3B SCIENTIFIC PHYSICS 1012845 Bedienungsanleitung
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3B SCIENTIFIC ® PHYSICS
Bedienungsanleitung
08/12 TL
Das SW-Paket Ultraschall ist konzipiert zur Dar-
stellung der grundlegenden Eigenschaften von
Wellen im platzsparenden Tischexperiment am
Beispiel von 40-kHz-Ultraschallwellen.
Die Schallausbreitung findet in guter Näherung
in der Tischebene statt. Beugungsobjekte, Spie-
gel, Hohlspiegel, Fresnel'sche Zonenplatte, etc.
sind daher für den Halbraum über der Tisch-
ebene ausgelegt. Dies erleichtert einen über-
sichtlichen experimentellen Aufbau unter Ver-
wendung von Arbeitsvorlagen und Auflagemas-
ken.
Geeignete Sonden ermöglichen die Aufzeich-
nung der Schwingungen an beliebigen Punkten
der Welle sowie die Messung der Schallfelder
nach Reflexion, Wellenbeugung und Interferenz.
Eine dieser Sonden, der US-Pen, enthält zu-
3B SCIENTIFIC PHYSICS 1012845 / 1012846
SW-Paket Ultraschall (230 V, 50/60 Hz) 1012845
SW-Paket Ultraschall (115 V, 50/60 Hz) 1012846
1. Beschreibung
sätzlich einen Phasenzeiger in Form einer LED,
deren Helligkeit auf ein Minimum reduziert wird,
wenn die Phasendifferenz zwischen dem Mess-
punkt und einem ausgewählten Bezugspunkt ein
Vielfaches von 360° ist. Mit dem US-Pen lassen
sich daher z.B. Wellenfronten als Linien gleicher
Phasenlage (Isophasen) aufzeichnen.
Für einige weitere Experimente empfiehlt sich der
zusätzliche Einsatz eines Vielfachmessgerätes
mit ausreichendem Frequenzgang zur Messung
der Ultraschallamplituden. Bei Anschluss eines
Zweikanal-Oszilloskops lassen sich die Ultra-
schallschwingungen am Sondenort darstellen.
Das Ausstattungspaket mit der Artikelnummer
1012845 ist für eine Netzspannung von 230 V
(±10 %) ausgelegt, 1012846 für 115 V (±10 %).
1
Verwandte Anleitungen für 3B SCIENTIFIC PHYSICS 1012845
Inhaltszusammenfassung für 3B SCIENTIFIC PHYSICS 1012845
- Seite 1 Schwingungen an beliebigen Punkten Das Ausstattungspaket mit der Artikelnummer der Welle sowie die Messung der Schallfelder 1012845 ist für eine Netzspannung von 230 V nach Reflexion, Wellenbeugung und Interferenz. (±10 %) ausgelegt, 1012846 für 115 V (±10 %).
- Seite 2 2. Lieferumfang 1 Halter für US-Pen 3. Elektrische Sicherheit 2 US-Pen Das SW-Paket Ultraschall entspricht den Si- 3 BNC-Kabel, 1 m (2x) cherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, 4 Mikrofonsonden (2x) Steuer-, Regel- und Laborgeräte nach DIN EN 61010 Teil 1. Es ist für den Betrieb in trockenen 5 Kabel BNC/ 4 mm Räumen vorgesehen, die für elektrische Be- 6 Set für Doppelspalt...
- Seite 3 5. Komponenten Betriebselektronik 12V AC Δϕ 25 kHz 40 kHz Fig. 1 Betriebselektronik 1 Schalter S1 Die Betriebselektronik dient zur Speisung der Ultraschallsender, zur Verstärkung der Signale 2 Eingang Kanal B aus den Mikrofonsonden oder dem US-Pen 3 Schalter S2 sowie zur Ansteuerung des Phasenzeigers im 4 Ausgang Kanal B US-Pen.
- Seite 4 100x140x45 mm³ (Spitze) Masse: ca. 530 g Kabellänge: ca. 1 m inkl. Steckernetzgerät Abmessungen: ca. 6 mm Ø x 150 mm Masse: ca. 25 g Steckernetzgerät für 1012845: Primärseite: 230 V, 50/60 Hz Sekundärseite: 12 V AC; 750 mA...
