Schwingungen & Wellen

Foucault-Pendel @115V

Foucault-Pendel @230V

Ausbreitung einer periodisch erregten, fortlaufenden Transversalwelle mit Gabellichtschranke Compact + Timer 2-1

Prinzip Die Periodenzahl der angeschlossenen stationären Oszillatoren wird am Beispiel einer kontinuierlichen, harmonischen Transversalwelle, die von einer Wellenmaschine erzeugt wird, demonstriert. Die Anzahl der Schwingungen, die von verschiedenen Oszillatoren innerhalb einer bestimmten Zeit erzeugt werden, wird ermittelt und die Ausbreitungsgeschwindigkeit gemessen. Eine Beziehung zwischen Frequenz, Wellenlänge und Phasengeschwindigkeit besteht. Die Bildung stehender Wellen kann nachgewiesen und untersucht werden.

Saitenschwingungen

Wellenmaschine

Funktion und Verwendung Kompaktgerät zur demonstrativen Darstellung der Wellenausbreitung am Beispiel gekoppelter Pendel und Durchführung quantitativer Messungen, z.B. von Wellenlänge und Frequenz mit Hilfe von Lichtschranken. Themenfelder: • Ausbreitung und Entstehung einer Gleichgewichtsstörung • Ausbreitung einer periodisch erregten fortlaufenden Welle • Überlagerung von Wellen • Stehende Wellen und Eigenschwingungen Vorteile • Einfache und komfortable Benutzung • Ausgezeichnete Beobachtbarkeit der Wellen durch niedrige Ausbreitungsgeschwindigkeit • Eingebautes Dämpfungssystem • Fixieren momentaner Wellenbilder zu beliebigen Zeitpunkten • Anregung durch Hand oder Experimentiermotor • Ein- und  beidseitige Erregung des Schwingersystems

Der Dopplereffekt

Vorteile • Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen mit 3-Punkt Justage • Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem • Stroboskop zur synchronen oder "slow-motion"-Darstellung der Wellen • Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart • Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt • Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes • Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe • Einfache Auswertung des Wellenbildes im Praktikum auch durch einfaches Auflegen eines Blattes auf den Tisch möglich

Einfluss der Phasendifferenz auf das Interferenzmuster zweier Erreger

Vorteile • Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen mit 3-Punkt Justage • Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem • Stroboskop zur synchronen oder "slow-motion"-Darstellung der Wellen • Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart • Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt • Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes • Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe • Einfache Auswertung des Wellenbildes im Praktikum auch durch einfaches Auflegen eines Blattes auf den Tisch möglich

