Münster 2011 – scientific programme

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 26: Praktika und neue Praktikumsversuche 2 (Schule)

DD 26.1: Talk

Wednesday, March 23, 2011, 14:00–14:20, SR B

Die lorentzkraftgetriebene schwingende Saite — •Ilja Rückmann — Universität Bremen, Physikalische Praktika

Ein musikalischer und grundlegender Versuch zum wichtigen physikalischen Konzept der stehenden Wellen ist die schwingende Saite. Der Standardversuch gestattet leider nur die stroboskopische Untersuchung der abklingenden Grundschwingung und bei geschickter Handhabung evtl. die des ersten Obertons. Die lorentzkraftgetriebene schwingende Saite wird kontinuierlich und berührungslos angeregt. Dabei können resonante stehende Wellen bis zur 8. Harmonischen gut mit dem Auge beobachtet werden. Beobachtet man Erregerfrequenz und Saitenfrequenz mit dem Zweikanaloszilloskop, so können durch Verschieben des Magneten entlang der Saite die Positionen der Knoten und Bäuche bis etwa zur 30. Harmonischen gut ausgemessen werden. Die exakte Einstellung der Resonanzen erfolgt dabei u.a. durch Lissajousfiguren. Eine Frequenzanalyse (durchführbar mit vielen freien Programmen) zeigt, dass mit steigender Anregungsstärke (Lorentzkraft) die Anregung anharmonisch wird und die Anzahl der angeregten Obertöne stark zunimmt. So sind beispielhaft bei starker resonanter Anregung mit der 5. Harmonischen bis zu 30 Obertöne, also die 150. Harmonische, beobachtbar.