Benutzer:Buss-Haskert/Akustik: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 21. Oktober 2024, 10:32 Uhr

zurück zur Seite der Herta-Lebenstein-Realschule

Linktipp: Schall und Lärm (Akustik) - Themenübersicht (physikunterricht-online.de)

Was wir hören - Akustik

Schall

Alles, was wir mit den Ohren wahrnehmen können (Sprache, Musik, Geräusche, Lärm), heißt Schall. Als Schallquellen bezeichnen wir alle Gegenstände, die Schall erzeugen können.

Die Akustik ist das physikalische Gebiet, das sich mit dem Schall beschäftigt.

Einstieg - Geräuschequiz

Zum Einstieg in die Unterrichtsreihe spielen wir gemeinsam ein Geräuschequiz. Wähle eine Partnerin/einen Partner. Jeweils vier Paare bilden eine Spielgruppe. Öffnet das Spiel und wählt eine Teamfarbe aus. Erstellt wurde es auf der Seite planet-schule. Der nachfolgende Link führt auf die entsprechende Seite:

Planet Schule - Geräusequiz

Mögliche Begriffe sind:

Toilette, Schafe, Pferdekutsche, Staubsauger, Dusche, Nähmaschine, Toaster, Rührmaschine, Bus, Delphin, Autorennen, Maus, Krankenhaus, Auto, Möwen, Hubschrauber, Tauben, Bowling, Dampfer, Brotschneidemaschine, Wald, Kreissäge, Spitzer, Bach, Locher, Buchseite, Wolf, Kaffemaschine, Schere, Zahnbürste, Mikrowelle, Waschmaschine, Flugzeug, Ruderboot, Dampflok, Dampfer, Maus, Tacker, Holzsäge, Locher, Fiseur, Ferkel, Möwen, Katze, Frosch, Flaschenautomat, Cafe, Schulhof, Freizeitpark

Gruppenarbeit - Rollen

Ihr bearbeitet die Experimente jeweils als 4er Gruppe. Folgende Rollen werden dabei im Wechsel von euch eingenommen:

Materielbeauftragte/r: Holt das Material und bringt es wieder zurück (Ordnung halten).
Versuchsleiter/in: Gibt Anweisungen zur Durchführung des Experiments.
Protokollant/in: Schreibt das Versuchsprotokoll mit.
Leisewächter/in: Erinnert die Gruppenmitglieder, leise zu sein.

1. Schall und Schallquellen

Wie entsteht Schall? - Experimente

Bearbeite die folgenden Experimente zur Fragestellung: Wie entsteht Schall?
Schreibe die Überschrift des Experimentes in dein Heft, fertige eine Skizze an und notiere deine Beobachtungen zu Experiment.

Wie entsteht Schall? - Station 1

Material: 1 Weinglas, Wasser
Durchführung: Tauche deinen Finger in das Wasser, so dass er nass ist. Fahre dann mit dem Finger den Rand des Weinglases entlang.
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Wie entsteht Schall? - Station 2

Material: 1 Stricknadel, 1 Schallbox
Durchführung: Klemme die Stricknadel in die Schallbox, so dass sie an der Tischkante übersteht. Biege das freie Ende der Stricknadel nach unten und lass sie wieder los. Führe das Experiment erneut durch, wobei du die Stricknadel mehr bzw. weniger weit überstehen lässt.

Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Wie entsteht Schall? - Station 3

Material: 1 Trinkhalm, Schere
Durchführung: Drücke das Ende des Trinkhalms zusammen und schneide das Ende spitz zu. Blase nun durch den Halm und versuche einen Ton zu erzeugen
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Wie entsteht Schall? - Station 4

Material: 1 Luftballon
Durchführung: Puste den Luftballon auf. Nimm den aufgeblasenen Luftballon in beide Hände. Halte den Mund an den Ballon und schreie, brumme, summe, spreche, singe, laut, leise, hoch, …
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Wie entsteht Schall? - Station 5

Material: 1 Stimmgabel, 1 Glas mit Wasser
Durchführung: Schlage die Stimmgabel an der Tischkante an und halte sie dann schnell ins Wasser.
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Wie entsteht Schall - Ergebnis

Schall entsteht durch schnelle Schwingung eines Gegenstandes. Der schwingende Gegenstand ist die Schallquelle, unser Ohr ist der Schallempfänger.

2. Laut und leise - hoch und tief (Amplitude und Frequenz)

Laut und leise - Amplitude

Material: 1 Stricknadel, 1 Schallbox
Durchführung: Klemme die Stricknadel in die Schallbox. Erzeuge laute und leise Töne. Wie gehst du vor?
Zeichnung:

Zeichnung von Piet

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Beobachtung: Wird die Stricknadel kräftig angeschlagen, schwingt sie weit hin und her und klingt laut. Wird sie nur wenig angeschlagen, schwingt sie weniger weit hin und her und klingt leise.

Ergebnis: Wie weit eine Schwingung hin- und herschwingt, heißt Amplitude. Je größer die Amplitude ist, desto lauter ist der Ton.
Je stärker eine Schallquelle schwingt, desto lauter ist der Schall.

Hoch und tief - Frequenz

Material: 1 Stricknadel, 1 Schallbox
Durchführung: Klemme die Stricknadel in die Schallbox. Erzeuge hohe und tiefe Töne. Wie gehst du vor?
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Beobachtung: Wird nur ein kurzer Teil der Stricknadel angeschlagen, schwingt sie schnell hin und her und klingt hoch. Wird ein langer Teil der Stricknadel angeschlagen, schwingt sie langsamer hin und her und klingt tief.

Ergebnis: Wie schnell eine Schwingung ist, heißt Frequenz. Je höher die Frequenz ist, desto höher ist der Ton.
Je schneller eine Schallquelle schwingt, desto höher ist der Schall.

Amplitude und Frequenz - Simulation

1. Öffne die Simulation auf phet.colorado und prüfe deine Ergebnisse anhand der Simulation.
Wähle dazu die Simulation zum "Schall". Rechts oben wähle "Grafik" und "Ton an" und "Wellen". Drücke auf den grünen Knopf am Megaphon und verändere mit den Schiebereglern die Amplitude und Frequenz. Was siehst du, was hörst du?

Link zur Simulation auf phet.colorado

2. Öffne die Simulation auf der Seite planet-schule.de des SWR. Verschiebe die Regler rechts neben dem Bild. Der erste Schieberegler verändert die Frequenz (Hz - Herz), der zweite die Lautstärke (dB - Dezibel). Was siehst du, was hörst du?

Link zur Simulation auf planet-schule

Laut und leise, hoch und tief - Ergebnis

Wie weit eine Schwingung hin und herschwingt, heißt Amplitude. Je größer die Amplitude ist, desto lauter ist der Ton.
Je stärker eine Schallquelle schwingt, desto lauter ist der Schall.

Wie schnell eine Schwingung ist, heißt Frequenz. Je höher die Frequenz ist, desto höher ist der Ton.
Je schneller eine Schallquelle schwingt, desto höher ist der Schall.

Das Fadentelefon - Experiment

Material: 2 Joghurtbecher/Konservendosen, 1 Schnur/Faden (Nagel und Hammer) Versuchsbeschreibung: Bohre mit dem Nagel in den Boden der Becher/Dosen je ein Loch, fädle den Anfang und das Ende der Schnur durch das Loch und verknote es. Halte einen Becher/eine Dose an dein Ohr. Lass deine Partnerin/deinen Partner in den anderen Becher sprechen. Wann kannst du etwas hören?
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft, denke an eine Überschrift.

Ergebnis: Formuliere gemeinsam mit deiner Partnerin/deinem Partner eine Erklärung für deine Beobachtung.

Link zum Video planet-schule.de: Kann man mit Bechern telefonieren?

Beobachtung: Wir hören, was gesprochen wird, wenn der Faden straff gespannt ist.

Ergebnis: Die eine Dose überträgt die Schwingungen auf den Faden und dieser dann auf die andere Dose.

