Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Untersuche, überlege, forsche: Töne und Klänge 59.1 E 1 Die Töne schwingender Luftsäulen folgen ähnlichen Gesetzmäßigkeiten wie die Töne schwingender Saiten. Informiere dich und zeige z. B. an einer Flöte, wie du den Grundton verändern kannst. 59.2 S 2 a) Forsche nach, welche Blasinstrumente es gibt und wie sie klingen. S 2 b) Suche dir ein Blasinstrument aus und beschreibe möglichst genau, wie der Ton entsteht und wie er verändert werden kann. 59.3 S 2 Als Ludwig van Beethoven gegen Ende seines Lebens fast nichts mehr hörte, konnte er trotzdem am Klavier komponieren. Um die angeschlagenen Töne doch noch wahrnehmen zu können, klemmte er seinen Spazierstock im Klavierdeckel ein und nahm den Griff zwischen die Zähne. Wie erklärst du diese ungewöhnliche Hörhilfe? 59.4 E 1 Fülle eine Flasche am Wasserhahn. Wird der Ton, den du hörst, mit steigen- dem Wasserspiegel höher oder tiefer? Hast du eine Erklärung dafür? 59.5 S 1 Wie wird ein Instrument, z. B. eine Gitarre oder eine Violine, gestimmt? Lass es dir von jemanden, der das Instrument spielt, zeigen! Will man die Klangfarbe verändern, so muss man die Ausbildung der Obertöne be- einflussen. Die Obertöne sind es, die den Klangcharakter eines Instrumentes fest- legen. Daher klingt der Kammerton a bei einer Violine anders als bei einem Klavier, obwohl die Klanghöhe in beiden Fällen genau 440Hz beträgt. Mit elektro- nischen Instrumenten kann man harmonische Eigenschwingungen in fast jeder beliebigen Mischung herstellen. Dennoch ist der Ton etwa einer Stradivarigeige unverkennbar und lässt sich in seiner Eigenart nicht künstlich erzeugen. Ein Grund dafür ist der spezielle Resonanzkörper der Geige. Wie die Geige besitzt je- des Saiteninstrument einen Resonanzkörper, der mit den Saiten mitschwingt und deren Töne verstärkt. Resonanzkörper schwingen auf vielfältige Weisen, die vom Bau des Instruments abhängen. Das Prinzip des Resonanzkörpers lässt sich mit einem Experiment ver- anschaulichen. Dabei wird nicht die Luft in einem Hohlraum zum Schwingen an- geregt, sondern eine einfache Platte aus Metall oder Glas: Experiment: Chladnische Klangfiguren 59.1 E 1 Du brauchst: Eine Glas- oder Metallplatte, die du in der Mitte fest einspannst. Korkmehl, einen kleinen Lautsprecher, einen Tongenerator. Bestreue die Platte mit Korkmehl und rege sie zum Schwingen an, indem du den Lautsprecher dicht unter die Platte hältst. (Du kannst die Platte auch mit einem Geigenbogen zum Schwingen bringen!) Ähnlich wie bei der Kundt’schen Röhre bilden sich stehende Wellen, sobald die Platte mit einer ihrer Eigenfrequenzen angeregt wird. Bei bestimmten Frequenzen erkennst du Schwingungsbäuche und Knotenlinien. Die Schwebung Experiment: Akustische Schwebung 59.2 E 1 Du brauchst: Zwei Tonerreger mit geringfügig unterschiedlicher Frequenz z. B. zwei gleiche Stimmgabeln, wovon eine durch Aufsetzen eines Massestückes etwas verstimmt wird. Oder: 2 Tongeneratoren. Oder: 1 Tongenerator und 1 Stimm- gabel etc., ein Oszilloskop Höre gleichzeitig beide Tonquellen und überprüfe, was du hörst, mit Hilfe des Oszilloskops. Schwebung tritt ein, wenn die Frequenzen der beiden Tonquellen sich nur wenig un- terscheiden. Du hörst dann einen einzigen Ton, der periodisch lauter und leiser wird. Am Oszilloskop erkennst du, dass sich die Amplitude des Tons periodisch ändert. Die Schwebung hat vor allem Bedeutung beim Stimmen von Musikinstrumenten . 59.1 Das Verkürzen der Luftsäule bei einer Flöte erfolgt durch Öffnen und Schließen der Löcher. 59.2 Schlägt man eine mit Wasser gefüllte Flasche an, dann klingt sie. Ist der Klang höher oder tiefer, wenn mehr Wasser eingefüllt wird? Warum? 59 | WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv