Arbeitsblatt: Akkustik 2

Hohe, tiefe, laute und leise Töne Akustik II Das musst du nach diesen 2 Lektionen können: Du kannst das Schwingungsbild von einem lauten, einem leisen, einem hohen und einem tiefen Ton zeichnen und deren Unterschied erklären. Du kannst die Begriffe Frequenz und Amplitude erklären. Du kannst aufzeigen, wie sich Schall ausbreitet. Zur Erinnerung: Schall entsteht dadurch, dass ein Gegenstand schwingt. Auch eine Luftsäule kann schwingen. Datum: 18.01.08 1 Hohe, tiefe, laute und leise Töne 1. Unterschiedliche Töne: laut, leise, hoch und tief Warum summt die Mücke höher als die Biene? Um diesen Sachverhalt geht es in dieser Lektion. Eure Erkenntnisse, sowie Antworten könnt ihr auf separaten Blättern festhalten. 1.1 Die Tonhöhe 1. Versuch: Die Lehrperson hat Stricknadeln in einen Schraubstock eingeklemmt. Die freien Enden sind verschieden lang. Beschreibe den Versuch kurz auf einem separaten Blatt und beantworte die folgenden Fragen. Konntest du einen Unterschied zwischen den einzelnen von der Lehrperson erzeugten Töne heraushören? Wenn ja, welchen? Versuche einen Merksatz dazu zu notieren! 2. Lies den Text durch und beantworte die Fragen. Laute und Leise Im Versuch hast du erlebt, dass Töne verändert werden können. Eine an der Tischplatte befestigte Stricknadel erzeugt bei einer maximalen Länge einen tiefen Ton. Bei halber Länge erklingt ein höherer Ton. Bei halber Länge schwingt das freie Ende der Stricknadel innerhalb eines gleichen Zeitraums öfter hin und her als bei maximaler Länge. Je voller die Flasche ist, desto kleiner wird die verbleibende Luftsäule und damit wird der Ton auch höher, da die Luftsäule schneller schwingt. Die Mundharmonika ist ein gutes Beispiel dafür. Unter der Metallabdeckung der Mundharmonika befinden sich verschieden lange, schlitzförmige Öffnungen. Darauf befinden sich beweglich befestigte, auch verschieden lange, kleine Metallstreifen (s. Abb. 1). Abb. 1 Datum: 18.01.08 2 Hohe, tiefe, laute und leise Töne Diese Metallstreifen werden durch die hineingeblasene Luft zum Schwingen gebracht. Auch hier erzeugen kurze Metallstreifen hohe Töne, wie bei den Stricknadeln. Sie machen schnellere Schwingungen als lange Metallstreifen. Die langsam schwingenden, langen Metallstreifen sind also für die tiefen Töne verantwortlich. Die Tonhöhe hängt also immer von der Zahl der Schwingungen in einer Sekunde ab. Man spricht auch von der Frequenz, die Masseinheit der Frequenz ist 1 Hertz. Je höher die Frequenz ist, desto höher ist also ein Ton. Die Kurven verschieden hoher Töne unterscheiden sich bei gleicher Lautstärke in der Dichte, also in der Häufigkeit der Schwingungen pro Sekunde. Die Kurven hoher Töne haben mehr Schwingungstäler und –berge als die von tiefen Tönen in der gleichen Zeit. Anzahl Schwingungen Sekunde Frequenz (Masseinheit Hertz, Hz) Verschiedene Frequenzen: Wie ist es nun aber bei einer Gitarre? Die Saiten einer Gitarre haben alle die gleiche Länge, trotzdem lassen sich unterschiedliche Töne erzeugen. Durch Drücken auf einen der Metallbünde verkürzt sich die Saite und wird damit zu schnelleren Schwingungen angeregt. Ausserdem haben die Saiten der Gitarre unterschiedliche Stärken. Dickere Saiten schwingen langsamer, denn dünnere. Interessant ist, dass der Mensch lediglich Frequenzen von 16 bis etwa 1600 Hertz hört. In jungen Jahren sogar bis 2000 Hz. Alles was darüber hinaus geht bezeichnet man als Ultraschall. Datum: 18.01.08 3 Hohe, tiefe, laute und leise Töne Fragen: 1. Wie können Töne verändert werden? 2. Erkläre den Begriff Frequenz. 3. Zeichne eine Kurve für einen tiefen Ton und eine für einen hohen Ton. 1.2 Die Lautstärke Vorgehen: Führe den folgenden Versuch alleine durch und halte deine Erkenntnisse fest. Du brauchst dazu ein Lineal. Zupfe am Lineal das mit dem einen Ende über die Tischkante hinaus geht einmal stark und einmal schwach. Kreuze anschliessend zutreffendes an und beantworte die gestellten Fragen. Ändert sich dabei die Tonhöhe? Ändert sich dabei die Lautstärke? Ja Ja Nein Nein Laute und leise Töne unterscheiden sich dadurch voneinander, dass der Ausschlag nach oben und nach unten grösser ist bei lauten Tönen als bei leisen Tönen. Dieser Ausschlag nennt man Amplitude. Fragen: 1. Wie kann man die Lautstärke eines Tones beeinflussen? Datum: 18.01.08 4 Hohe, tiefe, laute und leise Töne 2. Im Bild oben sind drei Töne dargestellt mit unterschiedlicher Amplitude. Welche der folgenden Aussagen ist richtig? Kreuze an. a) Der erste Ton ist der lauteste der drei. b) Der dritte Ton ist lauter als der zweite. c) Der zweite Ton ist am leiseste. d) Der erste Ton ist der leiseste. e) Der lauteste Ton der drei ist der dritte Ton. Fragen zur Tonhöhe und Lautstärke: 1. Kreuze die richtigen Aussagen an! lauter als leiser als höher als tiefer als C E 2. Zeichne eine Kurve für einen Ton der sowohl laut als auch tief ist. 3. Zeichne eine Kurve für einen Ton der leise und hoch ist. Datum: 18.01.08 5