Formål
Ved dette forsøg måler vi lydens udbredelseshastighed i vand.

Opstilling
Forsøget gennemføres ved hjælp af en to meter lang tagrende lukket i begge ender ved hjælp af standardendestykker. Mikrofoner placeres på endestykkerne.

Man bør anvende silikone til tætning af endestykkerne, når de monteres på tagrenden, så man forhindrer lækage, når tagrenden skal anvendes i laboratoriet. Desuden bør man lave to stk. støtteprofiler, så tagrenden kan hvile på et bord. Disse kan skæres ud at et stykke træ eller plast. Har man ikke selv egnede målemikrofoner, kan man købe elektretmikrofoner med forstærker til omkring 200 kroner/stk. på nettet eller i en elektronikbutik. Montér BNC stik, så de kan sluttes direkte til oscilloskopet.

Fremgangsmåde

Opstil udstyret som vist i figuren. Indstil oscilloskopet, så trigning starter strålen på kanal 1.

Slut modtage-mikrofonen til kanal 1. Justér tidsaksen, så 2 enheder (2 divisioner) svarer til 1 millisekund.

En lydpuls kan skabes i vandet ved hjælp af et svingende lod, der rammer endefladen, hvor M1 er monteret. Lyden opfattes straks af M1, og signalet herfra går til trigindgangen på oscilloskopet. Oscilloskopstrålen for kanal 1 begynder sin tur tværs over skærmen.

Når lydpulsen i vandet når frem til den modsatte ende af tagrenden, ses udslaget på oscilloskopet.

Måleresultater

Figuren viser typiske måleresultater. Signalet på kanal 1 løber ca. 1,3 millisekunder, før lydmodtagelsen på mikrofonen M2 giver et udslag.

Analyse
For at bestemme lydens hastighed kan man benytte formlen:

s = c t

hvor:
s er afstanden, som lyden bevæger sig i vandet
c er lydens hastighed
t er tiden, som lyden anvender til turen

Når s måles i meter, og t måles i sekunder, måles c i meter per sekund.

I dette eksempel gælder:

c = s/t = 2,0 m/0,0013 s = 1538 m/s

Projektarbejde

Videregående projekter kan lave undersøgelser af lydens hastighed i vand ved forskellige temperaturer, saltkoncentrationer, mm.

Man bør ved hvert forsøg lave en vurdering af usikkerheden, der er behæftet med resultatet.