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Schwingungen und Wellen

Übersichtsgrafik:Die wichtigsten Kenngrößen von Schwingungen und Wellen im Überblick.Elektromagnetische Wellen sind Schwingungen der elektrischen und magnetischen Feldstärke, die sich räumlich mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzen. Die Kenngrößen der Schwingungen und Wellen, wie z. B. die Frequenz, werden hier in der Übersicht gezeigt.Hinweise und Ideen:Als Überblicksinformation für die Schülerinnen und Schüler zum Thema “Schwingungen und Wellen”. Wichtige Grundlage für das Verständnis der Schallwellen in der Akustik.

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Diagramm Optik Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch

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Schallbeugung

Schemagrafik:Beugung ist eine typische Verhaltensweise von Schallwellen, wenn sie auf ein Hindernis treffen.Die Beugung von Schallwellen ist ein physikalischer Mechanismus, der für das Eindringen von Schallenergie in akustische Schatten sorgt. Das heißt der Schall ist auch in Bereichen hörbar, die vom direkten Schalleinfall abgeschattet sind, wie etwa hinter Hindernissen. Hinweise und Ideen:Die Beugung des Lichts lässt sich nachweisen, wenn ein paralleles Strahlenbündel einfarbigen Lichts auf einen engen Spalt gerichtet wird. Ein hinter dem Spalt aufgestellter Schirm gibt eine Beugungsfigur (helle und dunkle Streifen, die nach außen an Intensität verlieren).Beim Schall ist ein direkter Bezug zur Alltagswelt der Schüler noch besser möglich: Warum kann man die vor einem Gebäude verlaufende Straße hören, obwohl man dahinter steht?Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Lernalter

13-18

Schlüsselwörter

Diagramm Optik Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch

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Echoorientierung bei den Delfinen

Grafik: Delfine nutzen das Echo unter Wasser, um ihre Beutefische zu finden.Der Delfin erkennt genau wie die Fledermaus am Echo, ob Beute in der Nähe ist. Er stößt Klick- und Pfeiflaute unter Wasser aus.Hat der Delfin etwas Interessantes entdeckt, nähert er sich und “klickt” schneller. Dadurch bekommt er ein genaues “Tonbild” von seiner Umgebung.Hinweise und Ideen:Aufbauend auf dem Phänomen des Echos kann an dieser Grafik gezeigt werden, wie Tiere das Echo zum Auffinden von Beutetieren nutzen.Unterrichtsbezug:SinnesleistungenAkustische PhänomeneSchall/Akustik: Hörbereich, Hörgrenze, KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Spracherkennung: Satz, Wort und Phonem

Diagramm:Die Bausteine der Sprache, vom Phonem zum Satz visuell dargestellt.Die Grafik zeigt die Oszilloskop-Kurve des gesprochenen Satzes “It's raining cats and dogs” sowie ausschnittsweise die Einheiten, aus denen sich die Sprache zusammensetzt: Satz, Wort und Phonem.Hinweise und Ideen:Spracherkennung und Sprachsynthese sind ganz aktuelle Themen in der Kommunikations- und Informationstechnik.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Der menschliche KörperBau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsübermittlungSinnesleistungen

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Schnecke - einzelne Windung im Schnitt

Grafik, beschriftet: Schnitt durch einzelne Windung des Schneckengangs.Die beschriftete Grafik zeigt einen Schnitt durch einen einzelnen Schneckengang. Beschriftet sind: Vorhofgang, Deckmembran, Schneckengang, Haarzellen der Sinneszellen, Hörnerv, Paukengang.Hinweise und Ideen:Einsetzbar in einem Arbeitsblatt, als Overhead-Folie oder über Beamer. Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Der menschliche KörperBau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsübermittlungSinnesleistungen

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Hörbahn - am Hören beteiligte Hirnregionen

Grafik, beschriftet: Die “Hörbahn” beschreibt den Weg der Hörnervenimpulse in und durch das Hirn. Damit ist allerdings der Hörvorgang noch nicht abgeschlossen.Die Hörbahn ist die Nervenbahn für die Hörempfindung.Früher dachte man, dass die Sinne stärker lokalisiert wären. Heute weiß man, dass außer der Hörbahn noch viele Teile des Hirnes beteiligt sind, die auch von anderen Sinnen gemeinsam genutzt werden. Nur so sind über die bloße Mustererkennung hinaus die abstrakten Verstandesleistungen der menschlichen Intelligenz möglich. Einen komplexen Satz zu einem komplexen Sachverhalt verstehen, heißt schließlich mehr als die Summe der Wörter zu erkennen.Hinweise und Ideen:Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Aufnahme und Verarbeitung von InformationenWahrnehmen, Erkennen, Handeln

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Diagramm Schall Sprache

Sprachen

Deutsch

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Schallfeld und Schalldämpfung

Schemagrafik: Konzentrische Ausbreitung von Schallwellen. Eingezeichnet sind die Linien gleicher Lautstärke, die mit der Entfernung zur Quelle abnimmt.Warum hören wir immer weniger, je weiter wir von der Schallquelle entfernt sind?Schall breitet sich von seiner Quelle her kreisförmig aus, d. h. die Schallenergie breitet sich über ein zunehmend größeres Raumgebiet aus und der Schalldruck nimmt entsprechend ab. In einem freien Schallfeld nimmt er jedes Mal um rund 6 dB ab, wenn die Entfernung zur Quelle verdoppelt wird. Innerhalb eines Raumes gilt dieses Abstandsgesetz aber nur nahe der Schallquelle.Hinweise und Ideen:Geeignet, um zu erläutern, warum man immer weniger hört, je weiter man von der Schallquelle entfernt ist.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und WellenKommunikation und Verständigung

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11-18

Schlüsselwörter

Diagramm Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch

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Wie hört der Hai?

Grafik: Der Hai und sein Hörorgan (“Seitenlinienorgan”).Der Hai als Beispiel eines Tieres, das wesentlich mit einem Teil seiner Körperoberfläche hört. Der Verlauf des Hörorgans (“Seitenlinienorgan”) ist eingezeichnet.Hinweise und Ideen:Einstiegsbild ins Thema “Wie verständigen sich Tiere”.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: Hörbereich, HörgrenzeKommunikation, Verständigung

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Schnurtelefon

Grafik: Mit einem Schnurtelefon über Distanz verständigen - dies ist mit Schülern leicht nachzumachen.Feste Stoffe (in diesem Fall die Schnur) leiten den Schall. Mit einem Schnurtelefon wird aber ebenso die Schallverstärkung und Schallübertragung demonstriert.Hinweise und Ideen:Erweiterung möglich:Vergleich von Schnurtelefonen aus unterschiedlichen Materialien:- Schnur, Draht- Pappbecher, Dosen, JoghurtbecherUnterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenKommunikation und VerständigungSchwingungen und Wellen

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Hai - Hören mit dem ganzen Körper

Grafik: Schnittbild durch das Hörorgan (“Seitenlinienorgan”) des Hais.Der Hai als Beispiel eines Tieres, das wesentlich mit einem Teil seiner Körperoberfläche hört. Legende:(a) Poren(b) schleimgefüllte innere Kanäle (c) Sinneszellen, sog. “Cilien”(d) NervenHinweise und Ideen:Die Grafik eignet sich gut für einen Vergleich mit den Sinneszellen im menschlichen Ohr.Alltagsbezug: Methoden der elektroakustischen Schallaufnahme mit normalem Mikrofon und Oberflächen-Mikrofon.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Bau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsverarbeitungSinne erschließen die UmweltSchall/Akustik: Hörbereich, Hörgrenze