Begriffe

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Begriffe

• Wellenlänge ?
• Periodendauer T 1/f
• Frequenz ? oder f
• Kreisfrequenz ? (2?)f
• Schallgeschwindigkeit v ??

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Freihandversuche auf Arbeitszetteln
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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?

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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.

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Resonanz

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

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Versuch zur Resonanz

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

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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.

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Freihandversuch klingende Gläser
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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?

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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 ..

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Versuch

• Geräusche mit Cassy aufnehmen

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Geräusche als Wellenpakete

• http//www.kettering.edu/drussell/Demos/superposi
  tion/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 Phasengeschwindigke
  iten der einzelnen Wellen.

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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?

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Überlagerung von Tönen ähnlicher Frequenz

• Versuch mit und ohne Cassy
• http//www.kettering.edu/drussell/Demos/superposi
  tion/superposition.html

Wenn sich zwei Töne ähnlicher Frequenzen
überlagern, entsteht eine Schwebung
Einhüllende
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Schwebung mathematische Beschreibung

• P1 P0 sin (?1t), P2 P0 sin (?2t)
• Mit dem Additionstheorem
• sin?1 sin?2
• 2 cos (0,5 (?1-?2)) sin (0,5 (?1?2)),
• folgt P P1 P2
• P 2 P0 cos (0,5 (?1-?2)t) sin (0,5 (?1?2)t)
• ?1?2 ist die Frequenz der Einhüllenden.