Tiefe durch Schallwellen bestimmen

Hallo ihr Physiker,

ich habe zur Zeit un der Uni ein Vorpraktikum.
Eine Aufgabe davon ist, dass wir die Tiefe eines Brunnens bestimmen sollen ohne etwas rein zu werfen und nur durch einen Ton.

Unsere Idee ist das wir einen „Klickton“ reinschicken und auf das Echo warten.

Daher meine Frage kennt ihr irgendein Programm das ideal für so eine Aufnahme ist? Oder kennt ihr noch andere Wege wie man das Problem angehen kann.

Unsere Idee ist das wir einen „Klickton“ reinschicken und auf
das Echo warten.

Hallo,

ich habe gerade Schallplatten digitalisiert mit dem Freewareprogramm „Audacity“, das stellt sehr schön z.B. die beiden Stereospuren auf dem Bildschirm dar, notfalls aber auch viel mehr Tonspuren. Mein Vorschlag wäre, die Playbackfunktion dieses oder eines ähnlichen Programms zu benutzen, also als Playback den Klickton wiederzugeben und dabei mit dem Mikrofon das Echo aufzuzeichnen (auf einer zusätzlichen Tonspur).

In Audacity kann man dann ganz einfach den Zeitversatz zwischen Klick und Echo in Millisekunden ablesen. Das Programm kann man im Internet runterladen, ist sehr empfehlenswert.

Gruss Reinhard

Audacity ist sicherlich keine schlechte Wahl, nehmt einfach nen Laptop, PC-Boxen und ein einigermaßen gutes mikro mit. Dann richtet ihr die Boxen einfach in Richtung des Brunnengrundes aus, natürlich auf der richtigen Höhe. Dann spielt ihr den Ton ab und nehmt währenddessen auf (Audacity einfach 2x starten, mit dem einen aufnehmen, mit dem andren Ton abspielen).

Vielleicht habe ich da ja was mißverstanden aber auf diese Weise könnt ihr doch die Tiefe des Brunnens gar nicht ermitteln, sondern bestenfalls die Höhe des Wasserspiegels, oder?

Moin,

vlt. könnt ihr ja den Brunnen als „Orgelpfeife“ ansehen und versuchen die niedrigste Resonanzfrequenz zu finden. Aber auch hier ist der evtl. vorhandene Wasserspiegel eine störende Größe.

Ein schönes WE und Gruß Volker

Vielleicht habe ich da ja was mißverstanden aber auf diese
Weise könnt ihr doch die Tiefe des Brunnens gar nicht
ermitteln, sondern bestenfalls die Höhe des Wasserspiegels,
oder?

Das ist beim üblichen Steinereinschmeissen auch nicht besser, im Gegenteil - mit einem Schallimpuls besteht immerhin die Chance, ein 2. Echo vom Grund aufzunehmen, wenn der nicht zu sehr verschlammt ist. Man muss dann bloss für diesen Abstand die Schallgeschwindigkeit in Wasser zugrunde legen.

Sonst bleibt bloss Ausloten mit Schnur und Gewicht. Ein geeignetes PC-Programm dafür kenne ich allerdings nicht, wodurch wohl der Übungszweck verfehlt wird.

Gruss Reinhard

Hallo Alexander

Diese Technologie ist eigentlich in der Industrie schon geläufig.
Ein Triggersignal wird ausgelöst und und die Laufzeit wird zB. am Oszilloskop aufgenommen.
Das hätte auch noch den Vorteil, dass man sowohl den Wasserspiegel und ebenso die Brunnentiefe ermitteln kann.
Bei Auswahl der richtigen Frequenz (z.B. 20 kHz) bekommt man ein Reflektionsignal vom Wasserspiegel und etwas später auch noch eins vom Brunnengrund.
Über die Schallgeschwindigkeit in Luft ( ca. 330 m/s) und die im Wasser (ca. 1500 m/s) kann man die Tiefen bestimmen.

Gruß
Rochus

methode vereinfachen
wenn ihr nicht eine bestimmte frequenz braucht, dann reicht auch 1 Tonspur in audacity und ihr startt die mikrophonaufnahme und klatscht einmal laut, direkt neben dem mikrophon, das ist der anfangspunkt der aufgenommen wird und dann gibt es im idealfall 2 reflexe. PC-Lautsprecher sind oft zu schwach/leise.

oder eine Stadion-tröte o.ä. da viel schall absorbiert wird und in die falsche richtung geht braucht ihr vermutlich etwas lauteres als pc-lautsprecher.