Versuchsdefinition zum geplanten Nachweis des akustischen Dopplereffekts 2. Ordnung

Abstract

In diesem Bericht wird eine moegliche Anordnung zum Nachweis des Dopplereffekts 2. Ordnung im Niedergeschwindigkeits-Windkanal Goettingen beschrieben. Waehrend der longitudinale Dopplereffekt durch Frequenzverschiebung eines ruhenden Senders gegeueber einem bewegten Empfaengers oder umgekehrt als lineares Glied betrachtet werden kann, beruht der transversale Dopplereffekt auf den Einfluss nichtlinearer Effekte. Diese nichtlinearen Effekte sollen in einem Windkanalversuch beim Durchlaufen eines Ultraschallimpulses durch eine entsprechend dicke Grenzschicht verstaerkt und somit erkennbar werden. Zur Erzeugung einer notwendigen Grenzschicht dienen zwei sich gegenueberliegende ebene Platten von ca. 1,5 m Laenge. Die Grenzschichtdicke betraegt am Ende der Platte etwa 25 mm, so dass sich ausreichend starke nichtlineare Gebiete beim Durchlaufen eines Ultraschallimpulses ergeben. Wird bei dieser Versuchsanordnung der Ultraschallimpuls mehrfach zwischen den Platten reflektiert und durch einen Laserstrahl als Empfaenger registriert, so laesst sich die Entwicklung in Abhaengigkeit wachsender Grenzschicht sehr gut beobachten. Zum Nachweis des Effekts werden zwei unterschiedliche Methoden vorgeschlagen; die Ultraschall-Laser-Messmethode und die Richtstrahlanordnung mit Hohlspiegel.