5.2.1 Akustische Phänomene als Wellenphänomene wahrnehmen und beschreiben
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können akustische Phänomene als Wellenphänomene wahrnehmen und beschreiben.
Dopplereffekt und Überschallflug
Dieses Kapitel erklärt anschaulich den Dopplereffekt bei bewegten Schallquellen und Beobachtern sowie Phänomene des Überschallflugs wie den Machschen Kegel. Herleitungen, physikalische Formeln und ein konkretes Anwendungsbeispiel mit ausführlicher Lösung runden das Thema ab.
Elektromagnetische Wellen
Dieses umfassende Lehrmittel erklärt die Entstehung und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen von Hertzschen Versuchen über offene Schwingkreise und Halbwellendipole bis hin zu Fernfeld und Poynting-Vektor. Es verbindet anschauliche Beschreibungen mit mathematisch-formalen Zusammenhängen und bietet einen tiefen Einblick in die physikalischen Grundlagen der Antennentechnik und Energieübertragung.
Akustik: Grundlagen und Astronautengespräch
Der Artikel vermittelt Grundwissen zu akustischen Phänomenen, Schallquellen und Schallempfängern. Eine zugehörige Aufgabe behandelt zudem das Thema eines Astronautengesprächs im Kontext von Schallwellen.
Interaktive Simulation zu stehenden Längswellen in Rohren
Diese interaktive HTML5-App veranschaulicht stehende Longitudinalwellen in Rohren mit verschiedenen Randbedingungen. Lernende können zwischen Grund- und Oberschwingungen umschalten, die Rohrlänge anpassen sowie Elongation und Druckschwankungen analysieren.
Interaktive Simulation zur Schwebung von Schallwellen
Dieses Material beschreibt das physikalische Phänomen der Schwebung, welches durch die Überlagerung zweier Schallwellen mit beinahe übereinstimmender Frequenz entsteht. Eine integrierte interaktive Simulation mit Diagrammen veranschaulicht die Addition der Elongationen und die daraus resultierende periodische Lautstärkeveränderung.
Stehende Wellen in Medien, Röhren und der menschlichen Stimme
Dieses Lehrmittel erklärt anschaulich die Entstehung und Eigenschaften stehender Wellen anhand von Beispielen wie Saiten, Pfeifen, dem Kundtschen Staubrohr, dem Rubensschen Flammenrohr sowie der menschlichen Stimme. Mathematische Beziehungen für Eigenschwingungen werden hergeleitet und mit anschaulichen Beispielen aus der Akustik verknüpft.
Fouriersynthese und -analyse
Dieses interaktive Applet ermöglicht es Schülerinnen und Schülern, Klänge zu hören, Klangkurven von Hand zu zeichnen und Klänge mittels einer Fourierreihe aufzubauen. Es bietet einen spielerisch-explorativen Zugang zu akustischen Phänomenen.
Der Dopplereffekt: Simulation und Schülerversuch
Dieses Unterrichtsmaterial veranschaulicht den Dopplereffekt mithilfe einer interaktiven Online-Simulation und einem Videobeispiel eines Schüler-Experiments. Anhand konkreter Fragestellungen zum Video und einer beigelegten Berechnung wird das Phänomen quantitativ und qualitativ erarbeitet.
Begrenzte Wellenmedien: Reflexion, Transmission, Dämpfung und Echoortung
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anschaulich das Verhalten von Wellen an begrenzten Medien, einschliesslich Reflexion an festen und freien Enden, Transmission und Dämpfung. Zudem werden technische und biologische Anwendungen wie Echoortung, Sonar und Sonographie praxisnah vorgestellt.
Energie und Intensität einer Welle
Der Text behandelt die physikalischen Grundlagen zur Energie, Intensität und zum Schallpegel von Wellen sowie deren biologische Anwendungen in der Bioakustik. Er erklärt mathematische Zusammenhänge wie das Weber-Fechnersche Gesetz und führt wichtige Einheiten wie Dezibel ein.
Grundlagen der Schwingungslehre
Der Text führt in die Grundlagen der Schwingungslehre ein, definiert wichtige Begriffe wie Amplitude, Periodendauer und Frequenz und unterscheidet zwischen harmonischen und nicht harmonischen Schwingungen. Zudem wird der Zusammenhang zwischen Frequenz und Tonhöhe sowie das Weber-Fechnersche Gesetz anhand von Beispielen erläutert.
Akustische Phänomene: Schall, Schallquellen und Schallempfänger
Der Artikel vermittelt Grundwissen über akustische Phänomene, beschreibt Schallquellen sowie Schallempfänger und beleuchtet die physikalischen Grundlagen des Schalls.
Der Dopplereffekt am Beispiel eines Notarztwagens
Das Material beschreibt kurz das akustische Phänomen des Dopplereffekts anhand eines Notarztwagens mit Martinshorn. Es enthält eine Bemerkung über eine unrealistisch hohe angenommene Fahrzeuggeschwindigkeit, bietet jedoch keine Erklärungen, Formeln oder Aufgaben.
Akustische Phänomene - Grundwissen und Quiz
Der Artikel bietet eine kurze Übersicht zum Grundwissen über akustische Phänomene, Schallquellen sowie Schallempfänger und wird durch ein kurzes Quiz ergänzt. Es fehlen jedoch ausführliche Erklärungen, Beispiele und Musterlösungen.
Töne sehen und erforschen - Lösungen
Dieses Dokument enthält lediglich die Lösungen zu einer Werkstatt zum Thema Töne und Schallwellen und verweist auf eine externe Computersimulation. Ohne die dazugehörigen Aufgabenstellungen und Erklärungen ist es für den Unterricht nur sehr eingeschränkt nutzbar.