Link zur Sendung "Wissen macht Ah": Dosentelefon

2.1 Hörbereich von Mensch und Tier

Experiment: Hörbereich von Menschen

Schau das Video an und beobachte, welche Frequenzen du hören kannst und welche nicht.

Hörbereich von Mensch und Tier

Je höher der Ton ist, desto größer ist die Frequenz, desto schneller schwingt also eine Schallquelle hin und her.

Kinder hören Frequenzen im Bereich zwischen 16 Hz und 20 000 Hz, dies nennen wir "Hörbereich" (von Menschen).

Ältere Menschen können sehr hohe Töne nicht mehr hören.
Schall oberhalb von 20 000 Hz heißt Ultraschall. Hunde z.B. hören im Ultraschallbereich bis 40 000 Hz(Anwendung: Hundepfeife).

Schall unterhalb von 20 Hz heißt Infraschall. Diese tiefen Töne können Menschen nicht hören, Tiere wie Elefanten oder Wale verständigen sich über weite Entfernungen mithilfe dieser Infraschalllaute.

Hörbereiche von Tieren

Recherchiere, welche Hörbereiche die nachfolgenden Tiere haben.

Elefant
Hund
Fledermaus

Nutze z.B. die Suchmaschinen fragfinn oder blinde-kuh. Du kannst auch die Video unten ansehen.

1. Elefanten
Elefanten sind faszinierende Tiere, die nicht nur durch ihre Größe beeindrucken, sondern auch durch ihre besonderen Fähigkeiten im Hören. Sie können Geräusche in einem Frequenzbereich von etwa 1 Hz bis 12000 Hz wahrnehmen. Das bedeutet, dass sie sowohl sehr tiefe als auch hohe Töne hören können. Besonders bemerkenswert ist, dass Elefanten in der Lage sind, Infraschall zu hören, also Töne, die für den Menschen nicht hörbar sind. Diese tiefen Töne können über große Entfernungen reisen und helfen den Elefanten, miteinander zu kommunizieren, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind. Sie nutzen diese Fähigkeit, um Informationen über ihre Umgebung und andere Elefanten zu erhalten.
Fragen:
In welchem Frequenzbereich können Elefanten hören?
Was ist Infraschall?
Warum ist das Hören von Infraschall für Elefanten wichtig?
Können Menschen die tiefen Töne hören, die Elefanten wahrnehmen?
Wie hilft das Hören von Infraschall den Elefanten in ihrer Kommunikation?
2. Hunde
Hunde sind bekannt für ihren ausgezeichneten Geruchssinn, aber auch ihr Gehör ist bemerkenswert. Hunde können Geräusche in einem Frequenzbereich von etwa 40 Hz bis 60000 Hz hören. Das bedeutet, dass sie viel höhere Töne wahrnehmen können als Menschen, die nur Frequenzen von etwa 20 Hz bis 20000Hz hören können. Diese Fähigkeit ermöglicht es Hunden, Geräusche wie das Piepen eines kleinen Geräts oder das Rufen von anderen Tieren zu hören, die für uns unhörbar sind. Hunde nutzen ihr Gehör, um ihre Umgebung besser wahrzunehmen und um mit Menschen und anderen Tieren zu kommunizieren.
Fragen:
In welchem Frequenzbereich können Hunde hören?
Wie unterscheidet sich der Hörbereich von Hunden von dem der Menschen?
Warum ist das hohe Gehör von Hunden vorteilhaft?
Was können Hunde hören, das Menschen nicht hören können?
Wie nutzen Hunde ihr Gehör in ihrer Umgebung?
3. Fledermäuse
Fledermäuse sind für ihre außergewöhnlichen Fähigkeiten im Hören bekannt, die ihnen helfen, in der Dunkelheit zu navigieren. Sie können Geräusche in einem Frequenzbereich von etwa 20 Hz bis 100000 Hz hören. Besonders bemerkenswert ist, dass viele Fledermausarten Ultraschall verwenden, um sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden. Sie senden hochfrequente Töne aus und hören die Echos, die von Objekten zurückkommen. Diese Technik wird als Echoortung bezeichnet und ermöglicht es ihnen, Hindernisse zu erkennen und Beute zu finden, selbst wenn es dunkel ist. Fledermäuse sind somit Meister der akustischen Navigation.
Fragen:
In welchem Frequenzbereich können Fledermäuse hören?
Was ist Echoortung?
Wie nutzen Fledermäuse Ultraschall?
Warum ist das Hören von hohen Frequenzen für Fledermäuse wichtig?

