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Angewandte Naturwissenschaften

Angewandte Naturwissenschaften. Optik und Akustik. Tag 1: Signalprozessor. Def .: Der Signalprozessor ist das elektronische Element, das analoge Schallwellen in elektrische Signale umwandelt. Das menschliche Gehör nimmt Frequenzen zwischen 20-20 000 Hertz wahr Um jede Frequenz eindeutig

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Presentation Transcript

  1. Angewandte Naturwissenschaften Optik und Akustik

  2. Tag 1: Signalprozessor Def.: Der Signalprozessor ist das elektronische Element, das analoge Schallwellen in elektrische Signale umwandelt. • Das menschliche Gehör nimmt Frequenzen zwischen 20-20 000 Hertz wahr • Um jede Frequenz eindeutig identifizieren zu können, muss der Schall mindestens 40 000-mal pro Sekunde abgetastet werden • Das ist der Grund, warum die meisten Audiodateien mit 44 100Hz gespeichert werden

  3. Um nicht nur die Tonhöhe, sondern auch die Lautstärke elektronisch speichern zu können, muss der Wertebereich in Abschnitte eingeteilt werden. Üblicherweise 16 Bit = 216 = 65536 Werte • Durch einen Versuch konnten wir hören, dass weniger Lautstärkeunterschiede zu Verzerrungen und undeutlichen Geräuschen führen.

  4. Im nächsten Versuch haben wir künstlich ein Echo hergestellt, indem wir den Signalprozessor so programmiert haben, dass die Signale durch verschiedene Zwischenspeicher verzögert erneut eingespielt werden • In der verwendeten Programmiersprache sieht das Echo dann wie folgt aus: (Nur ein kleiner Teil) ;***************************************************************************** ; Hauptschleife ;****************************************************************************** Schleife jset #2,x:M_SSISR0,* ; Waitforframesyncto pass. jclr #2,x:M_SSISR0,* ; Waitforframesync. move x:RX_BUFF_BASE,a ; Abtastwert holen move x:RX_BUFF_BASE+1,b ; Abtastwert holen move a,x0 mpy x0,x0,a movea,x:TX_BUFF_BASE ; Abtastwert ausgeben linker TX-Kanal move b,x:TX_BUFF_BASE+1 ; Abtastwert ausgeben rechter TX-Kanal jmp Schleife ; Ende der Schleife

  5. Wir haben außerdem ein Gespräch unter uns aufgenommen und hinterher das Echo eingefügt

  6. Tag 2: Hörakustik • Am Dienstag standen 4 Versuche an: • Im Hallraum haben wir die Schallleistung eines Staubsaugers bestimmt • Im reflexionsarmen Raum war es unsere Aufgabe, verschiedene Methoden zur Schallpegelmessung auszuprobieren • Wir haben einen Hörtest durchgeführt • Am Synthesizer erstellten wir Töne, die den Tönen von Musikinstrumenten schon sehr nahe kamen

  7. Tag 3: Optik, Laser, Interferenz, Holographie und Polarisation • Definition Interferenz: Überlagerung von Lichtwellen, die zu Verstärkungen oder Ausgleichungen der Lichtwellen führen • Definition Hologramm: Die Spiegelung des abzubildenden Objekts erzeugt durch Interferenzen ein Muster auf einer Fotoplatte. So kann man 3-dimensionale Informationen auf einer 2-dimensionalen Platte speichern, weil bei einem Hologramm jede Abstandsinformation durch Streuwellen über das ganze Bild verteilt sind.

  8. Die Fotoplatte wird wie ein herkömmliches schwarz-weiß Foto in einer Dunkelkammer entwickelt. • Das Ergebnis ist ein plastisches Bild:

  9. Definition Polarisation: Polarisation ist die Richtung, in der die elektromagnetische Welle (bei unserem Experiment Licht) schwingt. Normales Tageslicht schwingt in sämtlichen Richtungen. Durch einen Filter, der sehr viele kleine „Drähte“ nebeneinander hat, kann man das Licht, das nur genau in einer Richtung schwingt, herausfiltern. Durch solche Filter können Spiegelungen in der Fotografie vermieden oder im Kino der 3-D Effekt erzeugt werden.

  10. Zum Schluss wurde eine Messung der Lichtwellenlänge mit Newton´schen Ringen durchgeführt, während eine andere Gruppe mithilfe eines Lasers durch Verdrehung der Polarisation die Konzentration einer Zuckerlösung bestimmt hat.

  11. Tag 4: Fielmann Akademie Schloss Plön

  12. Grundlagen der Augenoptik • Aufbau des Auges • Fehlsichtigkeiten • Die Netzhaut • Bestimmung der Sehschärfe • Farbsehen

  13. Sehschärfe und Farbsehen • Farbtest: • Mithilfe einer speziellen Brillekann eine Farbschwäche simuliertwerden, da die Brille kurzwelliges (blaues) Licht herausfiltert, kommt es zur Verwechslung der Farben - Sehtest: • Sehschärfe nicht überall auf der Netzhaut gleich

  14. Anatomie des Auges - Fotografie der Netzhaut: wird zur Erkennung von Krankheiten verwendet

  15. Das Auge unter dem Mikroskop:

  16. Wir möchten uns ganz herzlich bei allen Leuten bedanken, die uns diese schöne Woche ermöglicht haben.

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