Um die Schwingungsdauer und Wellenlänge von Schallwellen in Luft zu berechnen, müssen wir die gegebene Frequenz der Stimmgabel und die Schallgeschwindigkeit in Luft kennen.
Die Schwingungsdauer (T) einer Schallwelle ist definiert als die Zeit die benötigt wird um eine vollständige Schwingung abzuschließen. Sie wird in Sekunden angegeben. Die Frequenz (f) hingegen gibt an, ebenso wie viele Schwingungen pro Sekunde stattfinden. Die beiden Größen sind umgekehrt proportional zueinander: Je größer die Frequenz, desto kürzer ist die Schwingungsdauer und umgekehrt.
Die Schallgeschwindigkeit (c) ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen in einem bestimmten Medium bewegen. In Luft beträgt die Schallgeschwindigkeit etwa 343⸴2 m/s.
Um die Schwingungsdauer (T) zu berechnen, verwenden wir die Formel T = 1 / f. Hierbei steht f für die Frequenz der Schwingung. In diesem Fall beträgt die Frequenz 523 Hz. Daher erhalten wir:
T = 1 / 523 Hz
0⸴00191 s
Die Schwingungsdauer beträgt also etwa 0⸴00191 Sekunden.
Um die Wellenlänge (λ) der Schallwelle zu berechnen, verwenden wir die Formel λ = c / f. Hierbei steht c für die Schallgeschwindigkeit und f für die Frequenz der Schwingung. Mit den gegebenen Werten ergibt sich:
λ = 343⸴2 m/s / 523 Hz
0⸴656 m
Die Wellenlänge der ausgesendeten Schallwellen beträgt also etwa 0⸴656 Meter.
Zusätzlich zu den gegebenen Informationen können wir noch ein paar weitere interessante Fakten über Schallwellen in Luft erwähnen:
- Schallwellen sind longitudinale Wellen das bedeutet: Dass die Schwingung in dieselbe Richtung verläuft, in der sich die 🌊 ausbreitet.
- Die Frequenz von Schallwellen wird in Hertz (Hz) gemessen, obwohl dabei 1 Hz einer Schwingung pro Sekunde entspricht.
- Je höher die Frequenz einer Schallwelle ist desto höher ist der Ton den wir wahrnehmen. Tiefere Frequenzen entsprechen tieferen Tönen.
- Die Schallgeschwindigkeit in einem Medium hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der 🌡️ der Luftfeuchtigkeit und des Drucks.
- In der Luft breiten sich Schallwellen mit einer Geschwindigkeit von etwa 343⸴2 m/s aus. In anderen Medien wie Wasser oder Feststoffen kann die Schallgeschwindigkeit jedoch höher oder niedriger sein.
Daher können wir die Schwingungsdauer und Wellenlänge von Schallwellen in Luft berechnen, wenn uns die Frequenz der Schwingung und die Schallgeschwindigkeit in Luft gegeben sind.
Berechnung der Schwingungsdauer und Wellenlänge von Schallwellen in Luft
Wie berechnet man die Schwingungsdauer und Wellenlänge von Schallwellen in Luft?