Zunächst wurde die Raumtemperatur gemessen, die in diesem Fall 19,5±1°C betrug. Danach wurde der Stempel willkürlich (hier: L = 57cm) auf eine bestimmte Position geschoben und die erste Grundschwingung, durch Verstellen des Frequenzgenerators, eingestellt. Während des ersten Durchgangs sollte die Grundschwingung mehrfach eingestellt, die Frequenzen und Wellenlängen gemittelt und die Standartabweichung (beides mit Excel
0,96 0,0166. Nun wurden weitere stehende Wellen erzeugt, die zugehörigen Wellenlängen und Frequenzen notiert. Bildeten sich mehrere Wellenberge aus, so wurden die Längen gemittelt und die Standardabweichung berechnet. Bildete sich nur eine einziger Wellenberg, so wurde ein Fehler von ΔΔ √3 3 4,2 angenommen.
Inhaltsverzeichnis
1. Ziel
2. Theoretische Grundlagen
3. Versuchsaufbau
4. Versuchsdurchführung
5. Berechnen von κ und Ergebnisdiskussion
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die experimentelle Bestimmung des Adiabatenkoeffizienten der Luft mittels eines Kundtschen Rohres. Dabei soll durch die Erzeugung stehender Schallwellen bei variierenden Rohrlängen die Schallgeschwindigkeit ermittelt und diese zur Berechnung des Koeffizienten genutzt werden.
- Grundlagen der Schallausbreitung in Gasen
- Versuchsaufbau und Durchführung zur Schwingungsmessung
- Berechnung der Schallgeschwindigkeit mittels Regressionsanalyse
- Bestimmung des Adiabatenkoeffizienten κ
- Fehleranalyse und Diskussion systematischer Abweichungen
Auszug aus dem Buch
3. Versuchsaufbau
Ein Glasrohr, dessen Boden mit Korkpulver gefüllt ist, wird mit dem einen Ende an einen Lautsprecher angeschlossen, die von einem Frequenzgenerator angesteuert wird. Das andere Ende wird mit einem Stempel Luftdicht verschlossen. Mit dem Generator lassen sich nun Frequenzen einstellen, die das Korkpulver zum schwingen bringen. Bilden sich stehende Wellen aus, so lässt sich die Wellenlänge anhand der Wellenberge und –knoten messen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Ziel: Definition des Versuchsziels, nämlich die Bestimmung des Adiabatenkoeffizienten der Luft mit dem Kundtschen Rohr.
2. Theoretische Grundlagen: Herleitung der physikalischen Zusammenhänge für Schallwellen in idealen Gasen und die Bedingungen für stehende Wellen.
3. Versuchsaufbau: Beschreibung der experimentellen Apparatur bestehend aus Glasrohr, Korkpulver, Lautsprecher und Frequenzgenerator.
4. Versuchsdurchführung: Dokumentation der Messreihen bei unterschiedlichen Rohrlängen sowie die statistische Auswertung der Frequenz- und Wellenlängendaten.
5. Berechnen von κ und Ergebnisdiskussion: Berechnung des Adiabatenkoeffizienten basierend auf den ermittelten Schallgeschwindigkeiten und kritische Würdigung der Abweichungen zum Literaturwert.
Schlüsselwörter
Kundtsches Rohr, Adiabatenkoeffizient, Schallgeschwindigkeit, stehende Wellen, Grundschwingung, Frequenzgenerator, Gaskonstante, Korkpulver, Longitudinalwellen, Fehlerfortpflanzung, Messreihe, Wellenlänge, physikalisches Grundpraktikum, Zustandsänderung, Regressionsanalyse
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem physikalischen Praktikumsbericht grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der experimentellen Bestimmung des Adiabatenkoeffizienten von Luft unter Verwendung eines Kundtschen Rohres.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Themen sind die Schallausbreitung in Gasen, die Ausbildung stehender Wellen sowie die methodische Bestimmung physikalischer Konstanten durch Regressionsanalyse.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das primäre Ziel ist es, durch die Messung der Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Versuchsaufbauten den Adiabatenkoeffizienten κ der Luft zu berechnen und mit Literaturwerten zu vergleichen.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Analyse verwendet?
Es werden Messreihen durchgeführt, die Frequenzen und Wellenlängen erfassen, wobei die Schallgeschwindigkeit mittels der Steigung von Regressionsgeraden und Fehlerbetrachtungen nach Gauß bestimmt wird.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Herleitung der Formeln, die Beschreibung des Versuchsaufbaus, die Durchführung der Messungen an drei unterschiedlichen Rohrlängen sowie die anschließende Auswertung und Fehlerdiskussion.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Kundtsches Rohr, Adiabatenkoeffizient, Schallgeschwindigkeit, stehende Wellen und Fehlerfortpflanzung definiert.
Warum wurden für den Versuch drei verschiedene effektive Rohrlängen gewählt?
Die Wiederholung an drei verschiedenen Rohrlängen dient der statistischen Absicherung der Ergebnisse und der Überprüfung, ob systematische Abweichungen von der gewählten Länge abhängen.
Wie erklärt der Autor die teils deutlichen Abweichungen vom Literaturwert für κ?
Der Autor führt die Abweichungen auf systematische Fehlerquellen zurück, wie etwa Messungenauigkeiten des Frequenzgenerators, Ablesefehler sowie Veränderungen des Mediums durch den im Rohr befindlichen Korkstaub.
- Arbeit zitieren
- BA Jan Hoppe (Autor:in), 2008, Kundtsches Rohr - Protokoll zum Versuch, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/176475
