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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

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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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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

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Anatomie (Mensch) Ohr Schall

Sprachen

Deutsch

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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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Hörbahn - am Hören beteiligte Hirnregionen

Grafik, beschriftet: Die “Hörbahn” beschreibt den Weg der Hörnervenimpulse in und durch das Hirn. Damit ist allerdings der Hörvorgang noch nicht abgeschlossen.Die Hörbahn ist die Nervenbahn für die Hörempfindung.Früher dachte man, dass die Sinne stärker lokalisiert wären. Heute weiß man, dass außer der Hörbahn noch viele Teile des Hirnes beteiligt sind, die auch von anderen Sinnen gemeinsam genutzt werden. Nur so sind über die bloße Mustererkennung hinaus die abstrakten Verstandesleistungen der menschlichen Intelligenz möglich. Einen komplexen Satz zu einem komplexen Sachverhalt verstehen, heißt schließlich mehr als die Summe der Wörter zu erkennen.Hinweise und Ideen:Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Aufnahme und Verarbeitung von InformationenWahrnehmen, Erkennen, Handeln

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11-18

Schlüsselwörter

Diagramm Schall Sprache

Sprachen

Deutsch

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Schnurtelefon

Grafik: Mit einem Schnurtelefon über Distanz verständigen - dies ist mit Schülern leicht nachzumachen.Feste Stoffe (in diesem Fall die Schnur) leiten den Schall. Mit einem Schnurtelefon wird aber ebenso die Schallverstärkung und Schallübertragung demonstriert.Hinweise und Ideen:Erweiterung möglich:Vergleich von Schnurtelefonen aus unterschiedlichen Materialien:- Schnur, Draht- Pappbecher, Dosen, JoghurtbecherUnterrichtsbezug:Akustische PhänomeneSchall/Akustik: KenngrößenKommunikation und VerständigungSchwingungen und Wellen

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Schallübertragung im Mittelohr

Grafik, beschriftet: Schallübertragung im MittelohrDer in der Ohrmuschel und im Ohrgang gebündelte Schall trifft auf das Trommelfell und regt es zu Schwingungen an. Das schwingende Trommelfell überträgt seine Bewegung auf die Gehörknöchelchen.Diese sind untereinander mit Gelenken verbunden: • Der Hammer bewegt den Amboss. • Hammer und Amboss bewegen sich als Ganzes um eine gemeinsame Achse. • Der Amboss überträgt die Bewegung auf den Steigbügel bzw. die Steigbügelplatte. • Die Steigbügelplatte wird in das ovale Fenster gedrückt. Auf Grund von Hebelwirkungen wird der Schall mit ca. 20facher Verstärkung vom Trommelfell auf das Innenohr übertragen.Hinweise und Ideen:Die Darstellung eignet sich gut, die Übertragung von Schwingungen im Hörorgan zu verstehen. Unterrichtsbezug:Bau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsübermittlungSinnesleistungen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Anatomie (Mensch) Ohr Schall

Sprachen

Deutsch