Schallquellen: Unterschied zwischen den Versionen
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| − | + | Bild:Gitarre Carlo-Domeniconi.jpg|Wie erzeugt die Gitarre einen Ton? | |
| − | + | Bild:Wasserglas.jpg|Mit dem Weinglas kann man einen Ton erzeugen<br> ([https://www.youtube.com/watch?v=qhPzd_TmQhQ Video einer Glasharfe]) | |
| + | Bild:Stimmgabel.jpg|Eine Stimmgabel | ||
| + | Bild:Kehlkopf.jpg|Wie sprechen und singen wir? ([https://www.youtube.com/watch?v=BipS88vaFfI Video beim Singen] ; [https://www.youtube.com/watch?v=mJedwz_r2Pc Stroboskopvideo]) | ||
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==Umfrage== | ==Umfrage== | ||
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Eine Stimmgabel mit einer kleinen Nadel an einer Zinke wird über eine verußte Glasplatte gezogen. | Eine Stimmgabel mit einer kleinen Nadel an einer Zinke wird über eine verußte Glasplatte gezogen. | ||
| − | :einmal ohne sie anzuschlagen und | + | :a) einmal ohne sie anzuschlagen und |
| − | :einmal nachdem man sie angeschlagen hat. | + | :b) einmal nachdem man sie angeschlagen hat. |
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[[Datei:Stimmgabel Ruß Beobachtung mit Maßstab.jpg|hochkant|thumb]] | [[Datei:Stimmgabel Ruß Beobachtung mit Maßstab.jpg|hochkant|thumb]] | ||
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| − | Man sieht einen mehr oder weniger geraden Strich und eine Wellenlinie, die immer schmaler wird. | + | Man sieht |
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Zieht man die Tapete schnell, so sind die "Berge" und "Täler" weit auseinander, zieht man langsam, so liegen sie nahe beieinander. | Zieht man die Tapete schnell, so sind die "Berge" und "Täler" weit auseinander, zieht man langsam, so liegen sie nahe beieinander. | ||
| − | Je stärker der Trichter hin- und her pendelt, desto | + | Je stärker der Trichter hin- und her pendelt, desto höher oder tiefer sind die "Berge" und "Täler". |
==Versuch: ein Schallplattenspieler== | ==Versuch: ein Schallplattenspieler== | ||
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| − | Die kurvigen Rillen versetzen die Nadel und damit das Papier in Schwingungen. | + | *Die kurvigen Rillen versetzen die Nadel und damit das Papier in Schwingungen. |
| + | *Video: [https://www.wdrmaus.de/filme/sachgeschichten/schallplatte.php5 Die Sendung mit der Maus Sachgeschichte: Schallplatte] | ||
==Laut und leise ; hoch und tief== | ==Laut und leise ; hoch und tief== | ||
===Versuch: Mein Hörbereich=== | ===Versuch: Mein Hörbereich=== | ||
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[[Datei:Akustik Aufbau eines Lautsprechers.jpg|thumb|Unten der Magnet oben die Membran mit Spule.]] | [[Datei:Akustik Aufbau eines Lautsprechers.jpg|thumb|Unten der Magnet oben die Membran mit Spule.]] | ||
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| + | Bild:Akustik Schallquellen Lautsprecher mit Frequenzgenerator Aufbau.jpg|Ein Lautsprecher an den Frequenzgenerator angeschlossen. | ||
| + | Bild:Versuchsaufbau Frequenz und Amplitude Tonhöhe und Lautstärke Oszilloskop Lautsprecher.jpg|Das zusätzlich angeschlossene Oszilloskop kann die Bewegung des Lautsprechers auch bei hohen Frequenzen noch sichtbar machen. | ||
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| − | Ein | + | Ein Frequenzgenerator ist an einen Lautsprecher (und an ein Oszilloskop) angeschlossen. |
Man kann die Frequenz und die Amplitude verändern. | Man kann die Frequenz und die Amplitude verändern. | ||
