Arbeitsaufträge zur Akustik

Allgemeine Bemerkungen:

• Manche Internetseiten enthalten Formeln, die ihr noch nicht kennen könnt. Macht es einfach so, wie in den meisten Mathe- und Physikstunden: ignoriert sie ;-)

• Die Antwort auf einige Fragen findet ihr nicht explizit ("ausdrücklich", "klar und deutlich") auf den Seiten. In solchen Fällen müsst ihr nachdenken; versucht es mal - tut gar nicht weh ;-)

1. Informiert euch über Schwingungen bei

   http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/mechanische-schwingungen

   Ihr solltet danach folgende Begriffe kennen: harmonische Schwingung, Elongation, Schwingungsdauer, Amplitude, Schwingungsfrequenz, Kreisfrequenz

   Was hat eine harmonische Schwingung mit einem Kreis zu tun? (Schaut euch die Animation an!)

2. Informiert euch über Wellen bei

   http://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-wellen/wellen

   1. Was haben Wellen mit harmonischen Schwingungen zu tun?

   2. Was versteht man unter Transversalwellen? Was sind Longitudinalwellen?

   3. Was muss für die Atome eines Mediums gelten, damit sich Transversalwellen ausbreiten können?

   4. Sind Schallwellen Longitudinal- oder Transversalwellen?

   5. Was ist eine Schwebung? Wie entsteht sie?
      

3. Schallquellen (siehe u.a. unter:)

   http://www.leifiphysik.de/akustik/akustische-phaenomene/ausblick/schallquellen

   1. Skizziere, wie eine Stimmgabel einen Ton erzeugt.

   2. Welchem Ton der Tonleiter entspricht eine Schallwelle mit 440 Hz?

   3. Vervollständige folgende Tabelle:

      Ton	c1	d1	e1	f1	g1	a1	h1	c2
      Frequenz / Hz

      
      
      
      

   4. Was versteht man unter Obertönen?

   5. Woran liegt es, dass Instrumente unterschiedlich klingen, selbst wenn sie den gleichen Ton spielen?

   6. Beschreibe, wie ein Lautsprecher Töne erzeugt.

4. Macht euch mit dem Programm Audacity vertraut (open-source-Software, für alle gängigen Betriebssysteme erhältlich, ihr könnt zu Hause also weiterspielen):

   Nehmt/spielt Töne auf/ab, probiert Effekte aus, entfernt Rauschen, speichert Sounddateien (mp3-, wav-, ogg-Format), zoomt in die Töne, analysiert Spektren (einen Bereich der Tonspur markieren -> "Analyse" -> "Spektrum") u.v.m.

5. Nehmt folgende Klänge auf und analysiert die Spektren jeweils nach einer (vernünftigen) Rauschentfernung:

   1. Pfeifen eines Tons

   2. Singen eines Tons

   3. Klatschen (nicht Applaus, sondern einmaliges, kurzes Klatschen)

   4. Kammerton a1 verschiedener Instrumente

   Beschreibt möglichst präzise die Spektren!

6. Mit welchen Frequenzen schwingen die Stimmgabeln in den Sounddateien 1.mp3, 2.mp3 und 3.mp3:

   http://physik.ernesti.org/Akustik/

7. Was versteht man unter einer Schwebung? Skizziere das Spektrum einer Schwebung (ohne Obertöne).

8. Wie funktioniert ein Synthesizer?

   Suche eine Synthesizer-Simulation im Internet und versuche den Klang einer Violine zu erzeugen.

Und immer dran denken:
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