- Seite 5 US-Pen (inkl. Halter) Ultraschallabsorber Warnhinweis: Der Wandler im US-Pen ist emp- Komponente zur Demonstration der Schall- findlich gegen Feuchtigkeit und mechanischen dämmung oder zur Unterdrückung von Direkt- Einwirkungen. schall zwischen Sender und Mikrofonsonde in einigen Experimenten. • Wandler keinen mechanischen Belastungen aussetzen und nicht in Kontakt mit Flüssig- keiten gelangen lassen.
- Seite 6 1 Ultraschallsender 40 kHz 1 US-Pen 1 Mikrofonsonde 1 BNC-Kabel oder 1 US-Pen Zusätzlich erforderlich: 1 BNC-Kabel 1 USB-Oszilloskop 2x40 MHz 1012845 bzw. oder 1 Kabel BNC/4 mm 1 Analog Oszilloskop 2x20 MHz 1008695 Zusätzlich erforderlich: Zur Stromversorgung des Betriebsgerätes •...
- Seite 7 Erforderlich: 1 Betriebselektronik inkl. Steckernetzgerät 1 Ultraschallsender 40 kHz 1 US-Pen 2 BNC-Kabel Zusätzlich erforderlich: 1 USB-Oszilloskop 2x40 MHz 1012845 oder 1 Analog Oszilloskop 2x20 MHz 1008695 • Zur Stromversorgung des Betriebsgerätes Fig. 3 Anordnung des US-Pen auf der Arbeitsplatte mitgeliefertes Steckernetzgerät anschließen.
- Seite 8 7. Experimente Lloyd’scher Spiegel Reflexion an einem Hohlspiegel Fig. 4 Reflexion am Lloyd’schen Spiegel Fig. 5 Reflexion eines divergenten Schallbündels am Hohlspiegel Erforderlich: Erforderlich: 1 Betriebselektronik inkl. Steckernetzgerät 1 Betriebselektronik inkl. Steckernetzgerät 1 Ultraschallsender 40 kHz 1 Ultraschallsender 40 kHz 1 Mikrofonsonde 1 US-Pen inkl.
- Seite 9 Beugung an einer Kante Hinweis: Die Isophasen (die Punkte minimaler Helligkeit) entsprechen einem „Schnappschuss“ der Wellenfronten. Der Abstand zweier Isopha- sen beträgt eine Wellenlänge. Beugung am Doppelspalt Fig. 6 Aufzeichnung der Isophasen bei der Beugung ebener Wellen an einer Kante Erforderlich: 1 Betriebselektronik inkl.
- Seite 10 • US-Pen an Kanal A anschließen und so im 8. Entsorgung Halter montieren, dass die Spitze nur ca. Bei einer eventuellen Ver- 1 mm Abstand zur Auflage hat. schrottung gehört das Gerät • US-Pen mit Halter hinter dem Doppelspalt nicht normalen auf eine vorgezeichnete Wellenfront setzen.
- Seite 11 3B SCIENTIFIC ® PHYSICS SW Set - Ultrasonics (230 V, 50/60 Hz) 1012845 SW Set - Ultrasonics (115 V, 50/60 Hz) 1012846 Instruction manual 08/12 TL 1. Description The SW set for ultrasonics is designed to dem- the form of an LED, the brightness of which is...
- Seite 12 2. Equipment supplied 1 Holder for ultrasonic pen 3. Electrical safety 2 Ultrasonic pen The SW ultrasonics set conforms to safety regu- 3 BNC cable, 1 m (2x) lations for electrical measurement, control and 4 Microphone probes (2x) laboratory equipment as specified in DIN EN 61010 part 1.
- Seite 13 5. Components Electronics board 12V AC Δϕ 25 kHz 40 kHz Fig. 1 Electronics board 1 Switch S1 The electronics board for operating the equip- ment provides the power feed for the ultrasonic 2 Input for channel B transmitter and amplification for signals from the 3 Switch S2 microphone probes or ultrasonic pen, as well as 4 Output for channel B...
- Seite 14 6 mm x 150 mm approx. Dimensions: 100x140x45 mm approx. Weight: 25 g approx. Weight: 530 g approx. including plug-in power supply Plug-in power supply for 1012845: Primary side: 230 V, 50/60 Hz Secondary side: 12 V AC; 750 mA...
- Seite 15 Ultrasonic pen (including holder) Ultrasonic absorber Warning: The transducer in the ultrasonic pen Component for demonstrating sound insulation is sensitive to moisture and mechanical effects. or for suppressing sound travelling directly from transmitter to microphone probe in some ex- • Do not subject the transducer to any me- periments.
- Seite 16 1 Ultrasonic pen 1 Microphone probe 1 BNC cable 1 Ultrasonic pen Additionally required: 1 BNC cable 1 USB oscilloscope, 2x40 MHz 1012845 1 BNC/4-mm cable 1 Analog oscilloscope, 2x20 MHz 1008695 Additionally required: Connect the supplied plug-in transformer to •...
- Seite 17 1 Ultrasonic transmitter, 40 kHz 1 Ultrasonic pen 2 BNC cables Additionally required: 1 USB oscilloscope, 2x40 MHz 1012845 1 Analog oscilloscope, 2x20 MHz 1008695 Fig. 3 Positioning of ultrasonic pen on work base and • Connect the supplied plug-in transformer to alignment towards sound source provide power to the equipment.
- Seite 18 7. Experiments Lloyd’s mirror Reflection from a convex mirror Fig. 4 Reflection from Lloyd’s mirror Fig. 5 Reflection of a diverging sound beam by a convex mirror Required: Required: 1 Electronics board and plug-in power supply 1 Electronics board and plug-in power supply 1 Ultrasonic transmitter, 40 kHz 1 Ultrasonic transmitter, 40 kHz 1 Microphone probe...
- Seite 19 Diffraction by an edge Note: The isophases (points where the bright- ness is at a minimum) correspond to a “snap- shot” of the wave fronts. The distance between two isophases is equal to one wavelength. Diffraction by a double slit Fig.
- Seite 20 • Connect the ultrasonic pen to channel A and 8. Disposal set it up in its holder in such a way that the Should the equipment need tip is only about 1 mm from the template. to be scrapped, it must not •...
- Seite 21 3B SCIENTIFIC ® PHYSICS Onde ultrason SW (230 V, 50/60 Hz) 1012845 Onde ultrason SW (115 V, 50/60 Hz) 1012846 Instructions d'utilisation 08/12 TL 1. Description L'onde ultrason SW est un équipement conçu supplémentaire sous forme de LED, dont la pour représenter les propriétés fondamentales...
- Seite 22 2. Contenu du colis 1 Support pour stylo ultrasonique 3. Sécurité électrique 2 Stylo ultrasonique L'onde ultrason SW répond aux dispositions de 3 2 câbles BNC d'1 m sécurité relatives aux appareils électriques de 4 2 sondes microphoniques mesure, de commande, de réglage et de laboratoire, selon DIN EN 61010 partie 1.
- Seite 23 5. Composants Système électronique d'exploitation 12V AC Δϕ 25 kHz 40 kHz Fig. 1 Système électronique d'exploitation 1 Interrupteur S1 Le système électronique sert à alimenter l'émetteur d'ultrasons, à amplifier les signaux 2 Canal d'entrée B émis par les sondes microphoniques ou par le 3 Interrupteur S2 stylo ultrasonique, et à...
- Seite 24 Bloc d'alimentation pour 1012845 : amplificateurs d'entrée, compare les signaux Côté primaire : 230 V, 50/60 Hz des canaux A et B et les transforme en un Côté secondaire : 12 V CA; 750 mA courant continu, proportionnel à la différence de phases.
- Seite 25 Stylo ultrasonique (avec support) Absorbeur d'ultrasons Mise en garde : Le convertisseur, contenu dans Composants permettant démontrer le stylo ultrasonique, est très sensible à l'insonorisation ou de supprimer un son direct l'humidité et aux influences mécaniques. entre l'émetteur et la sonde microphonique, dans certaines expériences.
- Seite 26 1 émetteur d'ultrasons 40 kHz 1 sonde microphonique 1 stylo ultrasonique 1 Câble BNC 1 stylo ultrasonique 1 câble BNC Accessoires : 1 oscilloscope USB 2x40 MHz 1012845 1 câble BNC/4 mm 1 oscilloscope analogique 2x20 MHz 1008695 Accessoires : • Pour alimenter l'appareil...
