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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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Energía de excitación de una molécula de agua

Diagrama:
El agua puede absorber energía térmica como vibraciones o movimiento de sus moléculas. Este contenido de energía depende del estado físico: el vapor contiene más energía que el agua líquida, por ejemplo.


El material que nos rodea adopta estados físicos diferentes según la presión y la temperatura (en Kelvin): sólido, líquido o gaseoso. Esto también es pertinente al agua: durante un cambio de fase de sólido a líquido y de líquido a gas, respectivamente, la energía de las moléculas de agua aumenta sin un aumento de temperatura: el diagrama del agua muestra mesetas. Los valores de estas mesetas son aproximadamente 6 kJ/mol (calor de fusión) y 40,7 kJ/mol (calor de vaporización) respectivamente.

Información e ideas:
Ideal para explicar el equilibrio de fases.

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Principle of a clay cooler

Schematic diagram:
The evaporation process on the surface of a ceramic cooler is shown schematically.

The ceramic cooler made of fired clay was soaked in cold water and then removed. The pores of the ceramic filled up with water. If a cold beverage bottle is then placed inside, it will stay cold for a relatively long time in the ceramic cooler, even if the surrounding temperature is higher. As the water evaporates from the pores of the ceramic cooler, heat is constantly extracted from the air in the interior of the clay pot (evaporation heat and some adsorption heat). As a result, the air inside the clay pot stays cold, as does the bottle placed inside.

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Lámpara incandescente

Fotografía:
La luz de esta lámpara incandescente es generada por calentamiento de un filamento a altas temperaturas.



En muchas fuentes de luz, por ejemplo, bombillas incandescentes o bombillas de descarga de gas de alta presión, se genera un espectro continuo de luz mediante la superimposición de un gran número de fotones a niveles de energía muy diferentes. Esto significa que el intervalo completo de longitudes de onda está incluido, pero en proporciones diferentes, según la temperatura.
Cabe mencionar que la longitud de onda y la distribución de energía de las bombillas incandescentes se ajustan a la fórmula de radiación de Planck sumamente bien.

Información e ideas:
Ejemplo de cómo las leyes de la física se traducen a aplicaciones técnicas. Los filamentos de doble espiral se utilizan, entre otras razones, para aumentar la superficie radiante.

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Bombilla de xenón para automóvil

Fotografía:
Una bombilla de xenón para automóvil.



Información e ideas:
Un ejemplo de la conversión de energía eléctrica en energía radiante.

Medientypen

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Lernalter

6-18

Schlüsselwörter

Energía

Sprachen

Spanisch

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Principio de un refrigerador de arcilla

Diagrama esquemático:
Se muestra esquemáticamente el proceso de evaporación que tiene lugar en la superficie de un refrigerador cerámico.

El refrigerador cerámico de arcilla cocida se mantuvo a remojo en agua fría y luego se extrajo. Los poros de la cerámica se llenaron de agua. Si ahora se introduce una botella de bebida fría, esta se mantendrá fría durante bastante tiempo dentro del refrigerador cerámico aunque afuera haga calor. La evaporación de agua por los poros del refrigerador cerámico hace que se extraiga continuamente calor del aire presente en el interior del recipiente de arcilla (calor de evaporación y un poco de calor de adsorción). De esta forma se mantiene frío el aire en el interior del recipiente de arcilla, así como la botella que contiene.

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La lengua como órgano sensorial

Fotografía:
La lengua como órgano sensorial. La usamos para degustar: ¿dulce, agrio, salado o ácido?


Podemos percibir sabores con la lengua. Para hacerlo tenemos receptores en diferentes áreas de nuestra lengua.
Cada región reconoce un tipo de sabor diferente.
¡Diferencias muy sutiles, no obstante, pueden distinguirse solo con ayuda del sentido del olfato!

Información e ideas:
Los estudiantes pueden estudiar las diferentes regiones y someterlas a prueba:
- ácido: parte posterior de la lengua
- agrio: bordes derecho e izquierdo de la lengua, más hacia la parte posterior
- salado: medio; bordes derecho e izquierdo
- dulce: punta de la lengua

Pertinente a la enseñanza de:
El cuerpo humano
Estructura y función de un órgano sensorial
Recepción de estímulos y procesamiento de información
Los sentidos descubren el medio ambiente

Medientypen

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Lernalter

6-18

Schlüsselwörter

Órgano sensorial

Sprachen

Spanisch

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Refracción

Figura:
El modelo del frente de onda de la refracción sobre una superficie de contacto aclara por qué la dirección de propagación del sonido cambia.

Cuando las ondas pasan de un medio a otro, la velocidad, a la cual las ondas se propagan, cambia. En consecuencia, las normales a la onda de las ondas incidentes y de las interrumpidas tiene direcciones diferentes. Con las ondas luminosas, el cambio del índice de refracción en la superficie de separación es la causa; con las ondas sonoras, es el cambio de densidad.
La figura ilustra el caso en que la velocidad de propagación disminuye en la transición del primero al segundo medio: la onda se desvía de la perpendicular en la superficie de separación.
El Principio de Huygens explica este fenómeno: cada punto de un frente de onda es el punto inicial de una nueva onda, conocido como una "onda elemental?. El extremo de cierre de la onda elemental crea el nuevo frente de onda.

Información e ideas:
La refracción en las superficies de separación también ocurre con ondas sonoras (por ejemplo, en la transición de capas de aire cálido a frío en la atmósfera).

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

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Dispersión acústica

Gráfico:
Dispersión acústica. Una de varias maneras en que las ondas sonoras reaccionan al encontrar un obstáculo.


Dispersión es la reflexión de estructuras pequeñas sin dirección definida. Depende mucho de la frecuencia.

Información e ideas:
Se la puede demostrar a los estudiantes en un experimento.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido Óptica

Sprachen

Spanisch

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Cóclea: transparente, desarrollada

Figura:
Sección transversal espacialmente transparente de la cóclea desarrollada con la rampa vestíbulo, la rampa timpánica y el conducto espiral de la cóclea.

Se muestra la dirección de flujo del sonido como onda en movimiento. También se muestra el órgano de Corti como recipiente de sonido.
Es más, queda claramente ilustrado que la rampa timpánica y la rampa vestíbulo constituyen una sola cavidad de líquido.

Información e ideas:
Esta figura ayuda a aclarar que la totalidad de la cóclea es un conducto para líquido y que es ahí donde las vibraciones de las células capilares sensoriales se convierten en impulsos nerviosos.
Se puede utilizar en hojas de trabajo o como transparencia.

Pertinente para la enseñanza de:
Estructura y funciones de un órgano sensorial
Recepción de estímulos y transmisión de información
Funciones de los sentidos

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Anatomía (humana) Oído Sonido

Sprachen

Spanisch