Begriffe Wellenlnge Periodendauer T 1f Frequenz oder f

Begriffe • • • Wellenlänge: λ Periodendauer: T = 1/f Frequenz = υ oder f Kreisfrequenz: ω = (2Π)*f Schallgeschwindigkeit: v = υ*λ

Freihandversuche auf Arbeitszetteln

Schaukel • Wie schubst man ein Kind auf der Schaukel an, damit es möglichst hoch schaukelt? • Was passiert wenn man das Kind nur selten anschubst? • Was passiert, wenn man das Kind „zu oft“ anschubst?

Schaukel (2) • Die Schaukel ist wie ein Pendel. Sie besitzt eine Eigenschwingung, die von der Länge der Schaukel abhängt. • Schubst man nur selten an, schwingt die Schaukel mit der Frequenz ihrer Eigenschwingung. • Schubst man zu oft, schwingt die Schaukel nur mit kleiner Amplitude nahe der Erregerfrequenz. • Schubst man in der Frequenz der Eigenschwingung erreicht man maximale Amplitude.

Resonanz • Wird ein Gegenstand mit einer Frequenz angeregt, die seiner Eigenfrequenz entspricht, so tritt der Resonanzfall auf

Versuch zur Resonanz • 1. Bewegung der Kugel nach Anschlagen der rechten Stimmgabel? • 2. Tonerzeugung bei der linken Stimmgabel nach Anschlagen der rechten Stimmgabel?

Versuchsergebnis • Eine Stimmgabel lässt sich zu Schwingungen anregen, wenn sie identisch ist mit der Erregerstimmgabe. • Grund: Beide Stimmgabeln besitzen die gleiche Eigenschwingung, schwingen also mit der gleichen Frequenz. • Resumee: Ein schwingungsfähiger Körper kann durch auf ihn übertragene Schwingungen zur Resonanzschwingung angeregt werden.

Freihandversuch: klingende Gläser

Wiederholung • Ton: Schallereignis, das aus nur einer Sinuswelle besteht: • Klang: Schallereignis, das sich aus verschiedenen Sinuswellen zusammensetzt, die in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. • Geräusch?

Geräusch • Von einem Geräusch spricht der Physiker dann, wenn ein Schallereignis aus vielen verschiedenen Tönen besteht, die nicht im Verhältnis der Obertöne zueinander stehen. • Beispielsweise entsteht beim Eingießen von Tee in eine Tasse ein Geräusch. • Andere Beispiele. .

Versuch • Geräusche mit Cassy aufnehmen

Geräusche als Wellenpakete • http: //www. kettering. edu/~drussell/Demos/superposition. html • In Wirklichkeit: Wellenpakte zerlaufen, das heißt, sie werden flacher und breiter • Grund: Dispersion • Dispersion beruht auf der Tatsache, dass die Geschwindigkeit der Welle von der Wellenlänge anhängt. • Daher ist die Gruppengeschwindigkeit eines Wellenpaketes nicht gleich den Phasengeschwindigkeiten der einzelnen Wellen.

Versuch: Stimmgabel mit Gewicht • Wie verändert sich der Ton der Stimmgabel durch das Massestück? • Wie verändert sich der Ton durch Verschieben des Massestückes? • Was ist zu erwarten, wenn zwei gleiche Stimmgabeln gemeinsam angeschlagen werden, eine jedoch mit einem Massestück versehen ist?

Überlagerung von Tönen ähnlicher Frequenz • Versuch – mit und ohne Cassy • http: //www. kettering. edu/~drussell/Demos/superposition. html Einhüllende Wenn sich zwei Töne ähnlicher Frequenzen überlagern, entsteht eine Schwebung

Schwebung – mathematische Beschreibung • P 1 = P 0 sin (ω1 t), P 2 = P 0 sin (ω2 t) • Mit dem Additionstheorem: sinθ 1 + sinθ 2 = 2 * cos (0, 5 (θ 1 -θ 2)) sin (0, 5 (θ 1+θ 2)), folgt: P = P 1 + P 2 P= 2 P 0 cos (0, 5 (ω1 -ω2)t) sin (0, 5 (ω1+ω2)t) ω1+ω2 ist die Frequenz der Einhüllenden.