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Speech signal - individual word

Chart:
Screenshot of the oscillographic curve of the spoken word "dogs".

Speech sounds are fluctuating sound signals where the composition of frequencies changes all the time.
Aperiodical overlap periodical parts. Unlike noises, some of which have similar frequency curves, sound in speech is always the carrier of meaning or of messages sent out by the speaker. Other noises like smacking of lips, hissing, rhythms, basic pitch are typical of the individual (acoustic fingerprint) but not essential for the speech content!

Information and ideas:
Supplementary to worksheets and transparencies.

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

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Speech recognition sentence - syllable - phoneme

Chart:
The components of speech, from phoneme to sentence presented visually.

The graphic shows the oscilloscope curve of the spoken sentence "It?s raining cats and dogs" and excerpts from the units from which speech is composed: sentence, word, phoneme.

Information and ideas:
Speech recognition and speech synthesis are very topical themes in the field of information and communication technology.
Further information on this graphic is available as information sheet on the media portal of the Siemens Stiftung.

Relevant for teaching:
The human body
Structure and function of a sense organ
Reception of impulses and information transmission
Sensory perception

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Frequenzdifferenzierung in der ausgerollten Schnecke

Grafik, beschriftet: Hohe Töne werden im vorderen Teil der Schnecke, tiefe Töne dagegen im hinteren Teil wahrgenommen.Da der Hörsinn den Ort der Ableitung der Nerven von den Hörzellen differenziert, erkennt er die Frequenzen. Hinweise und Ideen:Diese Grafik eignet sich gut für eine Überleitung - es werden die Themen “Schall” und “Hören” miteinander verknüpft.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:SchallwahrnehmungDas menschliche Hörvermögen Kommunikation und VerständigungDer menschliche KörperBau und Leistung eines Sinnesorgans

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Farbe und Spannung bei LED

Foto:Die Betriebsspannung bei LED hängt von der Farbe ab. Dies ist ein Hinweis auf diskrete Energieniveaus und den Photonencharakters des Lichts.Welche Farbe eine LED abstrahlt, hängt vom Energieniveau des Ladungsübergangs vom Nichtleitungsband ins Leitungsband ab. Je nach Grundmaterial (Si, GaAs, GaN usw.) und Dotierung, sowie innerem Widerstand besitzt jede LED eine typische Betriebsspannung (Spannung = Potential = Energiedifferenz). Die wird zwar von Bauform (innerem Widerstand usw.) modifiziert, ist aber letztlich vom diskreten Energieniveau des Ladungsübergangs zwischen Nichtleitungs- und Leitungsband bestimmt.Hinweise und Ideen:Das abstrakte Prinzip der Quantisierung von Energie in Form von Photonen wird in einem extrem einfachen Experiment mit vier LED und einem Netzgerät deutlich. Rote LED leuchten ab ca. 1,5 Volt, gelbe ab ca. 1,9 Volt, grüne ab ca. 2,3 Volt und blaue ab ca. 3,3 Volt.Eine Anleitung für den Bau eines geregelten LED-Farbmischers findet man in der Experimentieranleitung “Experimente - Energiequantisierung mit LEDs” auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.

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The Ear, Hearing and Hearing Impairment: Sound absorption

Graphic:
If sound waves strike an obstacle with a corresponding material structure, they are absorbed, i.e. the entire mechanical energy of the sound is converted into thermal energy.

This effect is enhanced by sound barrier walls made of porous materials. By means of multireflection and dispersion, the passage of sound in such materials is extended considerably. The sound peters out.

Information and ideas:
Reference to students' everyday world: silence after snowfall.
Can be checked with the students in an experiment.

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

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Beugung

Grafik: Beugung von Wellen beim Auftreffen auf ein Hindernis.Die Grafik zeigt die möglichen Beugungseffekte in Abhängigkeit von Blendenöffnung und Wellenlänge.Hinweise und Ideen:Auch bei Schallwellen kommt es zur Beugung, zum Beispiel an Hausecken.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

Licht Optik Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch

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Energía térmica

Diagrama:
Ecuaciones para la energía térmica de gases, así como la variación en función de la temperatura de la respectiva capacidad calorífica molar a volumen constante.

