Wellenbewegung

Akustischer Doppler-Effekt

Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 22 Versuchen zu den Themen Schallerzeugung, -ausbreitung und -wahrnehmung, Schwingungen und Wellen • Besonders geeignet für den Einstiegsthema in die Physik im Allgemeinen • Mit anschaulichem Schülerarbeitsblatt • Mit detaillierten Lehrerinformationen • Besonders geeignet bei knapper Zeitplanung, da minimale Vorbereitungszeit

Ausbreitung einer periodisch erregten, fortlaufenden Transversalwelle

Erzwungene Schwingungen - Pohlsches Pendel

Prinzip Bei einem frei schwingenden System nimmt die Amplitude der Schwingung aufgrund der Dämpfung allmählich ab. Wird die Schwingung jedoch durch ein externes periodisches Drehmoment  angeregt, ist die Amplitide von der Frequenz des externen Erregers und der Dämpfung abhängig. Die Eigenfrequenzen der freien Schwingung sowie die Resonanzkurven der erzwungenen Schwingung sollen für verschiedene Dämpfungswerte bestimmt werden. Dafür werden die Schwingungen mit dem Interface System in Verbindung mit dem Bewegungssensor aufgezeichnet.

Frequenzbestimmung durch Schwebung

Prinzip Schwebungen treten auf, wenn zwei Töne annähernd die gleiche Frequenz haben. Wenn eine Frequenz bekannt ist, kann man die andere Frequenz durch Analyse der Schwebung bestimmen. In diesem Experiment bestimmen die Schüler die Frequenz einer verstimmten Stimmgabel, indem sie die Frequenz der Schwebung mit einer zweiten Stimmgabel messen. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 22 Versuchen zu den Themen Schallerzeugung, -ausbreitung und -wahrnehmung, Schwingungen und Wellen • Besonders geeignet für den Einstiegsthema in die Physik im Allgemeinen • Mit anschaulichem Schülerarbeitsblatt • Mit detaillierten Lehrerinformationen • Besonders geeignet bei knapper Zeitplanung, da minimale Vorbereitungszeit

Harmonische Schwingungen

Prinzip Schallwellen entstehen in der Regel an Orten, an denen ein Medium, z.B. Luft, komprimiert wird und sich anschließend wieder ausdehnen kann. Ursache von Tönen sind sich wiederholende Bewegungen, die man als Schwingungen bezeichnet. In diesem Experiment sollen sich die Schüler mit den Begriffen "Amplitude", "Periodendauer" und "Frequenz" in Zusammenhang mit harmonischen Schwingungen vertraut machen. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 22 Versuchen zu den Themen Schallerzeugung, -ausbreitung und -wahrnehmung, Schwingungen und Wellen • Besonders geeignet für den Einstiegsthema in die Physik im Allgemeinen • Mit anschaulichem Schülerarbeitsblatt • Mit detaillierten Lehrerinformationen • Besonders geeignet bei knapper Zeitplanung, da minimale Vorbereitungszeit

Interferenz und Beugung von Wasserwellen mit dem Wasserwellengerät

Prinzip Es werden gleichzeitig an mehreren Stellen kreisförmige Wasserwellen erzeugt und das sich ergebende Interferenzmuster beobachtet. Durch Erhöhung der Anzahl der interferierenden Kreiswellen kann das Huygens'sche Prinzip veranschaulicht werden. Mit Hilfe von ebenen Wellen werden Beugungsphänomene an verschiedenen Hindernissen (Spalt, Kante, Doppelspalt usw.) untersucht. In einem weiteren Experiment kann das Prinzip der phasengesteuerten Antennen gezeigt werden. Um dies zu erreichen werden zwei Kreiswellen erzeugt und das Interferenzmuster wird beobachtet während man die Phasenlage des einen Erregers im Verhältnis zum anderen ändert. Vorteile • die Gesetzmäßigkeiten bei Wellenphänomenen sehen und verstehen • Wasser marsch, und los - Kompaktgerät macht schnellen einfachen Aufbau möglich • die helle grüne LED erlaubt auch Demonstrationsexperimente

Reflexion und Echo

Prinzip In diesem Experiment beobachten die Schüler die Reflexion von Schallpulsen in einem Glasrohr, sowohl am geschlossenen, als auch am offenen Ende. Sie zeichnen Signal und Echo mit einem Mikrofon auf und analysieren mit der Software measure Acoustics die Laufzeitdifferenzen um den Wegunterschied von Signal und Echo zu bestimmen. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 22 Versuchen zu den Themen Schallerzeugung, -ausbreitung und -wahrnehmung, Schwingungen und Wellen • Besonders geeignet für den Einstiegsthema in die Physik im Allgemeinen • Mit anschaulichem Schülerarbeitsblatt • Mit detaillierten Lehrerinformationen • Besonders geeignet bei knapper Zeitplanung, da minimale Vorbereitungszeit

