Aufgabe1: Schülerversuch zur Interferenz von Ultraschallwellen
Geräte:
1 Ultraschallgenerator 40 kHz, ca. 10 Veff
1 Ultraschallempfänger
3 Piezoelektrische Wandler
1 Frequenzzähler
1 Fahrbahn
1 Oszilloskop
Stativmaterial
1 Meßkabel BNC
1 Kabelsatz
1 Maßstab
Aufbau:
Stellen Sie zwei piezoelektrische Wandler und den Generator an der einen Seite eines Versuchstisches auf. An den Ausgang des Empfängers schließen Sie das Oszilloskop oder den Frequenzzähler an. Der Abstand zum Empfänger wird im Versuch a) auf 25 cm eingestellt und für Versuch b) auf 1m eingestellt. Der Empfänger kann zur Aufnahme der Intensitätsverteilung auf eine Fahrbahn gestellt werden
Durchführung:
a. Schließen Sie zunächst nur einen Wandler an den 25 cm entfernten Sender an und bestimmen Sie mit dem Frequenzzähler die Sendefrequenz und auf experimentelle Weise die Wellenlänge des Senders, sowie die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalls .
b. Bauen Sie nun beide Wandler auf. Ihr Abstand voneinander betrage 8cm. Messen Sie in 1m Entfernung (parallel zur Verbindungslinie der Wandler), ausgehend vom Maximum 0.ter Ordnung die Entfernungen zu den Interferenzmaxima und -minima bis mindestens zur 4. Ordnung aus. Wiederholen Sie die Messung mit Wandlerabständen von 12 cm, 16 cm und 20 cm!
Aufgabe 2.
a.Erklären Sie die im 2. Versuchsteil auftretenden Interferenzmaxima qualitativ. Leiten Sie unter Bezug auf eine Skizze eine geeignete Beziehung zur Bestimmung der Wellenlänge der Ultraschallwellen her!
b.Berechnen Sie mittels Ihrer Messwerte nach Aufgabenteil 1b) die Wellenlänge der Ultraschallwellen!
c.Vergleichen Sie die gemessenen Winkel, unter denen Interferenzmaxima auftraten, mit den Theoriewerten!
d. Diskutieren Sie den Einfluss des Abstands der beiden Wandler auf die Interferenzfigur.
e.In einem weiteren Versuch mit nur einem Wandler am Sender wird der Sender mit konstanter Geschwindigkeit vom Empfänger entfernt. Leiten Sie hierzu her:
f. Die Absorptions- und Emissionslinien in den Spektren der Galaxien zeigen Doppler- Verschiebungen (Rotverschiebung), aus denen die Radialgeschwindigkeit der
Systeme berechnet werden kann. So sind die H(396,8nm)-und K(393,4nm)-Linien von Ca+ in den Spektren von Galaxien des Haufens Ursa major II und des Hydra-Haufens um
gegenüber den ausgesandten Wellenlängen DlS rotverschoben. Leiten Sie nunmehr für diesen Fall die Beziehung
her!
Anmerkung: Die Entfernung
des Senders zum Nagelbrett sollte möglichst
klein sein, um Störeffekte durch die Sendekeule zu minimieren. Die Winkeleinstellung und
die Höhe der Wandler sollten vor dem Versuch
möglichst in mehreren Messreihen optimiert werden. 
