7. Der Seismograph in der Unterrichtseinheit "Schwingungen und Wellen" - Teil 1/2

Einige Versuchsergebnisse sollen verdeutlichen, was ein Seismograph in der Unterrichtseinheit "Schwingungen und Wellen" leisten kann.

Zunächst ist es günstig, um die Induktions-Spule des Seismographen noch separat einige hundert Wicklungen als Hilfsspule zu wickeln. Die Hilfsspule schließt man dann an einen Funktions-generator an. Das Pendel wird dann nicht mehr durch eine periodische Zwangsbewegung der Aufhängung (mit Hilfe eines Exzenters) zu einer erzwungenen Schwingung angeregt, sondern durch eine periodisch veränderliche Kraft, die direkt auf den Pendelkörper wirkt.

Abb.60: Simulation einer Zwangsbewegung der Pendelaufhängng durch eine Kraft

Registriert man also die Pendelbewegung über die Seismometerspule, dann liegt bei dieser Art der erzwungenen Schwingung Geschwindigkeits- Resonanz vor, die den Vorteil hat, bei jeder Dämpfung ein Maximum zu durchlaufen.

Abb.61: Versuchsanordnung zur Aufnahme einer Geschwindigkeits-Resonanz

Die folgende Abbildung zeigt das Ergebnis dieses Resonanzversuchs:

Abb.62: Geschwindigkeits-Resonanz am Schul-Seismographen

Auch die Phasenellipse lässt sich sehr schön zeigen. Wertet man eine solche Resonanz weiter aus dann zeigen sich folgende Bilder für Phasenverschiebung und komplexe Amplitude:

Abb.63: Phasenverschiebung und komplexe Geschwindigkeits-Amplitude beim Schulseismographen