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Schnecke - transparent ausgerollt

Grafik, beschriftet: Räumlich transparenter Querschnitt durch die ausgerollte Schnecke mit Vorhof-, Pauken- und Schneckengang.Die Durchlaufrichtung des Schalls als Wanderwelle ist eingezeichnet. Auch die Lage des cortischen Organs als “Schallabnehmer” wird deutlich. Sehr gut lässt sich zudem verdeutlichen, dass Vorhof- und Paukentreppe ein einziger Flüssigkeitsraum sind.Hinweise und Ideen:Mithilfe dieser Abbildung lässt sich deutlich machen, dass die Gesamtschnecke ein Flüssigkeitskanal ist und dort die Schwingungen von Haarsinneszellen in Nervenimpulse umgesetzt werden. Einsetzbar in Arbeitsblatt oder als Overhead-Folie.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Bau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsübermittlungSinnesleistungen

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Anatomie (Mensch) Ohr Schall

Sprachen

Deutsch

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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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Schallabsorption

Grafik:Treffen Schallwellen auf ein Hindernis mit entsprechender Materialstruktur, werden sie absorbiert, d. h. die gesamte mechanische Energie des Schalls wird in Wärmeenergie umgewandelt.Zur Anwendung kommt dieses Phänomen in Schallschutz-Wänden. Eine hohe Absorption wird mit porigen Materialien erreicht. Durch Multireflexion und Streuung wird der Schallweg in diesen Materialien extrem verlängert. Der Schall “läuft sich tot”. Hinweise und Ideen:Bezug zur Alltagswelt der Schüler: Stille nach einem Schneefall.Kann gemeinsam mit den Schülern im Versuch nachgeprüft werden.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch

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Mikrofon - glasklar

Grafik: Bei einem Tauschspulenmikrofon wird die Spule im “Takt” des Schalls in einem Magnetfeld bewegt und erzeugt eine tonfrequente Wechselspannung.Im Mikrofon wird die mechanische Energie der Schallwellen in elektrische umgewandelt. Das Mikrofon erzeugt aus den mechanischen Schwingungen der Schallwellen eine elektrisches Signal gleicher Frequenz und Amplitude. Hinweise und Ideen:Veranschaulichung des Vorgangs der Schallwandlung, wie er ja auch im menschlichen Innenohr stattfindet, anhand eines den Schülern geläufigen technischen Geräts.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenKommunikation und VerständigungSchwingungen und Wellen

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Elektroakustik Schall

Sprachen

Deutsch

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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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Schallbrechung

Schemagrafik:Schallbrechung in Luft mit unterschiedlichen Temperaturschichten (von warm nach kalt).Die Schallgeschwindigkeit in Luft hängt von der Dichte und damit auch von der Temperatur ab: bei hohen Temperaturen ist der Schall schneller als bei niedrigen. Beim Übergang von einer warmen in eine kältere Luftschicht nimmt die Schallgeschwindigkeit also ab. Mit der Geschwindigkeit ändert sich aber auch die Ausbreitungsrichtung. Man sagt, die Schallwelle wird “gebrochen”. Im beschriebenen Fall, also beim Übergang von warmer nach kalter Luftschicht, wird die Schallwelle nach oben hin gebrochen.Hinweise und Ideen:Wie verhält sich der Schall, wenn er von einer kälteren in eine wärmere Schicht dringt?Ist es richtig, dass man gegen den Wind schlechter hört als mit dem Wind?Letzteres kann gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern im Versuch nachgeprüft werden.Ein Vergleich mit der Brechung von Lichtstrahlen bietet sich an.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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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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Schallstreuung

Grafik:Schallstreuung. Eine von mehreren Verhaltensweisen von Schallwellen, wenn sie auf ein Hindernis treffen.Unter Streuung versteht man eine Reflexion an kleinen Strukturen ohne ausgeprägte Vorzugsrichtung. Sie ist stark frequenzabhängig. Hinweise und Ideen:Kann gemeinsam mit den Schülern im Versuch nachgeprüft werden.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und Wellen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Optik Schall Welle (Physik)

Sprachen

Deutsch