Praktikum: Bau einer Panflöte aus Reagenzgläsern

(Kursstufe > Mechanische Wellen)

Arbeitsauftrag

• Bauen Sie eine gestimmte Panflöte aus den Reagenzgläsern.

Material

Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Wasser

Theoretischer Hintergrund

a) Die "reine Stimmung":

Bei dieser Stimmung sind alle Töne auch Obertöne des Grundtons. Dafür sind die Tonabstände nicht gleichmäßig. Es gibt einen großen und einen kleinen Ganztonschritt. Zwei Halbtonschritte sind auch kein Ganztonschritt.

C-Dur		C		D		E		F		G		A		H		c
Intervall		Prime		große Sekunde		große Terz		Quarte		Quinte		große Sexte		große Septime		Oktave
Frequenz		$$f_0$$		$$\tfrac{9}{8}\, f_0$$		$$\tfrac{5}{4}\, f_0$$		$$\tfrac{4}{3}\, f_0$$		$$\tfrac{3}{2}\, f_0$$		$$\tfrac{5}{3}\, f_0$$		$$\tfrac{15}{8}\, f_0$$		$$2\, f_0$$
Frequenzverhältnis benachbarter Töne			$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{9}{8}\end{matrix}$$		$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{10}{9}\end{matrix}$$		$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{16}{15}\end{matrix}$$		$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{9}{8}\end{matrix}$$		$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{10}{9}\end{matrix}$$		$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{9}{8}\end{matrix}$$		$$\begin{matrix} \longmapsto \\ \cdot \tfrac{16}{15}\end{matrix}$$

b) Die "gleichstufige Stimmung":

Die Oktave wird in 12 gleichgroße Halbtonschritte aufgeteilt. Damit sind alle Ganztonschritte gleich groß, nämlich gerade zwei Halbtonschritte.

Das Frequenzverhältnis vom Grundton zur Oktave ist 1:2, deshalb ist das Frequenzverhältnis eines Halbtonschrittes:

$$1 \cdot h^{12} = 2 \quad \Rightarrow\quad h = \sqrt[12]{2} \approx 1{,}0595$$

Aufbau

Eine Haushaltswaage dient als Kraftmesser.

• Das Netzgerät bildet mit der Spule und dem Ampèremeter einen geschlossenen Stromkreis.

Das Ampèremeter wird zur Stromstärkemessung auf "10A" gestellt, und die entsprechende Buchse für das Kabel gewählt.

• Die Spule wird auf die Waage gestellt und der Stabmagnet mit Hilfe der Klemmen so positioniert, dass der Nord- oder Südpol innerhalb der Spule ist, der jeweils andere Pol möglichst weit weg von der Spule.

Bei kurzen Stabmagneten kann man das Messergebnis verbessern, wenn man zwei Stabmagnete zu einem langen Magnet verbindet.

Beobachtungen

Spule

   Windungsanzahl:  

Länge in cm und m:

Kleiner Stabmagnet

Abmessungen der Stirnfläche:
Stirnfläche in cm^2 und m^2:

         Stromstärke in A | "Masse" in g | Kraft in N 
Nordpol:                  |              |      
                          |              |
 Südpol:                  |              |     
                          |              |