Was können Fledermäuse mit ihrer Fähigkeit zur Echoortung erkennen?

Hier sind die Musterlösungen zu den Fragen der drei Texte über den Hörbereich von Elefanten, Hunden und Fledermäusen:
1. Elefanten
Fragen und Antworten:
In welchem Frequenzbereich können Elefanten hören?
Elefanten können Geräusche im Frequenzbereich von etwa 1 Hz bis 12 kHz wahrnehmen.
Was ist Infraschall?
Infraschall sind Töne, die eine Frequenz von weniger als 20 Hz haben und für den Menschen nicht hörbar sind.
Warum ist das Hören von Infraschall für Elefanten wichtig?
Das Hören von Infraschall ist wichtig, weil es den Elefanten ermöglicht, über große Entfernungen miteinander zu kommunizieren.
Können Menschen die tiefen Töne hören, die Elefanten wahrnehmen?
Nein, Menschen können die tiefen Töne, die Elefanten wahrnehmen, nicht hören.
Wie hilft das Hören von Infraschall den Elefanten in ihrer Kommunikation?
Es hilft ihnen, Informationen über ihre Umgebung und andere Elefanten zu erhalten, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind.
2. Hunde
Fragen und Antworten:
In welchem Frequenzbereich können Hunde hören?
Hunde können Geräusche im Frequenzbereich von etwa 40 Hz bis 60000 Hz hören.
Wie unterscheidet sich der Hörbereich von Hunden von dem der Menschen?
Hunde können viel höhere Töne wahrnehmen als Menschen, die nur Frequenzen von etwa 20 Hz bis 20000 Hz hören können.
Warum ist das hohe Gehör von Hunden vorteilhaft?
Das hohe Gehör ermöglicht es Hunden, Geräusche zu hören, die für Menschen unhörbar sind, wie das Piepen kleiner Geräte oder das Rufen anderer Tiere.
Was können Hunde hören, das Menschen nicht hören können?
Hunde können hohe Frequenzen hören, die für Menschen nicht wahrnehmbar sind, wie z.B. das Geräusch von Ultraschall oder bestimmte Tierlaute.
Wie nutzen Hunde ihr Gehör in ihrer Umgebung?
Hunde nutzen ihr Gehör, um ihre Umgebung besser wahrzunehmen, Gefahren zu erkennen und mit Menschen und anderen Tieren zu kommunizieren.
3. Fledermäuse
Fragen und Antworten:
In welchem Frequenzbereich können Fledermäuse hören?
Fledermäuse können Geräusche im Frequenzbereich von etwa 20 Hz bis 100000 Hz hören.
Was ist Echoortung?
Echoortung ist eine Technik, bei der Fledermäuse hochfrequente Töne aussenden und die Echos, die von Objekten zurückkommen, hören, um sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden.
Wie nutzen Fledermäuse Ultraschall?
Fledermäuse senden hochfrequente Töne (Ultraschall) aus und hören die Echos, um Hindernisse zu erkennen und Beute zu finden.
Warum ist das Hören von hohen Frequenzen für Fledermäuse wichtig?
Das Hören von hohen Frequenzen ist wichtig, weil es ihnen ermöglicht, in der Dunkelheit zu navigieren und ihre Umgebung präzise wahrzunehmen.
Was können Fledermäuse mit ihrer Fähigkeit zur Echoortung erkennen?

Fledermäuse können mit ihrer Fähigkeit zur Echoortung Hindernisse, Beute und andere Objekte in ihrer Umgebung erkennen.

