Das Hammerschlag-Experiment

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1 Das Hammerschlag-Experiment
Seismologie Das Hammerschlag-Experiment Theorie Versuchsaufbau Im gleichen Abstand voneinander werden Geophone, die Schwingungen im Boden messen können, entlang einer Linie aufgestellt. An den Anfang der Linie wird eine Metallplatte auf den Boden gelegt. Nun wird mit einem Hammer auf die Metallplatte geschlagen, was eine Welle erzeugt, die die Geophone aufzeichnen. Diese Aufzeichnung kann man in einem Diagramm darstellen. Erdbebenentstehung Erdbeben entstehen, wenn zwei tektonische Platten sich verhaken und die angestaute Spannung sich dann mit einem Ruck entlädt . Daher entstehen die meisten Erdbeben an Plattengrenzen. Was passiert genau? Bei dem Hammerschlag laufen Wellen in verschiedene Richtungen : eine an der Oberfläche eine nach unten bis zu einer tieferen und dichteren Gesteinsschicht, wo sie schneller als die Oberflächenwelle weiterläuft und diese schließlich überholt. Was nützt einem diese Messung? Mithilfe dieser Messungen können nun die Geschwindigkeiten der Wellen und somit die Tiefe der unteren Schicht berechnet werden. Dieses Verfahren wird beispielsweise bei der Suche nach Erdöl oder Bodenschätzen angewandt. Auswertung des Experiments Erdbebenwellenausbreitung Die Energie entlädt sich in alle Richtungen in Form von Wellen . An der Oberfläche verlaufen die Love- und Rayleighwellen , durch die Erde breiten sich P- (Longitudinal-/Druckwelle) und S-Wellen (Transversal-/Scherwelle) aus. Da sich allerdings die S-Wellen nicht in flüssigen Materialien und damit nicht im äußeren Erdkern ausbreiten können, werden sie an ihm reflektiert. Au-ßerdem werden die Wellen beim eintreten in eine andere Schicht mit einer anderen Dichte gebrochen . Daraus ergeben sich die nebenstehenden Ausbreitungen. Experimenteller Tag Optik Wir versuchten ein Modell für die Brech-ung der Erdbeben-wellen am Erdkern her-zustellen. Dafür leiteten wir einen Laserstrahl durch Wasser bzw. Salzwasser, welche un-terschiedliche optische Dichten besitzen. Pendelreihe Durch eine Pendel-reihe wurden S- und P-Wellen simuliert. Fazit: S-Wellen werden im-mer von P-Wellen begleitet. Dämpfung Mithilfe von mit Magne-ten besetz-ten Wägen Seismograph Wir versuchten mit einfa-chen Mitteln einen Seis-mographen zu bauen. Teilchenbewegungen in Erbebenwellen stellten wir P-Wellen nach. Deren Geschwindigkeit nahm von Wagen zu Wagen ab. Laufzeit Durch den Laufzeitunterschied zweier unterschiedlich schnel-ler Wägen konnten wir deren Startpunkt bestimmen. Selbstentwickelter Seismograph Brechung des Lasers beim Übergang von Wasser zu Salzwasser. Gezeichnetes Seismogramm