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

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

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

Gekoppelte Pendel mit measure Dynamics

Prinzip Zwei gleiche Gravitationspendel mit einer bestimmten charakteristischen Frequenz werden über eine "weiche" Spiralfeder miteinander gekoppelt. Die Amplituden beider Pendel werden als Funktion der Zeit aufgezeichnet. Die Kopplungsfaktoren werden über verschiedene Methoden bestimmt. Anschließend werden die Ortspunkte der Schwingung in das Video eingeblendet. Vorteile • Großer stabiler Aufbau, sowohl geeignet für Demonstrationsversuche als auch für das Praktikum • Messwerterfassung in Echtzeit zur gleichzeitigen Bestimmung der Schwingungen beider Pendel • Einfache Messung und Auswertung mit der Bewegungserfassungs-Software Vorteile • Großer stabiler Aufbau, sowohl geeignet für Demonstrationsversuche als auch für das Praktikum • Messwerterfassung in Echtzeit zur gleichzeitigen Bestimmung der Schwingungen beider Pendel • Einfache Messung und Auswertung mit der Bewegungserfassungs-Software

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

Klänge und Geräusche

Prinzip Schwingungen können in Form von Schallwellen durch ein Medium (z. B. durch Luft oder Holz) transportiert werden. Eine Schwingung bei exakt einer Schwingungsfrequenz wird harmonische oder reine Schwingung genannt. Im Amplituden-Zeit-Diagramm entspricht eine solche Schwingung einer Sinuskurve. Schallwellen, die durch eine Sinusschwingung erzeugt werden heißen auch Sinustöne. 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

Knochenleitung

Prinzip In diesem Experiment beobachten die Schüler, dass Schall nicht nur über Außen- und Mittelohr zur Empfindung im Innenohr gelangen kann, sondern auch über den menschlichen Knochenapparat. Die Knochenleitung ist in der Medizin als Mittel in der Diagnostik eingesetzt. Am Beispiel des Rinne- und des Weber-Versuchs aus dem Bereich der medizinischen Diagnostik erfahren die Schüler, dass die Knochenleitung die Schallleitung des Außen- und Mittelohres umgeht und man daher mit diesen Experimenten zwischen Störungen der Schallleitung (Außenohr, Mittelohr) und der Schallempfindung (Innenohr, Hörnerv) unterscheiden kann. 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