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

Version vom 15. September 2023, 17:55 Uhr

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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 Lösungen

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 die 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

Ergebnis

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

Ergebnis

Amplitude und Frequenz - Simulation

1. Öffne die Simulation auf phet.colorado und prüfe deine Ergebnisse anhand der Simulation.
Wähle dazu die Simulation zum "Schall". Links 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.

Video zum Experiment

Beobachtung

Ergebnis

Wissen macht Ah - Dosentelefon (Link)

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).

Video: Warum hört Opa keine hohen Töne

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.

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

Ergebnis

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

Zusammenfassendes Video

Video: Kann man Glas zersingen?

Video: 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.

Video 2 zum Experiment

Erklärung

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

Ergebnis

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. 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).

6. Lärm und Lärmschutz

@@ Zeile 66: / Zeile 66: @@
 Je stärker eine Schallquelle schwingt, desto lauter ist der Schall.<br>
 [[Datei:Schwingungen laut und leise.png|rahmenlos]]|Ergebnis|Verbergen}}
+{{#ev:youtube|HYJDmoodjX0|420}}
@@ Zeile 76: / Zeile 77: @@
 Je schneller eine Schallquelle schwingt, desto höher ist der Schall.<br>
 [[Datei:Schwingungen tief und hoch.png|rahmenlos]]|Ergebnis|Verbergen}}
+{{#ev:youtube|Ckv0ONFcbcM|420}}
 {{Box|Amplitude und Frequenz - Simulation|1. Öffne die Simulation auf phet.colorado und prüfe deine Ergebnisse anhand der Simulation. <br>

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