Arbeitsblatt Wellen, Schall & Optik mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Wellen, Schall & Optik zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
PI = 5 × 10⁻⁸ W/m²

Die Schallintensität bei „ruhige Bibliothek“ beträgt 5 × 10⁻⁸ W/m². Bestimme den Schallpegel β in Dezibel.

I = 5 × 10⁻⁸ W/m²I0 = 10⁻¹² W/m²
β = dB
2.Leicht
λ = 2,96 mv = ?f = 500 Hz

Eine Schallwelle in Wasser hat eine Frequenz von 500 Hz und eine Wellenlänge von 2,96 m. Bestimme ihre Geschwindigkeit v.

f = 500 Hzλ = 2,96 m
v = m/s
3.Mittel
Pβ = ?r = 3 m

Ein kleiner Lautsprecher strahlt 2 W Schallleistung gleichmäßig in alle Richtungen ab. Bestimme den Schallpegel β in 3 m Entfernung.

P = 2 Wr = 3 mI0 = 10⁻¹² W/m²
β = dB
4.Mittel
θc = ?90°Glyzerin, n1​ = 1,47Luft, n2​ = 1,00

Licht trifft in Glyzerin (n = 1,47) auf eine ebene Grenzfläche zu Luft (n = 1,00). Bestimme den Grenzwinkel θc, ab dem es total reflektiert wird.

n1 = 1,47n2 = 1,00
θc = °
5.Schwer
SO10 m/sf = 30 kHz

Ein ruhender Parksensor sendet Ultraschall von 30 kHz auf ein Auto, das sich mit 10 m/s nähert. Bestimme die Frequenz f″ des Echos, das am Sensor zurück empfangen wird (Schallgeschwindigkeit 343 m/s).

f = 30 kHzu = 10 m/sv = 343 m/s
f″ = Hz
6.Schwer
θn1​ = 1,55n2​ = 1,54n0​ = 1,00

Eine Glasfaser hat einen Kern mit n₁ = 1,55 und einen Mantel mit n₂ = 1,54. Bestimme ihre numerische Apertur NA.

n1 = 1,55n2 = 1,54
NA =

Lösungsschlüssel

  1. 1. β = 46,99 dB
  2. 2. v = 1480 m/s
  3. 3. β = 102,5 dB
  4. 4. θc = 42,86 °
  5. 5. f″ = 31802 Hz
  6. 6. NA = 0,1758

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