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Gießkanne als Trompete

Foto: Kind bläst in eine Gießkanne. So lassen sich relativ laute trompetenartige Töne erzeugen.Durch den zwischen den Lippen ausgepressten Luftstrom wird die Urschwingung erzeugt. Zusätzlich wird das gesamte Luftvolumen in der Gießkanne zum Mitschwingen angeregt: Der Ton wird lauter. Bei bestimmten Tonhöhen schwingt das Kannenvolumen stärker bzw. schwächer mit. Da in unserem Fall bevorzugt die tiefen Töne mitschwingen, klingt die Gießkannentrompete relativ dumpf. Hinweise und Ideen:Leichter Versuch zum Nachmachen. Dann können Parallelen gezogen werden zu diversen Musikinstrumenten, die genau dieses Prinzip nutzen.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und WellenAkustische Phänomene

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Geigenkorpus als Resonanzkörper

Foto:Die allseits bekannte Geige als Beispiel, wie die Schwingung einer Saite erst über einen Resonanzkörper auf Hörbarkeit verstärkt wird.Die Schwingung einer Saite ohne Resonanzkörper könnte man kaum wahrnehmen. Deshalb wird die Schwingung auf den Geigenkorpus übertragen, der nun auch noch das in ihm enthaltene Luftvolumen zum Mitschwingen bringt. Material und Form des Geigenkorpus werden so gewählt, dass einerseits eine gute Verstärkung (Resonanz) bei möglichst vielen unterschiedlichen Frequenzen eintritt. Durch die Eigenfrequenzen der einzelnen Teile und die des Gesamtkörpers werden darüber hinaus bestimmte Grund- und Obertöne besonders verstärkt bzw. zusätzlich erzeugt. Es entsteht der individuelle Klangcharakter jeder einzelnen Geige. 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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Blitz - elektrische Energie vom Himmel

Foto:Blitzschlag zwischen Erde und Wolke - ein schönes Beispiel für elektrische Energie in der Natur.Aufsteigende Luftströme erzeugen aus mechanischer Energie durch Reibung Elektrizität in Form elektrisch aufgeladener Wolken bis zu einer Ladung von ca. 20 As (Amperesekunde). Wenn der Spannungsunterschied zwischen der Gewitterwolke und der Erde über 100 Mio. V beträgt, kommt es zu einer gewaltigen Entladung als Lichtbogen. Da die Entladung in Bruchteilen einer Sekunde erfolgt, können hohe Stromstärken bis 100.000 A auftreten. Bei einer Entladungszeit von z. B. 0,4 ms, beträgt die Stromstärke 50.000 A. Bei dieser Stromstärke liegt die Leistung eines Blitzes bei 5 Terawatt (TW). 1 TW entspricht einer Billion Watt. Dabei wird eine Energie von 560 kWh freigesetzt.Hinweise und Ideen: Zur Vertiefung könnte die Physik der Gasentladung angesprochen werden. Interessant ist es auch, den Energieinhalt eines Blitzes zu berechnen und mit dem Heizwert von Benzin zu vergleichen. Welcher Benzinmenge entspricht die Energie eines Blitzes? Ein weiteres Beispiel für das Vorkommen elektrischer Energie in der Natur sind Zitteraale, sie produzieren die elektrische Energie aus einer biochemischen Reaktion.

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Muskelkraft

Foto:Zwei Personen beim Jogging.Hinweise und Ideen:Als Beispiel für einen Vorgang, bei dem chemische in mechanische Energie umgewandelt wird.


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Schallausbreitung: Tamburin und Kerze 2

Foto: Tamburin wird angeschlagen und der Schall breitet sich in Richtung der brennenden Kerze aus. Zweites 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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Staubsauger, mit Beutel

Foto: Konventioneller Staubsauger (geöffnet) mit Filterbeuteln.

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Kläranlage - UV-Modul (physikalische Nachbehandlung)

Foto: UV-Modul zur Wasserdesinfektion in einer Kläranlage (physikalische Nachbehandlung). Hinweise und Ideen:Als Vorbereitung auf den Besuch einer Kläranlage als außerschulischem Lernort geeignet.


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Farbdisplay

Foto:Fernsehbildschirm mit Farbdisplay.


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Wespe

Grafik: Eine Wespe. Die gelb-schwarze Farbe signalisiert Gefahr.Als Begleitmaterial zum Experiment aus Experimento | 8+ “C4.1 Wahrnehmung von Farben”.


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Stopschild

Grafik: Ein rotes Stoppschild, wie es in europäischen Ländern als Verkehrsschild verwendet wird.Als Begleitmaterial zum Experiment aus Experimento | 8+ “C4.1 Wahrnehmung von Farben”.


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