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Aufgabenstellung:

In einer Orgelpfeife wird die umschlossene Luftsäule zu Schwingungen angeregt, so dass sich eine stehende Welle ausbildet. Es soll ein Ton der Frequenz (Grundton) erzeugt werden. (Hinweis: )

  1. Berechnen Sie die für die angegebene Frequenz erforderliche Länge der Pfeife für eine (i) beidseitig offene bzw. eine (ii) einseitig offene Pfeife.
  2. Berechnen Sie die allgemeinen Frequenzen der Obertöne für die beidseitig und die einseitig offene Pfeife. Skizzieren Sie jeweils den Verlauf der ortsabhängigen Amplitude der stehenden Welle in beiden Fällen für den ersten und zweiten Oberton.

Lösungsweg:

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1. Länge der Pfeife

Für die beidseitig offene Pfeife gilt:

Für die einseitig offene Pfeife gilt:

2. Frequenz des n-ten Obertones

Beidseitig offenen Pfeife:

Einseitig offenen Pfeife:

Skizze

Abbildung

Lösung: