Akustik

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

Akustischer Doppler-Effekt

Prinzip Wenn eine Schallquelle relativ zum Medium der Ausbreitung in Bewegung ist, ist die Frequenz der Wellen, die emittiert werden, verschoben durch den Doppler-Effekt.

Ausbreitung einer periodisch erregten, fortlaufenden Transversalwelle

Bestimmung der Schallgeschwindigkeit

Prinzip In diesem Experiment bestimmen die Schüler die Schallgeschwindigkeit in Luft. Sie messen dazu den Laufzeitunterschied eines Schallsignals aus zwei räumlich versetzt stehenden Stereo-Lautsprechern mit der Software measure Acoustics. 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

Chladnische Klangfiguren

Prinzip Quadratische und runde Metallplatten werden durch akustische Anregung mittels eines Lautsprechers zum Vibrieren gebracht. Wenn die gewählte Anregungsfrequenz einer bestimmten Eigenfrequenz der Platte entspricht, werden die Nodallinien sichtbar durch den Sand. Der Sand wird von den vibrierenden Bereichen der Platte weggestoßen und sammelt sich in den Linien, da hier die einzigen Stellen sind an denen die Vibrationen annähernd null betragen.

Die musikalischen Intervalle

Prinzip Das Frequenzverhältnis zweier Töne bezeichnet man als Intervall. Diese Intervalle haben in der Musik besondere Namen. Daher ist der Versuch für die Schüler leichter zu verstehen, wenn die Begriffe aus dem Musikunterricht bekannt sind, in jedem Fall sollten sie die c-dur-Tonleiter kennen. Bei einer gespannten Saite verhalten sich die Saitenlängen umgekehrt wie die Tonhöhen (Frequenzen) der erzeugten Töne. Aus dem Verhältnis der Saitenlängen lässt sich daher das Intervall von Tönen bestimmen Im Versuch wird ein Monochord verwendet, ein Klangkörper mit zwei gespannten Saiten, deren Tonhöhe durch untergeschobene "Stege" verändert werden kann. Beide Saiten sind zunächst so gespannt, dass der gleiche Ton entsteht, unter eine Saite wird ein Steg geschoben, um das gewünschte Intervall zwischen beiden Saiten einzustellen, und die dazugehörende Saitenlänge wird gemessen. Vorteile • Übersichtlicher und einfacher Aufbau • Erreichung eines elementaren Lernziels mit wenig Aufwand

Die Schreibstimmgabel

Prinzip In diesem Experiment veranschaulichen die Schüler die Schwingungsbewegungen von Stimmgabeln, indem sie das Schwingverhalten einer Schreibstimmgabel auf einem Blatt Papier aufzeichnen. Sie erschließen sich die Sinuskurve als zeitlichen Verlauf einer Schwingung und ziehen Frequenz- und Amplitudenvergleiche zwischen normalen Stimmgabeln und der Schreibstimmgabel. 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

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

Grundton, Oberton und Klangfarbe

Prinzip Spielt man einen Ton, z.B. den Kammerton a, auf verschiedenen Instrumenten, dann hört er sich von Instrument zu Instrument verschieden an. Man spricht von der unterschiedlichen Klangfarbe eines Tons. Da jedes Instrument eine typische Klangfarbe hat, lässt sich ihr Klang mit  elektronischen Tongeneratoren, z.B. Synthesizern oder Keyboards, nachstellen. 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