Luftverdichtung Luftverdünnung Luftverdichtung Physikalische Hinweise zum „Bechertelefon (5)“ Schallwellen Schwingungen sind gleichmäßige Bewegungen von Luftteilchen oder Körpern um einen feststehenden Punkt bzw. um eine Linie, d.h. die Teilchen bewegen sich nicht fort, sondern schwingen um ihre Ruhelage. Luftschwingungen entstehen dadurch, dass Gegenstände (Klangschalen, Gläser) oder Teile von Gegenständen (Stimmbänder, Saiten, Trommelfelle) oder Luftsäulen (Blasinstrumente) in eine schwingende Bewegung versetzt werden und die dabei entstehende Bewegungsenergie an die Luft abgeben. Die abgegebene Bewegungsenergie drückt die Luftteilchen an einer Stelle dichter zusammen und zieht sie an anderer Stelle auseinander. Das geschieht im Wechsel. Die Luftschwingungen gelangen an unser Ohr und versetzen das Trommelfell in Schwingung. Die Schwingungen des Trommelfells nehmen wir als Töne wahr. Da die Zonen der Luftverdichtung und Verdünnung in Ausbreitungsrichtung fortwandern, sprechen wir von einer Längs- oder Longitudinalwelle. Ausbreitungsrichtung der Längswelle Die Geschwindigkeit, mit der Verdichtung und Verdünnung der Luftteilchen aufeinander folgen, ergibt die Tonhöhe. Je schneller der Wechsel zwischen Verdichtung und Entspannung erfolgt, desto höher ist der Ton, den wir hören. Die Schwingungen pro Sekunde bezeichnen wir als Frequenz und messen sie in Hertz: 1 Schwingung/sek. = 1 Hertz (Hz). Treffen die Luftschwingungen auf unser Trommelfell, so wird es gleichfalls zu Schwingungen angeregt. Diese Schwingungen nehmen wir dann als Ton wahr. Für Menschen sind nur diejenigen Schwingungen hörbar, die im Frequenzbereich von 16 bis 20 000 Hz liegen; im Alter verringert sich der wahrnehmbare Bereich; alte Menschen hören hohe Töne schlechter. Hunde hören höhere Frequenzen als Menschen (Hundepfeife). Datei: 5-Physik-Hinweise Bechertelefon.ppt -– Stand 21.08.2017 IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII I I I I I I I I I I I I IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII I I I I I I I I I III IIIIIIIIIIIIIIIIII I I I I I I I I I I IIIIIII IIIIIIIIIIII Luftverdichtung Luftverdünnung Luftverdichtung 1. Versuch: Konferenzschaltung Für diesen Versuch braucht ihr zwei Bechertelefone und vier Kinder. Schlingt den Bindfaden des einen Bechertelefons um den Bindfaden des zweiten Bechertelefons – am besten jeweils in der Mitte. Zieht nun die Bindfäden straff. Ihr habt jetzt eine Sprechanlage: Wenn ein Kind in seinen Becher spricht, kann es von den anderen drei Kindern gehört werden. 2. Versuch: Löffelglocke Bindet einen etwa 50 cm langen Bindfaden an einen Metalllöffel. Wickelt das freie Ende des Bindfadens um eure Zeigefinger. Lasst den Löffel an die Tischkante schwingen und steckt euren Zeigefinger mit dem Bindfaden ins Ohr. Ihr werdet helle Töne hören. Bei der Berührung des Löffels mit der Tischkante gerät der Löffel in Schwingung und überträgt diese Schwingung über den Bindfaden auf euer Trommelfell. Nehmt einen zweiten Löffel, bindet einen 50 cm langen Bindfaden an den zweiten Löffel, wickelt den Bindfaden um den anderen Zeigefinger und lasst nun beide Löffel an die Tischkante oder gegeneinander schwingen. Ihr werdet Glockenklänge hören. 3. Versuch Legt ein kleines Blatt Backpapier von der Größe 5 cm x 6 cm zwischen eure trockenen, leicht geöffneten Lippen und singt „La-la-la“. Das Backpapier wird etwas flattern und eure Lippen kitzeln. Siehe auch: Unterrichtshinweise => „Zusatzversuche Akustik“ Unterrichtsmodul „Wir zaubern mit Tönen“.