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 15 g wird mit einer Spannkraft von 120 N gespannt. Bestimme die Geschwindigkeit v von Transversalwellen auf ihr.

L = 0,5 mm = 15 gT = 120 N
v = m/s
2.Leicht
λ = ?v = 0,5 m/sf = 1 Hz

Eine Wasserwelle hat eine Frequenz von 1 Hz und breitet sich mit 0,5 m/s aus. Bestimme ihre Wellenlänge λ.

f = 1 Hzv = 0,5 m/s
λ = m
3.Mittel
FFdo​ = 12 cmf = 30 cm

Ein Gegenstand steht 12 cm vor einer dünnen sammelnden Linse mit einer Brennweite von 30 cm. Bestimme die Bildweite di. Verwende die Vorzeichenkonvention 1/f = 1/do + 1/di (f < 0 für eine Zerstreuungslinse, di < 0 für ein virtuelles Bild).

do = 12 cmf = 30 cm
di = cm
4.Mittel
S30 m/sOf = 500 Hz

Eine Quelle mit 500 Hz bewegt sich mit 30 m/s auf einen ruhenden Beobachter zu. Die Schallgeschwindigkeit beträgt 343 m/s. Bestimme die Frequenz f′, die der Beobachter hört.

f = 500 Hzv = 343 m/svs = 30 m/s
f′ = Hz
5.Schwer
SO20 m/sf = 20 kHz

Ein ruhender Sensor sendet Ultraschall von 20 kHz auf ein Auto, das sich mit 20 m/s entfernt, und mischt das Echo mit dem gesendeten Signal. Bestimme die Schwebungsfrequenz fb (Schallgeschwindigkeit 343 m/s).

f = 20 kHzu = 20 m/sv = 343 m/s
fb = Hz
6.Schwer
λ = 450 nma = 0,05 mmL = 1 m

Licht der Wellenlänge 450 nm geht durch einen Einzelspalt der Breite 0,05 mm. Bestimme die Breite w des zentralen hellen Maximums auf einem Schirm in 1 m Entfernung (zwischen den ersten dunklen Streifen auf beiden Seiten).

λ = 450 nma = 0,05 mmL = 1 m
w = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. v = 63,25 m/s
  2. 2. λ = 0,5 m
  3. 3. di = −20 cm
  4. 4. f′ = 547,9 Hz
  5. 5. fb = 2204 Hz
  6. 6. w = 18 mm

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