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PHY
Artikel-Nr. VK-PHY03

PHY03 Schallschwächung in Festkörpern

Bestimmung der Dämpfung einer Ultraschallwelle auf ihrem Weg durch ein Medium

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Gegenstand des Versuchs

Durch Amplitudenmessungen im Durchschallungsverfahren an Körpern unterschiedlicher Länge wird die Dämpfung einer Ultraschallwelle auf ihrem Weg durch ein Medium bestimmt. Eine Bestimmung des Schallschwächungskoeffizienten bei verschiedenen Ultraschallfrequenzen gibt Aufschluss über die Frequenzabhängigkeit der Schalldämpfung.

Keywords: Schalldämpfung in Festkörpern, Streuung, Absorption, Reflexion, Schwächungskoeffizient, Frequenzabhängigkeit der Schalldämpfung, Transmissionsmessung

Theoretische und praktische Aspekte zum Versuch

Schallwellen verlieren auf ihrem Weg durch ein Medium durch verschiedene Prozesse wie Absorption, Streuung oder Reflexion Energie. Dieser Energieverlust bewirkt eine Änderung der Schallintensität, die mit zunehmender Wegstrecke abnimmt. Die Stärke dieser Schwächung bzw. Dämpfung ist vom Material abhängig. Sie kann durch die Messung der Amplituden von Transmissionsimpulsen oder Reflexionsimpulsen in einem Amplituden-Scan für verschiedene Weglängen bestimmt werden und lässt sich durch den materialspezifischen Schwächungskoeffizienten beschreiben. Im Versuch werden diese Messungen an Acrylzylindern unterschiedlicher Länge durchgeführt. Um Aussagen über die Frequenzabhängigkeit der Schalldämpfung in Acryl treffen zu können, werden diese Messungen für verschiedene Schallfrequenzen ausgeführt.

Ergebnis

In der Grafik sind die Messwerte einer Beispielmessung in Durchschallung an 3 Acryltestzylindern unterschiedlicher Länge dargestellt. Im untersuchten Frequenzbereich von 1 MHz bis 4 MHz lagen die bestimmten Schwächungskoeffizienten zwischen 2,7 dB/cm und 5,7 dB/cm. Es ist zu erkennen, dass die Schallschwächung in Acryl mit steigender Frequenz stark zunimmt. Zur Erweiterung der Datenbasis um weitere Lauflängen können die Zylinder zusätzlich im Reflexionsverfahren untersucht werden.

Frequenzabhängigkeit der Schallschwächung

Frequenzabhängigkeit der Schallschwächung

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