Begriffe Wellenlänge: λ Periodendauer: T = 1/f Frequenz = υ oder f

Präsentation zum Thema: "Begriffe Wellenlänge: λ Periodendauer: T = 1/f Frequenz = υ oder f"—  Präsentation transkript:

1 Begriffe Wellenlänge: λ Periodendauer: T = 1/f Frequenz = υ oder f
Kreisfrequenz: ω = (2Π)*f Schallgeschwindigkeit: v = υ*λ

2 Freihandversuche auf Arbeitszetteln

3 Schaukel Wie schubst man ein Kind auf der Schaukel an, damit es möglichst hoch schaukelt? Was passiert wenn man das Kind nur selten anschubst? Was passiert, wenn man das Kind „zu oft“ anschubst?

4 Schaukel (2) Die Schaukel ist wie ein Pendel. Sie besitzt eine Eigenschwingung, die von der Länge der Schaukel abhängt. Schubst man nur selten an, schwingt die Schaukel mit der Frequenz ihrer Eigenschwingung. Schubst man zu oft, schwingt die Schaukel nur mit kleiner Amplitude nahe der Erregerfrequenz. Schubst man in der Frequenz der Eigenschwingung erreicht man maximale Amplitude.

5 Resonanz Wird ein Gegenstand mit einer Frequenz angeregt, die seiner Eigenfrequenz entspricht, so tritt der Resonanzfall auf

6 Versuch zur Resonanz 1. Bewegung der Kugel nach Anschlagen der rechten Stimmgabel? 2. Tonerzeugung bei der linken Stimmgabel nach Anschlagen der rechten Stimmgabel?

7 Versuchsergebnis Eine Stimmgabel lässt sich zu Schwingungen anregen, wenn sie identisch ist mit der Erregerstimmgabe. Grund: Beide Stimmgabeln besitzen die gleiche Eigenschwingung, schwingen also mit der gleichen Frequenz. Resumee: Ein schwingungsfähiger Körper kann durch auf ihn übertragene Schwingungen zur Resonanzschwingung angeregt werden.

8 Freihandversuch: klingende Gläser

9 Wiederholung Geräusch?
Ton: Schallereignis, das aus nur einer Sinuswelle besteht: Klang: Schallereignis, das sich aus verschiedenen Sinuswellen zusammensetzt, die in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Geräusch?

10 Geräusch Von einem Geräusch spricht der Physiker dann, wenn ein Schallereignis aus vielen verschiedenen Tönen besteht, die nicht im Verhältnis der Obertöne zueinander stehen. Beispielsweise entsteht beim Eingießen von Tee in eine Tasse ein Geräusch. Andere Beispiele ..

11 Versuch Geräusche mit Cassy aufnehmen

12 Geräusche als Wellenpakete
In Wirklichkeit: Wellenpakte zerlaufen, das heißt, sie werden flacher und breiter Grund: Dispersion Dispersion beruht auf der Tatsache, dass die Geschwindigkeit der Welle von der Wellenlänge anhängt. Daher ist die Gruppengeschwindigkeit eines Wellenpaketes nicht gleich den Phasengeschwindigkeiten der einzelnen Wellen.

13 Versuch: Stimmgabel mit Gewicht
Wie verändert sich der Ton der Stimmgabel durch das Massestück? Wie verändert sich der Ton durch Verschieben des Massestückes? Was ist zu erwarten, wenn zwei gleiche Stimmgabeln gemeinsam angeschlagen werden, eine jedoch mit einem Massestück versehen ist?

14 Überlagerung von Tönen ähnlicher Frequenz
Versuch – mit und ohne Cassy Wenn sich zwei Töne ähnlicher Frequenzen überlagern, entsteht eine Schwebung Einhüllende

15 Schwebung – mathematische Beschreibung
P1 = P0 sin (ω1t), P2 = P0 sin (ω2t) Mit dem Additionstheorem: sinθ1 + sinθ2 = 2 * cos (0,5 (θ1-θ2)) sin (0,5 (θ1+θ2)), folgt: P = P1 + P2 P= 2 P0 cos (0,5 (ω1-ω2)t) sin (0,5 (ω1+ω2)t) ω1+ω2 ist die Frequenz der Einhüllenden.