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Schallerzeugung mit der Bechergitarre

Grafik: Töne erzeugen mit einer “Bechergitarre”.Experimentieranleitung:1. Ziehe das Gummiband über den Plastikbecher. 2. Zupfe kurz an dem Gummi. Was hörst und spürst du? 3. Halte den Becher dann mit der geschlossenen Seite an dein Ohr. Was hat sich verändert?Hinweise und Ideen:Eindrucksvolle Experimente zur Schallerzeugung können mit einfachen Mitteln im Klassenzimmer durchgeführt werden. Dabei kann unterschieden werden in Schallerzeugung durch Blasen, Zupfen und Schlagen.Unterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

Medientypen

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Lernalter

6-18

Schlüsselwörter

Schall

Sprachen

Deutsch

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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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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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Schallausbreitung: Gekoppelte Gläser

Grafik: Warum schwingt, wenn das eine Glas klingt, nach Überbrücken mit einem Draht das zweite Glas mit?Dieser Versuch verdeutlicht, dass sich Schall auch durch Leitung in Festkörpern überträgt:Durch das Reiben gerät das Glas in Schwingungen, der Draht überträgt die Schwingungen auf das zweite Glas.Zu berücksichtigen ist, dass das Mittönen des zweiten Glases nur zustande kommt, wenn die Gläser beim Anschlagen die gleiche Tonhöhe haben (evtl. mit Wasser ausgleichen!).Bei genauer Beobachtung lässt sich feststellen, dass sogar das Wasser im zweiten Glas mitschwingt.Hinweise und Ideen:Aufbau: Zwei Gläser werden in geringer Entfernung voneinander aufgestellt. Über beide Gläser wird eine Stricknadel (oder aufgebogene Büroklammer) gelegt. Mit einem angefeuchteten Finger streicht man über den Rand des einen Glases. Es entsteht ein Ton und nach kurzer Zeit beginnt die Nadel auch auf dem anderen Glas zu vibrieren.Unterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Lautsprecher

Foto:Der Lautsprecher verkörpert das Prinzip der elektroakustischen Schallwandlung. Vergleiche dazu auch das Video “Schallabstrahlung am Lautsprecher”.Der von einem Verstärker gelieferte tonfrequente Wechselstrom fließt durch eine Spule im Lautsprecher. Beim so genannten Tauchspulenlautsprecher taucht diese Spule in ein ringförmiges permanentes Magnetfeld ein. Andererseits ist die Spule mit einer Membran verbunden. Auf die Spule wirken nun durch den Durchlass des Wechselstroms im permanenten Magnetfeld Kräfte, die diese im “Takt” der Tonfrequenz hin und her schieben. Die Membran wird mitbewegt, überträgt ihre Schwingung auf die Luft, der Schall wird abgestrahlt. Hinweise und Ideen:Anhand eines allen Schülern vertrauten technischen Geräts lässt sich der Vorgang der elektroakustischen Schallumwandlung besonders gut veranschaulichen. Zusätzlich kann auch das Erzeugen und die Ausbreitung von Schallwellen, wie es ja auch in der menschlichen Physiologie für Sprechen und Hören wichtig ist, gezeigt werden.Unterrichtsbezug:Kommunikation und VerständigungSchwingungen und WellenAkustische Phänomene

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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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Stimmgabel - Quelle reiner Töne

Foto: Mit den besonders reinen Tönen der Stimmgabel werden Musikinstrumente gestimmt. Aber warum erzeugt die Stimmgabel besonders reine Töne?Mithilfe einer Stimmgabel kann gut herausgearbeitet werden, dass hörbare Töne oftmals durch Körperschwingungen entstehen und wie Form und Abmessungen mit dem erzeugten Ton zusammenhängen. Bei einer Stimmgabel sind sie so, dass sich alle Schwingungen unerwünschter Frequenz sehr stark dämpfen bzw. auslöschen. Letztlich bleibt nur der Ton, der der Eigenresonanzfrequenz der Gabel entspricht, übrig. Der Ton ist fast ideal monofrequent rein. Hinweise und Ideen:Zur Überprüfung dieser Vermutung kann folgender Versuch durchgeführt werden:Eine berußte Glasplatte wird auf den Overhead-Projektor gelegt. Dann wird eine Stimmgabel angeschlagen und vorsichtig mit der Spitze des einen Schenkels auf die Glasplatte aufgesetzt und darauf ein Stück entlanggezogen. Die Schülerinnen und Schüler sehen, dass die Schwingungen der Stimmgabel regelmäßig “auf und ab” gehen. Daraus kann man schließen: Töne entstehen, wenn Körper regelmäßig schwingen. Unterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen


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