Wasserwellenkanal

Der Wasserwellenkanal dient der Demonstration und Untersuchung von Oberflächenwellen in Wasser. Mit ihm lassen sich im Schulunterricht folgende,  grundlegenden Eigenschaften von Wellen diskutieren: Erregung von periodischen und nichtperiodischen Wellen, Nachweis, dass Wellen Energie, aber keinen Stoff transportieren Auslenkung, Amplitude, Phasen- und Gruppengeschwindigkeit einer Welle, Bestimmung der Phasengeschwindigkeit, Demonstration des Zusammenhangs zwischen Frequenz und Wellenlänge, Gleich- und gegenphasige Überlagerung von Wellen, Überlagerung von Wellen mit einer Phasenverschiebung von λ/2, Reflexion einer Welle, Stehende Wellen. Produktinformationen: Der Wasserwellenkanal besteht aus einer grossen durchsichtigen Küvette, die zu 2/3 mit Wasser gefüllt wird. Im kurzen, V-förmigen Teil werden die sinusförmigen Wellen erzeugt, im I-förmigen Teil werden sie untersucht. Zur Erzeugung der Wellen ist am Ende des V-förmigen Kanals ein Motor mit Getriebe angebracht. Er treibt zwei Tauchkörper an, die sich im Wasser auf und ab bewegen. Jeder Tauchkörper erzeugt in einem Teil des V-förmigen Kanals eine Welle. Je nach der Einstellung an der Erregerwelle können sich die beiden Tauchkörper gleichsinnig oder gegensinnig bewegen. Die Frequenz der Wellen kann durch Verändern der Betriebsspannung des Motors variiert werden. Bei gepulstem Betrieb der Erreger entstehen nichtperiodische Wellen. Zubehör, wie Rahmen mit Vlies, ein Dichtungsprofil, eine durchsichtige Trennwand und Schwimmerkugeln ermöglichen unterschiedlichste Versuchsbedingungen, die das obige Themenspektrum abbilden. Technische Daten: Betriebsspannung Motor: 12 V DC Abmessungen Trennplatte: 40 mm x 170 mm x 6 mm Abmessungen Wasserwellenkanal: 1500 mm x 150 mm x 290 mm Gewicht: ca. 12,6 kg Lieferumfang: 1 Wasserwellenkanal 2 Rahmen mit Vlies zur Homogenisierung der Wellen (Primärabsorber) 1 Rahmen mit Vlies zur Unterdrückung der Wellenreflektion am Kanalende (Sekundärabsorber) 1 Dichtungsprofil zum zeitweiligen Verschliessen eines V-förmigen Teilkanals 1 durchsichtige Trennplatte mit Distanzstücken zum Einführen in den I-förmigen Kanal 2 Schwimmerkugeln mit Faden zum Nachweis der Auf- und Abbewegung Hinweis: Nicht im Lieferumfang enthalten, jedoch erfolderlich ist ein Stromversorgungsgerät für Gleichspannung, 0 - 20 V, stufenlos einstellbar (siehe Rubrik "Erforderlich" auf dieser Seite).

Erzeugung von Wellen

Vorteile • Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen mit 3-Punkt Justage • Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem • Stroboskop zur synchronen oder "slow-motion"-Darstellung der Wellen • Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart • Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt • Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes • Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe • Einfache Auswertung des Wellenbildes im Praktikum auch durch einfaches Auflegen eines Blattes auf den Tisch möglich

Reflexion an verschiedenen Hindernissen

Vorteile • Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen mit 3-Punkt Justage • Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem • Stroboskop zur synchronen oder "slow-motion"-Darstellung der Wellen • Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart • Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt • Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes • Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe • Einfache Auswertung des Wellenbildes im Praktikum auch durch einfaches Auflegen eines Blattes auf den Tisch möglich

Interferenz gegenläufiger Wasserwellen

Prinzip Längs der Verbindungslinie zwischen zwei synchron schwingenden, punktförmigen Wellenerregern bildet sich ein System von alternierenden Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen aus, eine so genannte stehende Welle. Betrachtet man die Gesamtwasseroberfläche, so bilden die Knoten und die Bäuche jeweils eine Hyperbelschar mit den Orten der beiden Wellenerreger als Brennpunkte. Senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den beiden Erregerzentren beobachtet man ein System sich abwechselnder Streifen der Ruhe und der maximalen Wellenamplitude. Vorteile • Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen mit 3-Punkt Justage • Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem • Stroboskop zur synchronen oder "slow-motion"-Darstellung der Wellen • Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart • Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt • Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes • Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe • Einfache Auswertung des Wellenbildes im Praktikum auch durch einfaches Auflegen eines Blattes auf den Tisch möglich

Brechung an einer Sammellinse / einer Zerstreuungslinse

Vorteile • Reflexionsfreie Wellenwanne auf justierbaren Stellfüßen mit 3-Punkt Justage • Amplituden- und frequenzvariables Erregersystem • Stroboskop zur synchronen oder "slow-motion"-Darstellung der Wellen • Gleichzeitige LED-Anzeige von: Frequenz, Amplitude, Phasenverschiebung und Beleuchtungsart • Die Steuerung aller Parameter findet über das auf der Oberseite befindliche Tastenfeld statt • Projektion auf transparenten Arbeitstisch zur verzerrungsfreien Abbildung des Wellenbildes • Grüne Hochleistungs-LED für brilliante Bildwiedergabe • Einfache Auswertung des Wellenbildes im Praktikum auch durch einfaches Auflegen eines Blattes auf den Tisch möglich