Datei: 11-Physik-Hinweise Lochsirene.ppt - Stand 19.02.2019 Physikalische Hinweise zur „Lochsirene (11)“ Luftschwingungen Unter dem Begriff Schall verstehen wir Töne, Klänge und Geräusche. Der Schall wird durch Schwingungen von Luftteilchen an unser Trommelfell übertragen. Dabei handelt es sich um periodische Druckschwankungen: die Luftteilchen werden nämlich an einer Stelle dichter zusammen gedrückt und an anderer Stelle auseinander gezogen. Das geschieht im Wechsel. Diesen Wechsel nennen wir Schwingung (siehe Zeichnung). Schwingungen bzw. Schallwellen entstehen entweder durch Schwingungen der Stimmbänder in unserem Kehlkopf, die dann im Mund geformt werden, oder indem Teile von Gegenständen wie Saiten und Trommelfelle von Pauken in Schwingung versetzt werden, die ihre Körperschwingung an die Luft weiter geben. Bei allen Luft- und Körperschwingungen bleiben die schwingenden Teilchen ortsfest, sie schwingen um eine Ruhelage; lediglich die Energie wandert weiter. Bei gleichmäßigen Luftschwingungen sprechen wir von Tönen. Bei auf einander abgestimmten Tönen sprechen wir von Klang; nicht aufeinander abgestimmte Töne nennen wir Geräusch. Die Dichteschwankungen der Luft versetzen in unserem Ohr zunächst das Trommelfell in Schwingung. Über Hammer, Amboss und Steigbügel gibt das Trommelfell die Schwingung als Körperschwingung im Mittelohr weiter; im Innenohr wird die mechanische Schwingung in elektrische Signale verwandelt und gelangt so ins Hirn, wo wir sie dann als Schall wahrnehmen. Lochsirene Mit Hilfe des Wollfadens versetzen wir die gelochte Pappscheibe in schnelle Umdrehungen; die Umdrehungen reißen einen Luftstrom mit. Durch die regelmäßigen Löcher in der Pappscheibe wird der Luftstrom in gleichmäßige Luftdichteänderungen versetzt, die wir als pfeifendes Geräusch wahrnehmen. IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII I I I I I I I I I I I I IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII Ausbreitungsrichtung DinA4- Blatt 1. Faltung 2.Faltung 3.Faltung 4. Papier umdrehen 5. Faltung 6. Papier an den äußersten Ecken anfassen und nach vorn schleudern. Siehe auch: Unterrichtshinweise => „Zusatzversuche Akustik“. Knalltüte Aus Zeitungspapier können wir mit Hilfe der untenstehenden Zeichnungen eine Knalltüte falten . Bei ruckartigem auseinander Schlagen der Faltung entsteht ein Knall.

Auswertung Schaubild 1 Wie entstehen Töne? Durch die Lochscheibe entstehen Luftschwingungen, die wir als Töne hören. Beispiele: Pfeife, Flöte, Orgel, Trompete. Stimmgabeln oder schwingende Saiten erzeugen Luftschwingungen. Beispiele: Gitarre, Geige Klavier. Töne oder Geräusche nennen wir Schall.

Auswertung Schaubild 2 Wie kommen die Töne / der Schall an unser Ohr? Die Luftteilchen schwingen hin und her und erzeugen dadurch Luftdruckunterschiede. Diese Druckluftschwankungen breiten sich aus => Schallwellen Rohr Luftteilchen Ausbreitung

Auswertung Schaubild 3 Wie schnell breitet sich der Schall aus? Der Schall breitet sich in der Luft mit einer Schallgeschwindigkeit von Vs = 340 m/s aus. Weitere Ausbreitungsgeschwindigkeiten: Vs = 1.480 m/s in Wasser Vs = 5.800 m/s in Eisen Vs = 0 m/s im Vakuum Gewitter: Zeitabstand zwischen Blitz und Donner => 3 s pro 1 km Einschlagsentfernung