3. Wie breitet Schall sich aus?

Wie breitet Schall sich aus - Experiment

Die Schallkanone
Material:1 leere Konservendose ohne Boden und Deckel, 1 Luftballon, 1 Kerze
Durchführung: Verschließe den Boden der Konservendose mit dem aufgeschnittenen Luftballon. Zünde die Kerze an und schlage kräftig auf den Lufballon.
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Ergebnis: Erkläre deine Beobachtung.

Beobachtung: Die Kerzenflamme erlischt.

Link zur Simulation auf Leifiphysik

Erklärung: Der Schall breitet sich durch die Luft durch Luftverdünnungen und Luftverdichtungen aus.

Übung - Wie breitet Schall sich aus?

Schau das Video auf planet-schule.de an.

Teste anschließend dein Wissen mit dem Quiz (Klicke dazu auf den Link, das Quiz öffnet sich unten auf der Seite)

Link zum Quiz auf planet-schule.de

Video Zusammenfassung

Kann man Glas zersingen? Link zum Video: planet-schule.de Kann man Glas zersingen?

Kann man Schallwellen anfassen? Link zum Video: planet-schule.de Kann man Schallwellen anfassen?

Warum ist es im Weltall still?

Schau das nachfolgende Video an und erkläre, warum es im Weltall ganz still ist. Notiere deine Antwort in dein Heft.

Im Weltraum ist es still, da der Schall sich im luftleeren Raum (Vakuum) nicht ausbreiten kann.

4. Wie schnell ist der Schall?

Wie schnell ist der Schall - Experiment

Material: Maßband, Stoppuhr, Starterklappe
Durchführung: Stellt euch in 100m Entferung zueinander auf. Eine Person schlägt die Starterklappe zusammen. Die andere Person misst in 100m Entfernung die Zeit zwischen dem Schließen der Klappe (sehen) und dem Hören des Schalls (hören).
Zeichnung:

Beobachtung: Notiere deine Beobachtung in dein Heft. Denke an die Überschrift und die Zeichnung.

Beobachtung:

Die gemessenen Zeiten sind sehr unterschiedlich, denn es war schwer zu messen. Viele Zeiten liegen zwischen 0,3 und 0,4 Sekunden.
Die Starterklappe schlägt ca. 0,3 s eher zusammen, bevor wir den Knall hören.

Ergebnis:
Der Schall legt 100m in 0,3 Sekunden zurück,
also 34 m in 0,1 Sekunde,
und 340 m in 1 Sekunde.

und 1 km in 3 Sekunden.

Wie schnell ist der Schall?

Der Schall bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 330 bis 340 Meter pro Sekunde bzw. 1 km in 3 Sekunden.

Übung - Schallgeschwindigkeit

Du zählst zwischen Blitz und Donner 4 Sekunden. Wie kannst du die Entfernung des Gewitters bestimmen?

Was macht der Schall unter Wasser?

Schau das Video auf planet-schule.de an. Beantworte anschließend die Fragen:

Können wir Töne unter Wasser hören?
Wie schnell ist der Schall im Wasser?
Link zu planet-schule.de

5. Schall kommt zurück - Das Echo

Wie ensteht ein Echo?

Die Schallwellen werden an glatten Oberflächen zurückgeworfen, der Schall wird reflektiert. Das Echo entsteht durch Reflexion.

6. Wie hören wir?

Wie hören wir? - Aufbau des Ohres

Schau das Video an und bearbeite anschließend die LearningApps.

Zusammenfassende Übungen - ANTON

Bearbeite auf ANTON die Übungen zur Akustik (im Gruppenordner).

7. Lärm und Lärmschutz

Link zu einem Kahoot zum Video (erstellt mit der fobizz KI für Texte) https://create.kahoot.it/share/larm-physik-5-klasse/0020de7b-afc9-43ae-9077-ce97a9606bdc

Lärm und Lärmschutz

Schau die beiden Videos auf youtube an und löse anschließend die Quizze.

Suche

Benutzer:Buss-Haskert/Akustik: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 21. Oktober 2024, 10:32 Uhr

Inhaltsverzeichnis