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;Ergebnis | ;Ergebnis | ||
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| − | Frequenz und Amplitude | + | | |
| + | Schwingt der Lautsprecher in einer Sekunde 5 mal, so hat er eine '''Frequenz''' von 5Hz ("Hertz"). | ||
| + | <br>Bewegt sich die Membran des Lautsprechers aus der Mittellage 10mm nach oben und 10mm nach unten, so beträgt die '''Amplitude''' 10mm. | ||
Ich kann Töne ab einer Frequenz von 10 Hz bis zu einer Frequenz von 15000 Hz hören. | Ich kann Töne ab einer Frequenz von 10 Hz bis zu einer Frequenz von 15000 Hz hören. | ||
| + | |} | ||
| + | |||
| + | ===Versuch: Schwingungsbilder von Tönen und Geräuschen=== | ||
| + | ;Aufbau | ||
| + | <gallery widths=180px heights=130px perrow=4 > | ||
| + | Bild:Versuchsaufbau Frequenz und Amplitude Tonhöhe und Lautstärke Oszilloskop Lautsprecher.jpg|Das an ein Mikrophon angeschlossene Oszilloskop kann die Schwingungen der Luft sichtbar machen. | ||
| + | |||
| + | Man erzeugt verschiedene Klänge und sieht sich das Schwingungsbild auf dem Oszilloskop an: | ||
| + | # Eine Stimmgabel mit 440Hz | ||
| + | # Zwei Stimmgabeln gleichzeitig, 440Hz und 1000Hz (oder 2000Hz) | ||
| + | # Man klatscht in die Hände | ||
| + | # Man singt verschiedene Vokale in der gleichen Tonhöhe: A; E; I O U | ||
| + | |||
| + | </gallery> | ||
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| + | ;Beobachtung | ||
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| + | Bild:Stimmgabel Oszilloskop.jpg| Stimmgabel, 440Hz | ||
| + | Bild:Stimmgabel Überlagerung.jpg| Zwei Stimmgabeln, 440Hz und 2000Hz | ||
| + | Bild:Knall.jpg| Händeklatschen | ||
| + | Bild:A.jpg|"A" | ||
| + | Bild:E.jpg|"E" | ||
| + | Bild:I.jpg|"I" | ||
| + | Bild:O.jpg|"O" | ||
| + | Bild:U.jpg|"U" | ||
| + | </gallery> | ||
| + | |||
| + | [[Media:Oszilloskop Schwingungsbilder Vokale aeiou.ogg|Video der Schwingungsbilder der Vokale A, E, I, O, U]] | ||
| + | |||
| + | ;Ergebnis | ||
Aktuelle Version vom 27. September 2023, 10:36 Uhr
Inhaltsverzeichnis
Beispiele
Wie erzeugt die Gitarre einen Ton?
Mit dem Weinglas kann man einen Ton erzeugen
(Video einer Glasharfe)
Eine Stimmgabel
Wie sprechen und singen wir? (Video beim Singen ; Stroboskopvideo)
Umfrage
Jede/r schreibt auf ein Blatt, was sie schon über den Schall weiß und was sie noch wissen möchte. An der Tafel wird gesammelt:
| Ich weiß | Ich will wissen |
|---|---|
| Donner | Radio? (Wellen) |
| Sprechen | Geschwindigkeit von Schall? |
| Schallwellen | Schallwellen sichtbar machen? |
| Licht schneller als Schall | Was sind Schallwellen? |
| Schallmauer/Knall | Schall verteilt sich im Raum? |
| Unterwasser ist der Schall langsamer | Wie wird Schall erzeugt? |
| gute/schlechte Akustik | Lautstärke (menschliches Ohr) |
| Schall hallt wieder (Echo) | Was passiert, wenn Schall aufeinander stößt? |
| sehr tiefe und hohe Töne nicht wahrnehmbar | Wie lange kann man Schall hören? |
| Fledermäuse "sehen" mit Schall | Wie entsteht der Donner? |
| Schallgeschwindigkeit 333 m/s | Kann man Schall sehen? |
| Schall bei Delphinen | |
| Warum ist Schall langsamer als Licht? | |
| Wieso ist der menschliche Hörbereich begrenzt? | |
| Wie kann unser Ohr Schallwellen in Klänge verwandeln? | |
| Wie lange dauert das Hören von Klängen im Ohr? | |
| Wie funktionieren Hörgeräte? | |
| Wie stark kann Schall sein? (Weinglas zerstören?) |
Versuch: Schall sichtbar machen
- Aufbau
Eine Stimmgabel mit einer kleinen Nadel an einer Zinke wird über eine verußte Glasplatte gezogen.
- a) einmal ohne sie anzuschlagen und
- b) einmal nachdem man sie angeschlagen hat.
- Beobachtung
Man sieht
- a) einen mehr oder weniger geraden Strich und
- b) eine Wellenlinie, die immer schmaler wird.
- Folgerung
- Die Zinken der Stimmgabel schwingen sehr schnell hin und her. Man zählt ungefähr 60 Schwingungen, obwohl das Ziehen schätzungsweise weniger als eine Sekunde gedauert hat.
- Je schneller der Zinken schwingt oder je langsamer man die Stimmgabel zieht, desto enger liegen die Wellenlinien aneinander.
- Durch die schnelle Hin- und Her- Bewegung entsteht der Schall der Stimmgabel.
- Je stärker der Zinken hin- und her schwingt, desto breiter ist die Wellenlinie
- und desto lauter ist der Ton.
Versuch: Ein Sandpendel
- Aufbau
Ein Trichter wird mit Sand gefüllt und in Schwingungen versetzt. Unter dem Trichter befindet sich eine Tapete, die dann quer zur Schwingungsrichtung unter dem Pendel weggezogen wird.
- Beobachtung
Der herausrieselnde Sand zeichnet eine Wellenlinie. (Siehe Bild 2)
- Erklärung
Die Wellenlinie entsteht genauso wie bei der Stimmgabel mit der verrußten Glasplatte.
Zieht man die Tapete schnell, so sind die "Berge" und "Täler" weit auseinander, zieht man langsam, so liegen sie nahe beieinander.
Je stärker der Trichter hin- und her pendelt, desto höher oder tiefer sind die "Berge" und "Täler".
Versuch: ein Schallplattenspieler
- Aufbau
Eine an einer Postkarte festgeklebte Nadel wird in die Rille einer sich drehenden Schallplatte gehalten.
Man kann die Dreh-Geschwindigkeit vergrößern und verkleinern.
- Beobachtung
Man hört Musik!
Bei großer Drehgeschwindigkeit klingen Stimmen wie Micky-Mäuse, also sehr hoch!
- Erklärung
Der Tonabnehmer hat...
eine Nadel, die von der Rille der drehenden Schallplatte hin und her bewegt wird.
Eine Schallplatte unter einem Elektronenmikroskop.
- Die kurvigen Rillen versetzen die Nadel und damit das Papier in Schwingungen.
- Video: Die Sendung mit der Maus Sachgeschichte: Schallplatte
Laut und leise ; hoch und tief
Versuch: Mein Hörbereich
- Aufbau
Ein Lautsprecher an den Frequenzgenerator angeschlossen.
Das zusätzlich angeschlossene Oszilloskop kann die Bewegung des Lautsprechers auch bei hohen Frequenzen noch sichtbar machen.
Ein Frequenzgenerator ist an einen Lautsprecher (und an ein Oszilloskop) angeschlossen. Man kann die Frequenz und die Amplitude verändern.
Zur Zeitmessung hat man eine große Stoppuhr.
Auf die Membran des Lautsprechers kann man einen Tischtennisball legen.
- Beobachtung
Wie schnell es schwingt
Was man hört
Was der Tischtennisball macht
- Ergebnis
|
Schwingt der Lautsprecher in einer Sekunde 5 mal, so hat er eine Frequenz von 5Hz ("Hertz").
Ich kann Töne ab einer Frequenz von 10 Hz bis zu einer Frequenz von 15000 Hz hören. |
Versuch: Schwingungsbilder von Tönen und Geräuschen
- Aufbau
Das an ein Mikrophon angeschlossene Oszilloskop kann die Schwingungen der Luft sichtbar machen.
- Man erzeugt verschiedene Klänge und sieht sich das Schwingungsbild auf dem Oszilloskop an:
- Beobachtung
Stimmgabel, 440Hz
Zwei Stimmgabeln, 440Hz und 2000Hz
Händeklatschen
"A"
"E"
"I"
"O"
"U"
Video der Schwingungsbilder der Vokale A, E, I, O, U
- Ergebnis