- Seite 27 1 Stylo ultrasonique 2 Câbles BNC Accessoires : 1 oscilloscope USB 2x40 MHz 1012845 Fig. 3 Le stylo ultrasonique est posé sur la plaque de travail et orienté vers la source sonore. 1 oscilloscope analogique 2x20 MHz 1008695 Éléments nécessaires :...
- Seite 28 7. Expériences Miroir de Lloyd Réfléchissement dans miroir concave Fig. 4 Réflexion sur le miroir de Lloyd Fig. 5 Réfléchissement d'un faisceau acoustique divergent dans un miroir concave. Éléments nécessaires : 1 système électronique d'exploitation avec bloc Éléments nécessaires : d'alimentation 1 système électronique d'exploitation avec bloc 1 émetteur d'ultrasons 40 kHz...
- Seite 29 Diffraction par une arête Précision : Les isophases (points de luminosité minimale) correspondent à "fermeture rapide" des fronts d'ondes. La distance entre deux isophases est égale à une longueur d'onde. Diffraction à double fente. Fig. 6 Tracé des isophases lors de la diffraction d'ondes planes par une arête Éléments nécessaires : 1 système électronique d'exploitation avec bloc...
- Seite 30 • Raccorder le stylo ultrasonique au canal A 8. Traitement des déchets et le monter dans le support de sorte que la pointe soit à env. 1 mm de distance de la surface de contact. Ne pas jeter l'appareil dans les ordures ménagères ! •...
- Seite 31 Il kit di dotazione 1012845 è progettato per una ne delle onde e interferenza. Una di tali sonde, tensione di rete di 230 V (±10 %), il 1012846 per la penna a ultrasuoni, contiene inoltre un indica- 115 V (±10 %).
- Seite 32 2. Fornitura 1 Supporto per penna a ultrasuoni 3. Sicurezza elettrica 2 Penna a ultrasuoni Il pacchetto SW ultrasuoni risponde alle disposi- 3 Cavo BNC, 1 m (2 pz.) zioni di sicurezza per apparecchi elettrici di mi- 4 Sonde microfono (2 pz.) sura, di comando, di regolazione e da laborato- rio della norma DIN EN 61010 Parte 1 ed è...
- Seite 33 5. Componenti Elettronica di funzionamento 12V AC Δϕ 25 kHz 40 kHz Fig. 1 Elettronica di funzionamento 1 Interruttore S1 L'elettronica di funzionamento serve ad alimen- tare il trasmettitore di ultrasuoni, ad amplificare i 2 Ingresso canale B segnali captati dalle sonde microfono e dalla 3 Interruttore S2 penna a ultrasuoni, così...
- Seite 34 Agli amplificatori d'ingresso corrisponde un Alimentatore a spina per 1012845: gruppo di funzione che compara i segnali dei Lato primario: 230 V, 50/60 Hz canali A e B, trasformandoli in una corrente Lato secondario: 12 V CA, 750 mA continua proporzionale alle differenza di fase.
- Seite 35 Superficie: Tessuto felpato Penna a ultrasuoni (incl. supporto) Avvertenza: Il trasduttore nella penna a ultra- Dimensioni: ca. 80 x 15 x 50 mm³ suoni è sensibile all'umidità e all'azione mecca- nica. • Non esporre il trasduttore a sollecitazioni Set per doppia fenditura meccaniche e al contatto con liquidi.
- Seite 36 1 penna a ultrasuoni 1 cavo BNC 1 penna a ultrasuoni 1 cavo BNC Dotazione supplementare necessaria: 1 oscilloscopio USB 2x40 MHz 1012845 1 cavo BNC/4 mm oppure 1 oscilloscopio analogico 2x20 MHz 1008695 Dotazione supplementare necessaria: 1 oscilloscopio USB 2x40 MHz 1012845 •...
- Seite 37 1 trasmettitore di ultrasuoni da 40 kHz 1 penna a ultrasuoni 2 cavi BNC Dotazione supplementare necessaria: 1 oscilloscopio USB 2x40 MHz 1012845 oppure Fig. 3 Disposizione della penna a ultrasuoni sul pia- 1 oscilloscopio analogico 2x20 MHz 1008695 no di lavoro e orientamento rispetto alla sor- gente sonora Per l’alimentazione dell'apparecchio collega-...
- Seite 38 7. Esperimenti Specchio di Lloyd Riflessione su uno specchio concavo Fig. 4 Riflessione sullo specchio di Lloyd Fig. 5 Riflessione di un fascio ultrasonoro divergente su uno specchio concavo Occorrente: Occorrente: 1 elettronica di funzionamento incl. alimentatore 1 elettronica di funzionamento incl. alimentatore a spina a spina 1 trasmettitore di ultrasuoni da 40 kHz...
- Seite 39 Diffrazione su uno spigolo Nota: le isofasi (punti di luminosità minima) cor- rispondono ad una "fotografia istantanea" dei fronti d'onda. La distanza tra due isofasi è ugua- le alla lunghezza di un'onda. Diffrazione su doppia fenditura Fig. 6 Registrazione di isofasi nella diffrazione di onde piane su uno spigolo Occorrente: 1 elettronica di funzionamento incl.
- Seite 40 • Collegare la penna a ultrasuoni al canale A 8. Smaltimento e montarla nel supporto in modo tale che la punta rimanga solamente a una distanza di circa 1 mm rispetto al piano d'appoggio. Non gettare l'apparecchio nei rifiuti domestici! •...
- Seite 41 3B SCIENTIFIC ® PHYSICS Paquete-SW - Ultrasonido (230 V, 50/60 Hz) 1012845 Paquete-SW - Ultrasonido (115 V, 50/60 Hz) 1012846 Instrucciones de uso 08/12 TL ondas o de la interferencia de las mismas. Una 1. Descripción de esas sondas, un lápiz US, está dotada de un El paquete-SW –...
- Seite 42 2. Volumen de suministro 1 Soporte para el lápiz US 3. Seguridad eléctrica 2 Lápiz US El paquete-SW – Ultrasonido obedece a las 3 Cables BNC, 1 m (2x) prescripciones de seguridad para, aparatos 4 Sondas de micrófono (2x) eléctricos, de medida, de control y regulación y de laboratorios, según la normativa DIN EN 5 Cable BNC/ 4 mm 61010, Parte 1.
- Seite 43 5. Componentes Electrónica de operación 12V AC Δϕ 25 kHz 40 kHz Fig. 1 Electrónica de operación 1 Conmutador S1 electrónica operación sirve, para alimentar emisor ultrasonido, para 2 Entrada canal B amplificar las señales de las sondas de 3 Conmutador S2 micrófono y del lápiz US, así...
- Seite 44 A los amplificadores de entrada sigue un grupo Fuente de alimentación enchufable para funcional que compara las señales de los 1012845: canales A y B y hace una trasformación a una Lado primario: 230 V, 50/60 Hz corriente continua proporcional a la diferencia Lado secundario: 12 V CA;...
- Seite 45 Lápiz US (incl. soporte) Absorbedor de ultrasonido Advertencia: El transductor en el lápiz US es Componente para la demostración de la sensible a la humedad y a efectos mecánicos. insonorización o aislamiento acústico o para la supresión del ultrasonido que se propaga •...
- Seite 46 1 Lápiz US 1 Cable BNC/4 mm 1 Cable BNC Se requiere adicionalmente: Se requiere adicionalmente: 1 Osciloscopio USB 2x40 MHz 1012845 1 Osciloscopio USB 2x40 MHz 1012845 ó ó 1 Osciloscopio analógico 2x20 MHz 1008695 1 Osciloscopio analógico 2x20 MHz 1008695 ó...
- Seite 47 Se requiere adicionalmente: • Se utiliza como base una hoja de papel 1 Osciloscopio USB 2x40 MHz 1012845 • Para la alimentación de corriente del ó aparato de operación se conecta la fuente 1 Osciloscopio analógico 2x20 MHz 1008695 alimentación...
- Seite 48 7. Experimentos Espejo de Lloyd Reflexión en un espejo cóncavo Fig. 4 Reflexión en un espejo de Lloyd Fig. 5 Reflexión en un espejo cóncavo de un haz de ultrasonido divergente Se requiere: Se requiere: 1 Electrónica de operación, incl. fuente de 1 Electrónica de operación, incl.
- Seite 49 Difracción en un borde Observación: Las isofases (puntos de mínima claridad) corresponden a una “Instantánea” de los frentes de onda. La distancia entre dos isofases consecutivas corresponde a una longitud de onda. Difracción en una rendija doble Fig. 6 Registro de las isofases en la difracción de una onda plana en un borde Se requiere: 1 Electrónica de operación incl.
- Seite 50 • Se conecta el lápiz US al canal A y se 8. Desecho monta en el soporte de tal forma que su ¡En el caso eventual de una punta quede a sólo 1 mm aprox. de la hoja chatarrización, el aparato esquemática base.
- Seite 51 3B SCIENTIFIC ® PHYSICS Pacote SW ultra-som (230 V, 50/60 Hz) 1012845 Pacote SW ultra-som (115 V, 50/60 Hz) 1012846 Instruções de operação 08/12 TL 1. Descrição O pacote SW ultra-som é concebido para a de LED, cuja luminosidade é reduzida para um representação das propriedades fundamentais...
- Seite 52 2. Fornecimento 1 Suporte para a caneta de ultra-som 3. Segurança elétrica 2 Caneta de ultra-som O pacote SW de ultra-som corresponde às 3 Cabos BNC, 1 m (2x) regulações segurança para aparelhos 4 Sondas de microfone (2x) elétricos para medição, de comando, de regulação e de laboratório segundo DIN EN 5 Cabo BNC/ 4 mm 61010 parte 1.
- Seite 53 5. Componentes Eletrônica para a operação 12V AC Δϕ 25 kHz 40 kHz Fig. 1 Eletrônica para a operação 1 Comutador S1 A eletrônica para a operação serve para a alimentação dos emissores de ultra som, para a 2 Entrada canal B amplificação dos sinais proveniente das sondas 3 Comutador S2 de microfone ou da caneta de ultra-som assim...
- Seite 54 Dimensões: aprox. 6 mm Ø x 150 mm Massa: aprox. 530 g incl. a fonte de alimentação Massa: aprox. 25 g Fonte de alimentação para 1012845: Lado primário: 230 V, 50/60 Hz Lado secundário: 12 V AC; 750 mA...
- Seite 55 Caneta de ultra-som(incl. suporte) Amortecedor de ultra-som Indicação de alerta: O transdutor na caneta de Componente para demonstração ultra-som é sensível contra umidade e ações amortização de som ou para a supressão do mecânicas. som direto entre o emissor e a sonda de microfone em algumas experiências.
- Seite 56 1 Caneta de ultra som 1 Cabo BNC 1 Caneta de ultra som 1 Cabo BNC Adicionalmente necessário: respectivamente, 1 Osciloscópio USB 2x40 MHz 1012845 1 Cabo BNC/4 mm 1 Osciloscópio analógico 2x20 MHz 1008695 Adicionalmente necessário: 1 Osciloscópio USB 2x40 MHz 1012845 •...
- Seite 57 1 Caneta de ultra som 1 Cabo BNC Adicionalmente necessário: 1 Osciloscópio USB 2x40 MHz 1012845 1 Osciloscópio analógico 2x20 MHz 1008695 Fig. 3 Arranjo da caneta de ultra-som sobre a placa de trabalho e arranjo para a fonte de som Para a alimentação de corrente do aparelho...
- Seite 58 7. Experiências Espelho de Lloyd Reflexão num espelho côncavo Fig. 4 Reflexão no espelho de Lloyd Fig. 5 Reflexão de um feixe de som divergente no espelho côncavo Necessário: Necessário: 1 Eletrônica para a operação, incl. fonte de 1 Eletrônica para a operação, incl. fonte de alimentação alimentação 1 Emissor de ultra-som de 40 kHz...
- Seite 59 Difração num canto Indicação: isofases pontos luminosidade mínima) correspondem a uma “fotografia instantânea” das frentes de onda. A distancia de duas isofases corresponde a um comprimento de onda. Difração na fenda dupla Fig. 6 Registro das isofases na difração de uma onda plana num canto Necessário: 1 Eletrônica para a operação, incl.
- Seite 60 • Conectar a caneta de ultra-som no canal A 8. Eliminação de resíduos e montá-lo no suporte de tal maneira que a ponta tenha apenas aprox. 1 mm de distancia para o modelo de trabalho. caso eventual sucateamento o aparelho •...