3B Scientific Water Wave Channel User Manual
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•
Nach erfolgter Entleerung den Schlauch wieder
zickzackförmig zusammenlegen und in die Box
zurückschieben.
4. Versuchsbeispiele
4.1 Erzeugung einer nichtperiodischen Welle
•
Zunächst eine gleichphasige Bewegung der
beiden Erreger einstellen.
•
Am Ende des I-förmigen Teils des Wellenkanals
den Absorber einschieben.
•
Den Motor etwa 1 s lang einschalten.
Es entsteht ein kurzer Wellenzug, der sich durch
den Wellenkanal bewegt (Fig. 2).
4.2 Erzeugung einer periodischen Welle
•
Den Motor für längere Zeit einschalten.
Es entsteht eine fortschreitend periodische Welle, die
vom Erreger bis zum hinteren Ende des I-Kanals
verläuft.
4.3 Nachweis, dass Wellen Energie, aber keinen
Stoff transportieren
•
Im mittleren Teil des I-förmigen Kanals an
verschiedenen Stellen die beiden Schwimmer-
kugeln mit ihren Fäden an der Kanalwandung
befestigen.
•
Den Motor kurzzeitig einschalten.
Wenn die Kugeln von dem Wellenzug getroffen
werden, bewegen sie sich wie die Wasserteilchen
rhythmisch auf und ab. Nach der Weiterbewegung
des Wellenzuges befinden sich die Kugeln noch an
der gleichen Stelle.
4.4
Bestimmung der Phasengeschwindigkeit
einer Welle
•
Bei laufendem Motor die Zeit messen, die ein
Wellenberg braucht, um von der Eintrittsstelle
in den I-förmigen Kanal bis zum Absorber zu
gelangen.
Die Geschwindigkeit wird als Quotient aus Weg und
Zeit berechnet.
4.5 Zusammenhang zwischen Frequenz und
Wellenlänge
•
Den Motor zunächst mit einer geringen Span-
nung betreiben.
•
Die Wellenlänge abschätzen.
•
Danach die Frequenz des Motors vergrößern
und erneut die Wellenlänge ermitteln.
•
Das Experiment mit noch größerer Drehzahl
des Motors wiederholen.
Je größer die Frequenz der Welle ist, umso kleiner
ist die Wellenlänge.
4.6 Reflexion der Wasserwelle
•
Den Sekundärabsorber im hinteren Teil des I-
Kanals entfernen.
•
Den Wellenerreger etwa 1 s lang einschalten.
Es entsteht ein kurzer Wellenzug, der sich bis zum
Ende des I-Kanals bewegt. Dort wird er reflektiert
und verläuft zurück zum Wellenerreger.
4.7
Phasengeschwindigkeit und Gruppenge-
schwindigkeit
•
Den Wellenerreger etwa 2 s lang einschalten.
Es ist deutlich zu erkennen, dass sich die Wellen-
berge mit größerer Geschwindigkeit zum Ende des
I-Kanals bewegen und nach der Reflexion von dort
zum Wellenerreger zurück als die gesamte Wellen-
gruppe.
4.8 Stehende Wellen
•
Den Motor einschalten.
Die Welle wird am Ende des I-Kanals reflektiert. Die
reflektierte Welle überlagert sich mit der ankom-
menden Welle. Es entsteht eine stehende Welle.
Durch geringfügiges Ändern der Motordrehzahl
kann ein überzeugendes Bild einer stehenden
Welle eingestellt werden.
4.9 Phasengleiche Überlagerung der Wellen
•
Den Wellenabsorber wieder am hinteren Ende
des I-Kanals einschieben.
•
Den Motor einschalten.
•
Zunächst den Ausgang eines Teilkanals mit dem
Dichtungsprofil verschließen.
•
Nach dem Eintreten der Welle in den I-Kanal
ihre Amplitude bestimmen (Fig. 3).
•
Danach den zweiten Teilkanal wieder frei ge-
ben und erneut die Amplitude an der gleichen
Stelle ermitteln.
Sie ist jetzt um den Faktor
√2 größer als im ersten
Falle (Fig. 4).
4.10 Überlagerung der Wellen bei einer phasen-
verschiebung von 1/2
•
Eine Muffe auf der Erregerwelle so verdrehen,
dass sich die Erreger gegensinnig bewegen.
•
In den Bereich des Übergangs vom V-förmigen
in den I-förmigen Teil die Trennplatte einfüh-
ren.
•
Den Motor einschalten.
Im Bereich der Trennplatte ist deutlich die phasen-
verschobene Lage der beiden Teilwellen zu erken-