt man das wahrscheinlich noch hin, oder? Wenn Du Dir jetzt vorstellst, dass eine solche Kugelwelle durch eine kugelförmige Begrenzung in sich selbst reflektiert wird, dann bekommst Du wunderschöne stehende kreis-/kugelförmige Wellen hin. Damit die aber wirklich stehend werden, muß natürlich die Frequenz stimmen, so dass die immer schön passend hin und her reflektiert werden. Wenn die Frequenz sehr niedrig ist, dann hat man eben irgendwann diese niedrigfrequenten Moden, bei denen sich nur noch ein (kugelförmiger) Knoten ausbildet oder vielleicht zwei.
Du darfst Dir auch nicht vorstellen, dass aus dem Lautsprecher so strahlförmig eine Schallwelle raus kommt. Der Lautsprecher strahlt so ziemlich in alle möglichen Richtungen ab und werden an den Wänden der ganzen Aperatur reflektiert und so weiter. Die komplette Alukugel wird zu Schwingungen angeregt und so auch das Gas in der Kugel. Aber diese ganze Anordnung, also speziell das Gas in der Kugel, hat verschiedene Resonanzen, nämlich genau dann, wenn die Frequenz passend zu einer Mode mit stehenden Wellen angeregt wird. Wie diese Anregung genau passiert, ist dabei gar nicht so wahnsinnig wichtig. Ab der Lautsprecher direkt auf die Kugel zeigt oder sonst wo montiert ist, ob innen oder außen... so lange es eine Verbindung durch Gase/Festkörper/etc. gibt, wird das Gas in der Kugel angeregt werden und bei einer Resonanzfrequenz eine passende Schwingungsmode ausbilden, wie z. B. die oben beschriebenen kugelsymmetrischen Moden.
Vielleicht kennst Du den Effekt auch wo anders her: Wenn Du z. B. irgendein Saiteninstrument spielst (oder Dir einfach ein solches vorstellst...), dann kennst Du das vielleicht, dass Saiten "von selbst" anfangen können zu schwingen, wenn aus einem Lautsprecher oder einem anderen Instrument zufällig genau eine Resonanzfrequenz dieser Saite getroffen wurde. Das ist unabhängig davon, in welcher Richtung der Lautsprecher den Ton abgestrahlt hat, oder ob er vielleicht sogar im Nebenzimmer ist, etc. Klar, die Anregung muß schon stark genug sein, damit man eine Schwingung überhaupt feststellen kann, aber eine kleine Schwingung ist immer da, wenn eine Resonanzfrequenz getroffen wurde.
So ist das auch bei Deinem Kugelresonator. Nur dass das keine 1-dim. Saite mehr ist, sonder viel komplizierter ein 3-dim. Problem. Dadurch gibt es viel, viel mehr Möglichkeiten für stehende Wellen und es ist alles viel komplizierter. Aber wenn man sich auf kugelförmige Wellen beschränkt ist das Problem auch wieder nur vom Radius abhängig und damit auch 1-dim.

Weiß nicht, ob Dir das alles weiterhilft... traurig

Gruß
Marco

Jürgen0 · Gast

Hi,
das war eine Wahnsinns erklärung. Echt klasse. Danke. Also das mit der Frage, Druck oder Strömung, habe ich zwar nicht 100% verstanden. Aber ein bisschen schon.

Und das mit der kugelförmigen welle hast du sehr gut erklärt. Die Beispiele mit dem Saiteninstrument oder einen STein in den See hineinwerfen hat mir auch geholfen es bildlich vorzustellen.

Vielen Dank auch. Bist echt klasse

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Vielleicht als Ergänzung/Alternative zu as_strings schönen ausführlichen Erklärungen oben hier noch ein paar Dinge in knapper Form:

Jürgen0 · Gast

Guten Tag allle zusammen,

also, ich wollt nochmal sagen, dass Praktikum hat wunder bar geklappt. Und nicht zu vergessen, wegen eurer ganz tollen hilfe.
Dafür möchte ich mich bei euch nochmal bedanken.

So und wie es immer so ist, man bekommt selbst verständlich immer Aufgaben zu diesem Praktikum. 5 von 7 Aufgaben habe ich schon erfolgreich gelöst. ABer da sind halt noch zwei Fragen übrig, mit denen ich nicht viel was anfangen kann. Also die sind nicht so wirklich klar. Hier sind sie mal:

1. Es soll der Fehler der Gaskonstante berechnet werden (is ja noch kein Problem, ist ja einfach Big Laugh

) aber dann sollen die Messungen im Vergleich zu der MEssung am National Bureau of STandandarts diskutiert werden.
Könnt ihr mir sagen was das für ein BUreau ist? wo man da Werte herbekommen kann? hab schon ein bisschen gegoogelt aber nichts brauchbares ist dabei rausgekommen. Ich habe auch schon in den Büchern geschaut die sie uns empfohlen haben. Da habe ich aber auch nichts gefunden. wisst ihr da weiter?

Zu Frage2:

Vergleichen SIe die gemessenen Temperaturabhängigkeiten der Schallgeschwindigkeit in Luft mit der zu erwartenden Temperaturabhängigkeit.

