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
L = 0,5 m

Eine Saite der Länge 0,5 m und der Masse 6 g wird mit einer Spannkraft von 200 N gespannt. Bestimme die Geschwindigkeit v von Transversalwellen auf ihr.

L = 0,5 mm = 6 gT = 200 N
v = m/s
2.Leicht
λ = ?

Licht mit einer Wellenlänge von 589 nm im Vakuum tritt in Diamant (n = 2,42) ein. Bestimme seine Wellenlänge λ im Material.

n = 2,42λ0 = 589 nm
λ = nm
3.Mittel
35°90°n1​ = ?Kronglas, n2​ = 1,50

Licht im Inneren eines durchsichtigen Blocks wird an der Grenzfläche zu Kronglas (n = 1,50) für jeden Einfallswinkel über 35° total reflektiert. Bestimme die Brechzahl n1 des Blocks.

θc = 35°n2 = 1,50
n1 =
4.Mittel
Pβ = ?r = 8 m

Ein kleiner Lautsprecher strahlt 0,1 W Schallleistung gleichmäßig in alle Richtungen ab. Bestimme den Schallpegel β in 8 m Entfernung.

P = 0,1 Wr = 8 mI0 = 10⁻¹² W/m²
β = dB
5.Schwer
SO20 m/sf = 40 kHz

Ein ruhender Parksensor sendet Ultraschall von 40 kHz auf ein Auto, das sich mit 20 m/s nähert. Bestimme die Frequenz f″ des Echos, das am Sensor zurück empfangen wird (Schallgeschwindigkeit 343 m/s).

f = 40 kHzu = 20 m/sv = 343 m/s
f″ = Hz
6.Schwer
SO15 m/sf = 35 kHz

Ein ruhender Sensor sendet Ultraschall von 35 kHz auf ein Auto, das sich mit 15 m/s nähert, und mischt das Echo mit dem gesendeten Signal. Bestimme die Schwebungsfrequenz fb (Schallgeschwindigkeit 343 m/s).

f = 35 kHzu = 15 m/sv = 343 m/s
fb = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 129,1 m/s
  2. 2. λ = 243,4 nm
  3. 3. n1 = 2,615
  4. 4. β = 80,95 dB
  5. 5. f″ = 44954 Hz
  6. 6. fb = 3201 Hz

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