La energía térmica o interna de una sustancia es la suma de las energías cinéticas de sus átomos y moléculas. Esta energía puede medirse en forma de temperatura. Si se aplica calor a la sustancia, aumenta la velocidad de las partículas y, con ello, la temperatura. En los gases moleculares, la contribución de calor, además del movimiento de traslación, puede provocar también la excitación de otras formas de movimiento (rotación y oscilación). Esto se expresa en el desarrollo escalonado de la capacidad calorífica molar (diagrama derecho). La capacidad calorífica molar de una sustancia indica cuánta energía se debe aportar para aumentar en 1 °C la temperatura de 1 mol de una sustancia. En las sustancias gaseosas se cumple: si las partículas de gas solo tienen movimiento lineal (traslación), la cantidad de calor que se debe aportar para aumentar en 1 °C la temperatura del gas permanece constante 3R/2. En el caso de los gases moleculares, las moléculas comienzan a rotar a partir de una determinada temperatura. En esta región (incremento lineal en el diagrama) es necesario aportar más energía para aumentar la temperatura en 1 °C, ya que la energía no se convierte solo en el movimiento de traslación, sino también en la excitación de la rotación. Cuando todas las partículas se hallan en rotación, la energía que se debe aportar para aumentar la temperatura en 1 °C vuelve a ser constante 5R/2. El incremento en la transición de la rotación a la oscilación puede explicarse de manera análoga.

Información e ideas:
La figura de conjunto resume el tema de la energía calorífica en el ejemplo de los gases. En la directriz "¿Qué es la energía?? figuran explicaciones exhaustivas y aclaraciones sobre el calor en cuerpos sólidos.

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Cuerpo del violín como caja de resonancia

Fotografía:
El familiar violín como ejemplo de cómo la vibración de una cuerda se amplifica con una caja de resonancia.


Sin una caja de resonancia la vibración de una cuerda sería casi inaudible. Es por ello que la vibración se transmite a la caja del violín, la cual hace que el volumen de aire dentro de ésta comience a vibrar también. El material y la forma de la caja del violín se escoge de manera tal que, por un lado, haya buena amplificación (resonancia) con el mayor número de frecuencias posible. Debido a las frecuencias naturales de las partes individuales y aquella de la caja del violín, se amplifican mucho o se producen adicionalmente ciertas armónicas y armónicas superiores. Es eso lo que crea el carácter del tono individual de cada violín.

Información e ideas:
Un ejemplo práctico del mundo de la música ilustra la importancia de la física y la acústica para el mundo del arte y las comunicaciones.

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

Medientypen

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Lernalter

6-18

Schlüsselwörter

Sonido

Sprachen

Spanisch

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Reconocimiento de voz: oración, sílaba, fonema

Diagrama:
Se presentan visualmente los componentes del habla, desde el fonema hasta la oración.


El gráfico muestra la curva osciloscópica de la oración hablada "Está lloviendo a cántaros? y extractos de las unidades de las que se compone el habla: oración, palabra, fonema.

Información e ideas:
El reconocimiento de la voz y la síntesis de la voz son temas de mucha actualidad en el campo de tecnología informática y de comunicaciones.

Hay disponible mayor información sobre este gráfico, como hoja informativa, en el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung.

Pertinente a la enseñanza de:
El cuerpo humano
Estructura y función de un órgano sensorial
Recepción de estímulos y procesamiento de información
Percepción sensorial

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Curva de sonido frente a frecuencia y amplitud

Diagrama:
Muestra la vibración con un tono alto y fuerte.


La curva de sonido izquierda inferior tiene dos veces la presión acústica (la amplitud es dos veces más alta) que la curva de sonido izquierda superior. La curva derecha superior, sin embargo, tiene dos veces la altura de tono (dos veces la frecuencia). En la esquina derecha inferior se han duplicado la amplitud y la frecuencia. Se puede decir lo siguiente sobre una curva de sonido:
- La amplitud significa volumen.
- La frecuencia indica el tono.

Con tonos altos, las formas de las ondas son estrechas y se repiten rápidamente; con tonos bajos, las formas de las ondas son más amplias y se repiten más lentamente.

Información e ideas:
Se lo puede relacionar a la discusión de curvas en matemáticas. para ser utilizado en hojas de trabajo, transparencias, etc.

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

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido

Sprachen

Spanisch