ALso mit der Frage kann ich so gut wie nichts anfangen. Zumal ich da ein klein bisschen benachteiligt bin als der Jenige der nach mir dran kam. Denn man sollte den Hohlraumresonator mit einem Föhn von 20°C bis 40°C erwärmen. Ich durfte das nicht machen. Da sonst der Resonator nicht so schnell abgekühlt wäre für die Person nach mir. Und die ERgebnisse wären jetzt wahrscheinlich wichtig gewesen. Mein Betreuer meinte ch sollte trotzdem irgendwie was dazu schreiben. Könntet ihr mir Tipps geben. Wie ich damit anfangen sollte?

Danke Gott

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das NIST ist die Institution in den USA, die der Experte für Präzisionsmessungen ist. (Vergleichbar mit dem, was die PTB, also die Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig, in Deutschland ist)

Die kennen sich also aus mit Präzisionsmessungen von Naturkonstanten, und vor allem kennen sie insbesondere die Werte und Fehlerbalken der Naturkonstanten nach dem aktuellen Stand der Forschung. Und sie machen sich alle paar Jahre die Mühe, diesen Stand des Wissens zusammenzufassen und zu veröffentlichen.

Zum einen schriftlich, und zum anderen online dort:

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html

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zu 2.) Hast du dann überhaupt Messwerte zur Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit? Falls nicht, dann würde ich mich an deiner Stelle hauptsächlich darauf beschränken, die theoretische Erwartung zu beschreiben. Also die Theorie zusammenfassen (vielleicht reicht dir da eine Formel mit Erklärung) und mal ausrechnen, wie groß der Wert für 40°C gewesen wäre und welches direkte Messresultat du dann erwartet hättest.

Jürgen0 · Gast

ALso, erstmal vielen vielen dank für den Link. Mist dass das alles auf englisch ist Tanzen

. ABer war ja auch nicht wirklich anders zu erwarten. Danke.

Und zu 2:

Also ich habe nur die Temperatur die der Hohlresonator hatte, wärend wir die REsonanzen zu den passenden Frequenzen abgemessen habe. Und die TEmperatir befand sich in dem BEreich: 23, 0 °C und nach 5 MEssungen 23,1°C und dann nach weiteren 5 Messungen 23,2 °C.

ALso, je höher wir mit unserer Frequenz gingen, war ein Temperatur anstieg zu vermerken.

Dieses Phenomen ist doch wahrscheinlich so zu erklären, dass durch erhöhter Frequenz die Gasteilchen stärker angeregt wurde. Und somit mehr stöße untereinander hatten. Und da Luft auch kein ideales Gas ist (auch wenn im Experiment von ausgegangen werden soll) sind dies dann auch keine elastischen stöße, oder? Weshalb irgendwie die Teilchen Wärmeenergie abgeben und die Luft im REsonator wierwärmt wird. Und hätte ich den Resonator mit einem Föhn mit bis zu 40°C erwärmt, wär wahrscheinlich die anzahl an stößen noch mehr gestiegen, weil sie sich noch schneller im Resonator bewegen.
Zumindest glaube ich das so. Könnt ihr mir das bestetigen? Und wäre das so in der Art als Antwort ausreichend für die Aufgabe?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Stimmt, dieser kleine Temperaturanstieg könnte einfach damit zu tun gehabt haben, dass der Resonator im Betrieb erwärmt wurde, möglicherweise durch die eingekoppelte Schwingungsenergie.

Vielleicht ist es ja aber auch nur deshalb ein bisschen wärmer geworden, weil die Sonne durchs Fenster schien. Oder das Gerät, das die Frequenz erzeugt, wird warm, wenn es angeschaltet ist, und hat so die Umgebung des Resonators und auch ein bisschen die Luft im Resonator erwärmt.

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Eine Messung zur Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit ist das also nicht. Die habt ihr höchstens in angedeuteter Form, wenn ihr für die Messpunkte mit der leicht höheren Temperatur auch wirklich andere Schallgeschwindigkeiten erhalten habt.

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Mit der erforderlichen Antwort für die Aufgabe zur Diskussion der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit hat das also noch nichts zu tun.

Dafür brauchst du schon die theoretische Erwartung. Und mit deinen Messwerten kannst du das höchstens in sofern in Bezug setzen, dass du beurteilen kannst, ob für eine Temperaturänderung von nur 0,1 oder 0,2 K schon ein Messeffekt zu erwarten ist, der außerhalb deiner Messgenauigkeit liegt.

Jürgen0 · Gast

Ok hast wahrscheinlich recht.
Meinst du etwa , dass sich die TEilchen nicht schneller bewegen, weil die Frequenz erhöht wurde?
deine anderen ideen, warum die luft im resonator wärmer wurde, höhren sich wirklich einleuchtend an.

Und was meinst du, was man zb zu der Aufgabe nr 2 die ich etwas weiter oben gestellt habe, nun schreiben könnte?
Ich bin die ganze zeit am überlegen. mir will hierzu abe nicht wirklich was einfalle.

Hast du irgendwie einen kleinen Hinweis für mich? Oder idee?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Jürgen0 · Gast

vielen dank dermarkus, deine Tipps werde ich gleich morgen bearbeiten.oder wenn ich es noch schaffe, heute noch mit anfangen.
Hört sich wirklich nicht schlecht an. Tolle anregungen.

Falls ich noch Fragen hab, weiß ich ja an wen ich mich wenden muss Augenzwinkern

Und vielen vielen dank