Resonanz

Prinzip Für Stimmgabeln gibt es Resonanzkästen, welche die Lautstärke ihres Tons erheblich verstärken können. Der Resonanzkasten ist ein Hohlkörper mit bestimmten Abmessungen und besteht meist aus Holz oder Metall. Resonanzkästen, bzw. -körper, sind Bestandteil vieler Musikinstrumente. Auch bei der Konstruktion von Lautsprechern spielen die Abmessungen und die Form des Resonanzkörpers eine große Rolle. Von Resonanz spricht man, wenn ein schwingungsfähiger Körper mit seiner Eigenfrequenz angeregt wird. Dadurch wirkt er schwingungsverstärkend. In diesem Experiment bestimmen die Schüler Resonanzfrequenzen eines offenen Glasrohres und einer Rahmentrommel. Für die Rahmentrommel nehmen sie außerdem eine Resonanzkurve auf. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 22 Versuchen zu den Themen Schallerzeugung, -ausbreitung und -wahrnehmung, Schwingungen und Wellen • Besonders geeignet für den Einstiegsthema in die Physik im Allgemeinen • Mit anschaulichem Schülerarbeitsblatt • Mit detaillierten Lehrerinformationen • Besonders geeignet bei knapper Zeitplanung, da minimale Vorbereitungszeit

Resonanz und Eigenfrequenz zweier Stimmgabeln

Prinzip Eine Stimmgabel, die zum Klingen gebracht wird, kann auch eine andere Stimmgabel zum Schwingen anregen. Dieser Vorgang heißt Resonanz. Resonanz kann auch bei einem Pendel beobachtet werden, wenn es mit der richtigen Frequenz angeregt wird. Vorteile • Übersichtlicher und einfacher Aufbau • Erreichung eines elementaren Lernziels mit wenig Aufwand

Set Schülerversuche Akustik 2 für 8 Versuche, TESS advanced Physik AE-2

Funktion und Verwendung Ergänzungsgeräteset zu dem TESS Set Akustik AE-1 (15289-88). In Verbindung mit Set AE-1 können insgesamt 22 Schülerversuche durchgeführt werden zu den Themen: • Erzeugung und Wahrnehmung von Schall • Physikalische Grundlagen: Schwingungen und Wellen • Anwendungen aus Medizin, Musik und Alltag Vorteile • In Kombination mit dem TESS Set Akustik 1 (15289-88) können 8 zusätzliche Versuche zum fächerübergreifenden Thema Akustik durchgeführt werden. • Vollständiges Geräteset: Einfache Durchführung der Experimente • Stabile Aufbewahrung: Langlebig, gut zu lagern (stapelbar), schnelle Kontrolle auf Vollständigkeit (Schaumstoffeinsatz) • Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich: Minimale Vorbereitungszeit • Abgestimmt auf die Bildungspläne: Alle Themenbereiche abgedeckt • Fächerübergreifende Behandlung des Themas Akustik: Physik, Biologie und Musik • Mehr als 20 dokumentierte Versuche, überwiegend software-basiert • Leistungsfähige didaktische Software zur Erzeugung und Analyse von Schallsignalen

Stehende Wellen

Prinzip Wenn sich die Schallwelle eines Tons in Luft ausbreitet, dann versetzt diese Welle alle Luftteilchen, die sie erreicht, in Schwingung. Wird der Ton dauerhaft erzeugt, dann sind alle Teilchen ständig in Bewegung. In diesem Experiment beobachten die Schüler, wie für bestimmte Frequenzen in einem Glasrohr stehende Wellen entstehen. Sie vermessen die Positionen der Knoten und Bäuche und erarbeiten sich in der Auswertung die Bedingungen für die Eigenfrequenzen eines Hohlkörpers. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 22 Versuchen zu den Themen Schallerzeugung, -ausbreitung und -wahrnehmung, Schwingungen und Wellen • Besonders geeignet für den Einstiegsthema in die Physik im Allgemeinen • Mit anschaulichem Schülerarbeitsblatt • Mit detaillierten Lehrerinformationen • Besonders geeignet bei knapper Zeitplanung, da minimale Vorbereitungszeit

Variables g-Pendel

Prinzip Untersucht wird das Schwingungsverhalten eines Pendels (Stangenpendel) bei unterschiedlichen Schwingungsdauern und somit unterschiedlich großer Wirkung der Erdbeschleunigung. Das verwendete Pendel ist so konstruiert, dass seine Schwingungebene zunehmend von einer vertikalen - in eine horizontale Position gedreht werden kann. Der Winkel F, der die Abweichung der Schwingungsebene von ihrer normalen vertikalen Position angibt, kann hierbei an einer Skala abgelesen werden. Aufgaben 1. Messung der Schwingungsdauer des Pendels als Funktion des Neigungswinkels F der Schwingungsebene bei zwei unterschiedlichen Pendellängen. 2. Graphische Analyse der gemessenen Zusammenhänge und Vergleich mit den theoretischen Kurven, die mit dem Messwert bei F = 0 standardisiert worden sind. 3. Berechnung der effektiven Pendellänge l für die angenommene Erdbeschleunigung. Vergleich dieses Wertes mit dem Abstand zwischen dem Drehpunkt des Pendels und dem Schwerpunkt des Pendelgewichtes. 4. Auf der Mondoberfläche beträgt die "Mondbeschleunigung" gm lediglich 16,6 % der Erdbeschleunigung. Berechne den Winkel F, der beim Versuchsaufbau eingestellt werden muss, damit der Pendel so schwingt, als schwinge er in senkrechter Position auf dem Mond und nimm die Anpassung am Versuchsaufbau vor. Vergleiche die gemessene Schwingungsdauer mit der erechneten.