Versuch
Info
Stehende Wellen einer Gassäule in einem waagrechten, 120cm langen Glaszylinder mit 8cm Durchmesser. Anregung durch Lautsprecher, verschiebbares Mikrofon zum Abtasten des Schallfeldes.
Hat man eine Frequenz gefunden, bei der sich eine stehende Welle ausbildet, kann man die Wellenlänge abmessen und aus den beiden Werten die Schallgeschwindigkeit errechnen.
Das Rohr kann auch mit einem anderen Gas (Helium) gefüllt werden.
Durchführungsdauer: 5 Minuten
Beschreibung
Das Kundt’sche Rohr ist ein Rohr, bei dem der Durchmesser kleiner als 1/4 der benutzten Wellenlänge ist. In diesem Fall kann man davon ausgehen, dass sich im Rohr eine ebene Welle ausbreitet und keine Kugelwelle. https://www.physnet.uni-hamburg.de/TUHH/Versuchsanleitung/Stehende_Schallwellen.pdf
Damit die Wellenlänge λ größer als der vierfache Rohrdurchmesser ist, sollte die Frequenz f unterhalb 1070 Hz liegen. Bei ca. 600 Hz beträgt die Wellenlänge ca. 58 cm und man findet die drei Schalldruckminima im Abstand von ca. 29 cm sehr leicht. An einer harten Reflexionswand (closed end) gibt es einen Schalldruckbauch (pressure antinode).
Maximale Amplitude in Luft gefunden bei 593Hz und 737Hz (Mai 2019).
Bestimmung der Schallgeschwindigkeit c:
c = f⋅λ = 593 Hz ⋅ 0,29 m ⋅ 2 = 344 m/s
Gemessen in Luft: f = 1050 Hz, λ = 34 cm ⇒ c = f⋅λ = 357 m/s
Gemessen in Helium: f = 1050 Hz, λ = 92 cm ⇒ c = f⋅λ = 966 m/s
In trockener Luft beträgt die Schallgeschwindigkeit bei 20°C 343 m/s.
Bei 60% Luftfeuchtigkeit und 23°C beträgt die Schallgeschwindigkeit 346 m/s.
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-luftdruck.htm