Experiment: Flaschenmusik Material: Mindestens vier gleiche Glasflaschen und Wasser (Abb. 9.1) So geht’s: Fülle in die Flaschen unterschiedlich viel Wasser und puste der Reihe nach gleich stark über die Flaschenhälse. Fülle nun statt Wasser eine andere Flüssigkeit in die Flaschen. Untersuche, wovon der Ton, den du hörst, abhängt. Durch das Blasen über die Öffnung der Flaschen, bewegt sich die Luft darin regelmäßig auf und ab. Eine solche Bewegung nennt man Schwingung. Je mehr Wasser in der Flasche ist, umso schneller ist die Schwingung und umso höher ist der Ton. Das bedeutet eine schnellere Schwingung führt zu einem höheren Ton und eine langsame Schwingung ergibt einen tieferen Ton. Zu jedem Ton gehört eine bestimmte Frequenz f (Schwingungsanzahl pro Zeit). Ein Ton ist umso höher, je größer seine Frequenz ist, das heißt, je mehr Schwingungen es pro Sekunde gibt (Abb. 9.2). In der Wissenschaft werden solche Zusammenhänge auch als Bruch aufgeschrieben, die Frequenz = Anzahl der Schwingungen ___________________ Zeit . Die Einheit der Frequenz wird in Hertz (Hz) angegeben. 1 Hz = 1 Schwingung pro 1 Sekunde. Der Hörbereich des Menschen liegt zwischen 16 Hz und 20 000 Hz. Der Bereich über dieser Hörgrenze wird als Ultraschall bezeichnet (Delfine und Fledermäuse (Abb. 9.3) können diese Töne wahrnehmen), der Bereich unter der Hörgrenze wird als Infraschall bezeichnet. Experiment: Das schwingende Lineal Material: flexibles Kunststofflineal So geht’s: Wiederhole das Experiment von Seite 21 und untersuche, wie du die Frequenz verändern kannst. Beobachte auch, was sich ändert, wenn du die Auslenkung veränderst. Wie du beim Experiment mit dem Lineal gesehen hast, kannst du die Frequenz eines Tons ganz leicht verändern (Abb. 9.4). Der Ton ist außerdem umso lauter, je größer die Auslenkung (Abb. 9.5). Die maximale Auslenkung einer Schwingung nennen wir Amplitude (9.6). Starke Auslenkung – große Schwingungsweite (Amplitude) – lautes Geräusch. Schwache Auslenkung – kleine Schwingungsweite (Amplitude) – leises Geräusch. Der Kammerton a´ hat eine Frequenz von 440 Hz. In der Musik verwendet man zur Stimmung von Instrumenten eine bestimmte Frequenz. Dieser Normstimmton wird als Kammerton aq bezeichnet. Bei vielen Musikinstrumenten werden Saiten verwendet, um einen Ton zu erzeugen. Du bist dran: Zupfe die auf einer Gitarre gespannten Saiten an. Dabei hörst du Töne. Beschreibe die Schwingungen der Saiten und vergleiche die verschiedenen Saiten. Eine Saite schwingt in der Mitte am stärksten (Schwingungsbauch) und die eingespannten Enden sind in Ruhe (Schwingungsknoten). Hat schon jemals jemand ein Atom gesehen? 9.6 Die Amplitude (A) ist die maximale Auslenkung einer Schwingung. T ist die Schwingungsdauer. 9.5 Je stärker du ein Lineal auslenkst, desto lauter wird der Ton. Wir sagen dazu: Ein Ton kann verschieden große Amplituden haben. leiser Ton lauter Ton 9.4 Mit einem Lineal kannst du die Frequenz eines Tons untersuchen tiefer Ton hoher Ton 9.3 Hörbereiche verschiedener Lebewesen Infraschall Hörbarer Bereich Ultraschall 16 Hz 0 Hz 20.000 Hz 1.000.000 Hz 9.2 Mit der Simulation in unserer -App kannst du ein Bild von einem tiefen und einem hohen Ton erzeugen. 9.1 Experiment: Tönende Flaschen 29 9 Tonhöhe und Frequenz Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=