Stimmgabel Klangkörper

Ich würde einfach zusehen, dass die Luftsäule in der Box die Bedingungen für stehende Wellen der genannten Frequenz erfüllt...

Du kannst entweder einen Helmholtzresonator oder einen Viertelwellenresonator d.h einen einseitig offenen Hohlraumresonator bauen. Der Viertelwellenresonator wird mit 44 cm schon recht lang, lässt sich aber falten, der Helmholtzresonator ist schwieriger zu bauen und sollte mithilfe einer einfachen akustischen Messung feinabgestimmt werden.

Schonmal vielen Dank!
Was ist denn der Unterschied zwischen einem einseitig offenem Hohlraumresonator und einem Helmholtzresonator? Eine Flasche ist ja ein Helmholtzresonator. Wenn diese keinen Hals hätte, sondern einfach ein durchgängiges "Rohr" wäre, wäre sie ein einseitigem offenen Hohlraumresonator?

Wellenlänge ist klar 1,76m aber warum nimmt man ein Viertel davon?
An sich ist die Größe nicht so wichtig. Ich könnte dann doch auch beide Stimmgabeln auf nur einem Verstärker anbringen oder nicht?
Mir geht es darum den Effekt der Schwebung anschaulich zu machen.

Ist es besser die Stimmgabeln auf oder mit dem Schafft in dem Resonator anzubringen?

Sorry für die vlt. dummen Fragen aber Akustik ist für mich ein völlig neues Gebiet.
Über eine Literaturempfehlung zum Thema Resonatoren würde ich mich auch freuen.

Keine Ursache

Einen Helmholtzresonator kann man sich wie eine Feder an der ein Gewicht hängt vorstellen, die Feder ist das komprimierbare Luftvolumen im Inneren der Box und das Gewicht ist die Masse der Luft im "Flaschenhals". Über Boxvolumen, Rohrlänge und -durchmesser kann man nun die Resonanzfrequenz einstellen. Im Hifibereich bezeichnet man einen Helmholtzresonator oft als Bassreflexbox.

Ein Hohlraumresonator funktioniert etwas anders. Durch die Begrenzungsflächen bilden sich stehende Wellen im Hohlraum aus. Dabei bilden sich an den Begrenzungen Wellenknoten aus und die tiefste Resonanz besitzt eine Wellenlänge die doppelt so hoch ist wie die Hohlraumlänge. Das kann man leicht nachvollziehen wenn man sich eine Sinusschwingung ansieht, der Mindestabstand zwischen zwei Nullpunktdurchgängen beträgt die Hälfte der Wellenlänge.

Ein Viertelwellenresonator ist ein Sonderfall des Hohlraumresonators, hier besitzt der Resonator statt der zweiten Wand eine Öffnung. Es bildet sich an der Öffnung ein Schwingungsbauch sttatt eines Knotens aus. Wenn man sich eine Sinusschwingung ansieht, erkennt man dass der Mindestabstand zwischen einem Wellenknoten und -bauch ein Viertel der Gesamtwellenlänge beträgt. Diese Art von Resonator wird auch als Transmissionline bezeichnet.

Gut zu wissen ist dass eine Transmissionline auch harmonische Obertöne erzeugt. Ein Helmholtzresonator hat zwar ebenfalls höhere Resonanzen, da er ja auch ein Hohlraumresonator ist, diese Resonanzen stehen aber normalerweise in keinem harmonischen Verhältniss zur Grundresonanz.

Eine Flasche ist ja ein Helmholtzresonator. Wenn diese keinen Hals hätte, sondern einfach ein durchgängiges "Rohr" wäre, wäre sie ein einseitigem offenen Hohlraumresonator?

Ja, aber wie ich schon oben geschrieben habe sind basieren beide auf unterschiedlichen Wirkmechanismen.

An sich ist die Größe nicht so wichtig. Ich könnte dann doch auch beide Stimmgabeln auf nur einem Verstärker anbringen oder nicht? Mir geht es darum den Effekt der Schwebung anschaulich zu machen.

In dem Fall würde ich zwei Resonatoren bauen. Die Schwebung basiert ja darauf dass zwei verschiedene Frequenzen spielen, wenn du jetzt aber mit beiden Gabeln den selben Resonator anregst kommt wohl eher nur ein Ton raus.

An sich ist die Größe nicht so wichtig. Ich könnte dann doch auch beide Stimmgabeln auf nur einem Verstärker anbringen oder nicht? Mir geht es darum den Effekt der Schwebung anschaulich zu machen.

Wie du die bestmögliche Anregung des Resonators erreichst ist schwer zu sagen und hängt auch vom Resonator ab. Letztendlich sollte eine der Boxenwände möglichst gut zum Schwingen gebracht werden, beim Viertelwellenresonator ist das die hintere Wand am Ende der Röhre, für den Helmholtzresonator ist die Wand egal. Ich denke aber es reicht die Stimmgabel fest aufzuschrauben oder -kleben.

Über eine Literaturempfehlung zum Thema Resonatoren würde ich mich auch freuen.

Ich würde mir erstmal die Wikipediaseite zu Resonanz und zum harmonischen Oszillator ansehen. Das Thema ist da eigentlich ganz gut aufbereitet und auch die Mathematik ist ganz gut dargestellt falls du so tief einsteigen willst.

Schön erklärt... Das kann ich mir als Maschinenbauer alles super vorstellen.
Die Resonaz/Eigenfrequenz ist mir auch ein gängiger Begriff aber ich habe mich bisher nur in der Mechanik/Bauteilbeanspruchung und überhaupt nicht in der Akustik damit auseinander gesetzt. Sieht der Lehrplan im Studium auch anscheinend nicht vor.
In Wikipädia wird die Akustik dahinter ja auch eher nur angeschnitten.
Ich denke ich werde dann einen Viertelwellenresonator bauen (scheint mir am einfachsten ).

Das Material ist also relativ egal, weil die Luft ja das Medium ist. Nur die eine Seite sollte leicht zum schwingen gebracht werden. Gibt es einen Grund warum die meisten Resonatoren aus Holz sind? Ich mein Holz hat ja eher dämpfende Eigenschaften.

https://wikimedia.or...40486934db4b5564454a
Eine Länge setzte ich dann auf ~44cm und den Rest so, dass ich auf meine Eigenkreisfrequnz komme?

Das mit der Schwebung habe ich schonmal mit einem Tisch ausprobiert. Die eine Stimmgabel habe ich leicht modefiziert und wenn man beide an einem Tisch hält hört man das hin und her "Summen" der Schwebung schon sehr gut.
Wenn jetzt der 195hz-Resonator gleichzeitig von 2 Frequenzen sehr nahe 195hz angeregt wird, müsste es doch auch zur überlagerung und somit zur Schwebung kommen oder habe ich da einen Denkfehler? Der Tisch war in dem Fall doch auch ein Resonator.

Danke dir, Klugscheißen ist einfach mein Ding

Normales Holz schwingt eigentlich ganz gut, jedenfalls im Vergleich zu MDF, Corian oder was man sonst noch im Lautsprecherbau einsetzt. Besser schwingende Alternativen wie zum Beispiel Metall sind schwerer, schwerer zu verarbeiten und teuer.

Was einst du mit Eigenkreisfrequenz? Beim Viertelwellenresonator (VWR) ist eigentlich nur die Länge interessant, für die Wellenlänge ist das Ding näherungsweise 1D.

Der Tisch funktioniert in dem Fall wohl eher als Biegewllenwandler der mit seiner großen Fläche den Schall sehr gut an die Luft übertragen kann (Stichwort impedance matching). Ob das mit dem VWR auch funktioniert weiß ich nicht. Ausprobieren!

In meinem Fall ist das aber sehr hilfreiches Klugscheißen

Bei uns im Labor gibts halt sehr viel Metall und quasi kein Holz (müsste ich bestllen).
Alu würde sich doch ganz gut anbieten oder nicht?
Dass ich zuletzt was aus Holz gebaut hab, ist schon nen bischen her ^^

Also sind die anderen Maße egal?
Die Eigenkreisfrequenz würd ja in der Formel benutzt. Das ist einfach nur die Eigenfrequenz bzw. Resonanzfrequenz mal 2 Pi.
Ich dachte der Raum im Resonator muss die Eigenfrequenz besitzen und eine Seite muss ein Viertel der Wellenlänge entsprechen. Es muss aber nur zweiteres zutreffen?
Dann würd das ja noch angenehmer zu bauen.

Genau dann bau ich erstmal einen Resonator und guck ob es funktioniert. Dann kann ich ja immernoch einen zweiten bauen.

Alu sollte auch gehen.

Die von dir verlinkte Formel gibt alle möglichen Resonanzfrequenzen eines Quaderförmigen Hohlraums an. Für den Viertelwellenresonator interessiert uns nur die Längsrichtung, die anderen beiden Richtungen sind uns also egal. (Eine gewisse Mindestfläche braucht man natürlich schon)

Also, die Länge der Line sollte einem Viertel der angepeilten Wellenlänge entsprechen, die Breite und Höhe sollten nicht absurd klein werden, ich würde mal 25 cm^2 anstreben.

Alles klar.

Ich wollte den Holraum eh so 440,07X60X80mm groß machen damit das auch stabil steht.

Zuletzt noch die Wandstärke gibts da was zu beachten? Da kann ich doch einfach nen dickes Blech (3mm) nehmen oder braucht man da was massiveres?

Nö, 3mm sollte passen.

Super dann kanns ja morgen losgehen.
Nochmal vielen Dank für die aufschlussreichen Erklärungen quecksel!