3.1 Nennen
Sie zwei Eigenschaften mechanischer Wellen.
Erläutern Sie eine davon an einem Beispiel.
3.2 Begründen Sie, warum man bei einem Gewitter im allgemeinen den Donner später hört als den Blitz sieht.
3.3 Beschreiben Sie an einem Beispiel eine Maßnahme zur Schalldämpfung.
Lösung
Aufgabe 3 Mechanische Wellen
(Bitte
beachten Sie den Hinweis am Ende der Seite)
3. 1 Mechanische Wellen besitzen u.a. folgende Eigenschaften:
- Reflexion
- Brechung
- Beugung
- Interferenz
- allseitige und geradlinige Ausbreitung
Bei der Reflexion trifft eine mechanische Welle auf ein Hindernis und wird an diesem zurückgeworfen. Das Echolotverfahren nutzt diese Eigenschaft.
Um Meerestiefen zu bestimmen, sendet ein an einem Schiff angebrachter Schallgeber Schallwellen von 20 bis 600 kHz aus. Diese laufen zum Meeresboden und werden dort reflektiert. Der Echolotempfänger meldet nach kurzer Zeit das Eintreffen der zurücklaufenden Schallwellen. Aus der Zeit, die zwischen dem Aussenden und dem Empfangen vergeht, bestimmt ein Rechner die Meerestiefe.
3. 2 Der Blitz ist ein kurzer,
aber sehr starker elektrischer Strom, der die unterschiedlichen Ladungen zwischen zwei
Wolken oder zwischen einer Wolke und der Erdoberfläche ausgleicht und mit einer starken
Lichterscheinung verbunden ist. Er tritt vor allem bei einem Gewitter auf und breitet sich
zum Beobachter hin mit Lichtgeschwindigkeit (ca. 300 Millionen m/s) aus.
Der Donner ist ein Geräusch, das durch die explosionsartige Ausdehnung der von einem
Blitz erhitzten Luft verursacht wird. Die entstehende Druckwelle setzt sich als Schall
fort und breitet sich zum Beobachter hin mit Schallgeschwindigkeit (ca. 340 m/s) aus. Ein
Vergleich zeigt, dass die Lichtgeschwindigkeit viel größer ist als die
Schallgeschwindigkeit. Deshalb erreicht der Blitz den Beobachter eher als der Donner.
3. 3
Schalldämpfer beim Auto:
Zwischen Motor und Auspuff befinden sich ein oder zwei „Töpfe", die innen aus
mehreren Kammern bestehen, die mit Glas- oder Stahlwolle gefüllt sind.
Die Schallwellen des Motors dringen in alle Ecken dieser Kammern; sie werden häufig
reflektiert. Bei jeder dieser Reflexionen wird auch ein Teil der Schallenergie absorbiert
und in thermische Energie umgewandelt. Auf diese Weise „verlaufen" sich die
Schallwellen in den Poren der Füllung und die Lautstärke nimmt deutlich ab.
Quelle: Umwelt: Physik, Ausgabe A. Teil 2; Ernst Klett Verlag 1998
Hinweis: Die vorliegenden Lösungen sind Musterlösungen des jeweiligen Autors und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus. Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösung.