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The Ear, Hearing and Hearing Impairment: Acoustic scattering

Graphic:
Acoustic scattering. One of several ways sound waves react when they hit an obstacle.

Scattering is a reflection of small structures in no particular preferred direction. It is very much dependent on frequency.

Information and ideas:
Can be checked with the students in an experiment.

Relevant for teaching:
Sound/acoustics: parameters
Vibrations and waves

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Trommelfell, wie es der Arzt sieht

Grafik, beschriftet: Trommelfell in “Nahaufnahme”. Blick von Seiten des Außenohrs auf das Trommelfell mit dem äußeren Hammerschenkel.Auf den ersten Blick erscheint der von außen an das Trommelfell angewachsene Hammer als unsinnige Variante der Evolution. Für seinen Zweck scheint doch der Abgriff des Trommelfells von innen zu genügen bzw. besser sein.Offensichtlich war aber das bessere Hören hoher Töne (Sprachentwicklung) durch das vorgespannte Trommelfell so wichtig, dass sich diese Lösung durchsetzte. Hinweise und Ideen:Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Der menschliche KörperBau und Leistung eines Sinnesorgans

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Stärkemolekül (Ausschnitt)

%hemische Strukturformel:Ausschnitt aus einem Stärkemolekül. Gezeigt werden die alpha-1,4-glycosidische Bindungen in der Amylose.Stärke ist ein prominenter Vertreter der pflanzlichen Polysaccharide. Stärke verfügt über einen löslichen Anteil (25 %) und einen unlöslichen (75 %). Der lösliche Anteil, die Amylose, bildet lange Ketten, die sich zu einer alpha-Helix aufwinden. Dagegen ist der unlösliche Anteil, das Amylopektin, mit zusätzlichen Bindungen zwischen kürzeren Kettenstücken stark verzweigt. Amylose lässt sich mithilfe von Iod spezifisch nachweisen: Das Iod lagert sich in das Innere der alpha-Helix des Stärkemoleküls ein. Somit entsteht ein Komplex, der sich - je nach Iodkonzentration - durch seine tiefblaue, blauviolette bis schwarze Farbe auszeichnet.Hinweise und Ideen: Das tierische Speicherkohlenhydrat Glykogen ist vergleichbar zum Amylopektin aufgebaut%


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Sinnesorgan Ohr

Foto: Ein Ohr in Großaufnahme. Zur ersten visuellen Hinführung bzw. zum Einstieg in die Anatomie des Ohrs.Das Ohr als Sinnesorgan beherbergt sowohl den Hörsinn als auch den Dreh- und Lagesinn.Der Hörsinn ist der einzige menschliche Sinn, der nie schläft. Das Ohr reagiert siebenmal schneller als das Auge und differenziert wesentlich feiner als die Nase.Funktionsbeitrag zum Hören:Der Ohrmuschel wird eine Trichterfunktion für die Schallwellen zugeschrieben. Diese Funktion ist im Unterschied zu bestimmten Tieren nicht besonders ausgeprägt. So verbessert oder verschlechtert die Veränderung der Ohrmuschel bei einer Fehlbildung des Ohrs oder abstehenden Ohren die Hörfunktion nicht wesentlich. Allerdings können völlig fehlende Ohrenmuscheln je nach Ausrichtung zur Schallquelle doch den Faktor 2-3 ausmachen! Hinweise und Ideen:Was kann ich alles hören? Hier bietet es sich an, einen Hörspaziergang zu machen oder die Wirkung eines Karussells zu testen.Unterrichtsbezug:Der menschliche KörperBau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsverarbeitungSinne erschließen die Umwelt

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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

Medientypen

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Lernalter

13-18

Schlüsselwörter

Diagramm Optik Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch

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Schallausbreitung: Tamburin und Kerze 1

Foto: Tamburin vor einer brennenden Kerze. Erstes von drei Fotos zum Versuch “Tamburin bläst Kerze aus”.Der Versuch “Tamburin bläst Kerze aus” demonstriert eindrucksvoll, wie Schallwellen sich ausbreiten und dass damit eine Bewegung der Luftteilchen verbunden ist.Hinweise und Ideen:Einfacher Versuch, der leicht im Klassenzimmer durchzuführen ist.Weitere inhaltliche Informationen zu diesem Foto gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Schallausbreitung in festen Körpern

Foto: Demonstration eines einfachen Versuchs zur Schallausbreitung in festen Körpern, z. B. in einer Tischplatte.In alten Westernfilmen horchen die Indianer am Boden und die Banditen an der Eisenbahnschiene. Das können die Schülerinnen und Schüler auch am Tisch ausprobieren. Dieses Experiment zeigt, dass nicht nur Luft Schall leitet, sondern auch feste Körper, und wie die Schallausbreitung von verschiedenen Stoffen positiv oder negativ beeinflusst wird.Hinweise und Ideen:Versuchsvarianten:Eine angeschlagene Stimmgabel wird auf die Tischplatte gehalten. Bringe nun unterschiedliche Stoffe zwischen Stimmgabel und Tischplatte und beobachte den Einfluss dieser Stoffe. Dadurch kann die Übertragung des Schalls bei verschiedenen Unterlagen verglichen werden.Verwende statt der Stimmgabel einen Wecker. Wenn du dein Ohr auf die Tischplatte legst, klingt er lauter. Wie verändert sich die Lautstärke, wenn ein Teller o. Ä. unter dem Wecker liegt? Unterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Resonanzkörper Klavier

Foto:Flügel und Klavier sind gute Beispiele für die überragende Bedeutung von Resonanzkörpern bzgl. Lautstärke und Klang.Der Rahmen und der Luftraum im Klavier schwingen in Resonanz zur gerade angeschlagenen Saite mit. Während der technologisch jüngere Flügel ganze Konzertsäle “füllt”, reicht der historische Vorläufer - das Spinett - gerade mal fürs Wohnzimmer. Abgesehen von der Lautstärke ist beim Spinett auch die Klangfarbe wesentlich dünner. Dieser Vergleich macht die Bedeutung des Resonanzkörpers in der Schallerzeugung generell und in der Musik speziell sehr anschaulich. Hinweise und Ideen:Anhand eines praktischen Beispiels aus der Musik wird die Wichtigkeit von Physik und Akustik auch für Kunst und Kommunikation klar. Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Nachweisreaktion ungesättigte Fette (2)

Foto: Zugabe von Iod-in-Kaliumiodid-Lösung: Es werden jeweils genau 2 Tropfen zugegeben. Der große Vorteil daran, für die Iod-in-Kaliumiodid-Lösung eine handelsübliche Fertiglösung aus der Apotheke zu verwenden, ist die konstante Zusammensetzung. Selbst zubereitete I2/KI-Lösungen weichen in der Konzentration voneinander ab. Das in der zugegebenen Lösung enthaltene Iod wird von ungesättigten Fetten angelagert. Dies wird bei der späteren Zugabe von (zumindest teilweise) in Wasser löslichem Stärke-Pulver eine wichtige Rolle spielen.

Bildungsbereiche

Allgemeinbildende Schule Sekundarstufe I

Fach- und Sachgebiete

Chemie

Medientypen

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Lernalter

13-15

Schlüsselwörter

Chemische Reaktion Chemische Verbindung Fette

Sprachen

Deutsch

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