Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Medizin wird die Schallortung gerne eingesetzt. Besonders bewährt haben sich Ultraschalluntersuchungen in der Gynäkologie, wenn man die Lage eines Fötus feststellen möchte oder herausfinden will, ob Mehrgeburten oder Probleme bei der Geburt zu erwarten sind. Auch zur Diagnose von Leber-, Lungen- und Nieren- krankheiten wird Ultraschall verwendet. Bei der Echokardiografie (Sonografie) wird Ultraschall zur Untersuchung der Durchströmungsverhältnisse im Herzen oder zur Messung der Blutstromgeschwin- digkeit in Venen oder Arterien verwendet. Sie beruht nicht nur auf einer einfachen Entfernungsmessung, sondern man nutzt die Tatsache, dass sich die Frequenz des Schalls ändert, wenn sich das Objekt (im gegebenen Fall rote Blutkörperchen), an dem der Schall reflektiert wird, bewegt. Intensiver Ultraschall kann u. a. zum Schweißen genutzt werden, aber auch zur Reinigung von Brillen, Schmuck, etc., zur Sterilisation von Nahrungsmitteln und von medizinischen Geräten. Zahnstein kann mit Ultraschall entfernt werden. Auch die Nierensteinzertrümmerung erfolgt mit Ultraschall-Impulsen. In der Tierwelt dient Ultraschall zur Orientierung. Fledermäuse erzeugen Ultra- schall im Bereich von 15 kHz bis 80 kHz , Nachtfalter bis 200 kHz . Auch Wale und Delfine nutzen die Echoortung zur Orientierung oder zur Ortung ihrer Jagdbeute. Untersuche, überlege, forsche 56.1 E 2 Zahlreiche Tiere können Ultraschallsignale wahrnehmen und diese auch pro- duzieren. Recherchiere, welche Bedeutung Ultraschall im Tierreich hat. d) Reflexion, Brechung und Beugung von Schallwellen Treffen Schallwellen auf ein Hindernis, so werden sie, genauso wie Wasserwellen, teilweise reflektiert, teilweise absorbiert. Auch Beugungserscheinungen lassen sich beobachten. In Luftschichten mit unterschiedlicher Dichte kann es auch zur Brechung von Schallwellen kommen. Untersuche, überlege, forsche: Reflexion von Schall 56.2 E 1 Schallwellen werden an Wänden zum Teil absorbiert, zum Teil reflektiert. Bei guter Reflexion und genügend weit entfernter Wand hörst du ein Echo, das heißt eine Silbe wird so reflektiert, dass du sie vollständig aussprechen kannst, bevor der reflektierte Schall dein Ohr erreicht. Wenn du so nahe an einer Wand stehst, dass der zurückgeworfene Schall eintrifft, bevor du die Silbe vollständig hören kannst, geht das Echo in den Nachhall über. Zum Aussprechen einer Silbe benötigt man etwa 1/5 Sekunde. Welchen Abstand von der Wand darfst du höchstens ha- ben, um eine Silbe ohne Echo zu hören. Verwende für die Schallgeschwindigkeit den Wert 340m/s (s. S. 53). 56.3 E 1 Bei Konzert- und Theatersälen darf es kein Echo geben, man benötigt aber Nachhall, um auch leise Töne über große Entfernungen hörbar zu machen . Unter- suche den Nachhall in Kirchen und in anderen großen Räumen und erkläre deine Beobachtungen. Für den Alltag wichtig ist neben der Reflexion vor allem die Absorption von Schall- wellen. Der Schallschutz (vor Straßenlärm etc., aber auch innerhalb von Gebäu- den) ist ein wesentlicher Bereich der Bautechnik. Absorption und Reflexion von Schallwellen sind auch die entscheidenden Faktoren für die Akustik eines Raums (s. S. 57 ). Die Brechung von Schallwellen spielt vor allem bei größeren Entfernungen und unterschiedlichen atmosphärischen Verhältnissen und in der Ultraschalltechnik eine Rolle (siehe http://pluslucis.oebv.at ). Experiment: Beugung von Schallwellen 56.1 E 1 Du brauchst: Mikrophon, Lautsprecher, Frequenzgenerator, Oszilloskop, Hin- dernis (z. B. Holzbrett) Untersuche die Beugung von Schallwellen. Protokolliere Versuchsanordnungen und Ergebnisse. 56.1 Ultraschalltherapie wird vor allem bei Gelenken eingesetzt, um Schmerzen zu lindern oder Muskelverspannungen zu lösen. 56.2 Fledermäuse stoßen Ultraschallimpulse mit hoher Intensität aus, registrieren den reflektierten Strahl und bestimmen aus der Zeitdifferenz Ort, Geschwindigkeit und Richtung, in die sich das Beutetier bewegt. 56 WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv