Debye-Sears-Effekt (Ultraschall-Experimentierset 5)

Die Geräte und Materialien dieses Experimentiersets ermöglichen Versuche zur Einführung in die Akustooptik und die Verwendung von kontinuierlich ausgesandten Ultraschallwellen (CW – continuous wave). Im Mittelpunkt stehen dabei der Debye-Sears-Effekt und die Abbildung eines stehenden Ultraschallwellenfeldes mittels Laserlicht.Mit dem CW-Generator SC600 können Ultraschallwellen verschiedener Frequenzen in einem Wasserbad generiert werden. Die Ultraschallwellen verhalten sich wie die Elemente eines optischen Gitters, dessen Gitterkonstante von der Wellenlänge des Ultraschalls abhängt. Bei dem Durchgang von parallelem Laserlicht wird dieses gebeugt. Es kommt zur Entstehung eines klassischen Beugungsbildes, dem Debye-Sears-Effekt.Durch die Verwendung verschiedener Ultraschallfrequenzen sowie roten und grünen Laserlichts kann die Abhängigkeit des Abstandes der Beugungsordnungen von der akustischen und optischen Wellenlänge gezeigt werden. Wird divergentes Laserlicht verwendet, kann eine direkte optische Projektion des akustischen Wellenfeldes erfolgen. Mit Hilfe einer Absorbermatte können die Unterschiede zwischen fortschreitenden und stehenden Ultraschallwellen demonstriert werden.Durch Ergänzung mit einem Photodiodenempfänger kann das Set zu einer Ultraschallresonanzzelle erweitert werden. Diese findet im Wesentlichen bei Konzentrationsmessungen ihre Anwendung.