Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Metallen

Kurzbeschreibung

1,5 Meter lange Metallstangen (wahlweise Eisen, Kupfer, Messing und Aliuminium) werden locker auf einen Piezokristall gesetzt. Durch einen kleinen Schlag auf die Spitze der Metallstangen erzeugen wir einen durchlaufenden Schallimpuls im Stab. Dieser Schallimpuls kann über den Piezokristall in eine elektrische Schwingung umgewandelt und mit einem Speicher-Oszillographen als stehendes Bild dargestellt werden. Anhand der Laufzeit die der Schallimpuls auf seinem Hin-und Rückweg (3 Meter) benötigt kann die Schallgeschwindigkeit direkt ermittelt werden. Bei Festkörpern sind aufgrund der Gestaltselastizität zwei Ausbreitungsgeschwindigkeiten (longitudinale und transversale Wellen) möglich. Außerdem können vor allem bei Aluminium zusätzliche Fehler durch Randreflexion und Aufbau zutage treten. Unter Umständen ist also ein mehrmaliges Anschlagen des Stabes nötig um eine geeignete Kurve zur Auswertung zu erhalten.

Die Literaturwerte der longitudinalen Schallgeschwindigkeit in dünnen Stäben sowie der Dichte unserer eingesetzten Metalle sind in untenstehender Tabelle aufgeführt

	Aluminium	Eisen	Kupfer	Messing
Schallgeschwindigkeit	6360m/s	5950m/s	4760m/s	ca. 4400 - 4500m/s je nach Legierung
Dichte	2,7 g/cm3	7,8 g/cm3	8,95 g/cm3	ca. 8,6 g/cm3je nach Legierung

Betriebsanweisungen: Elektrogeräte

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