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Schallwellen

Unterrichtspläne von Oliver Smith

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Sound-Unterrichtspläne


Alle Geräusche werden durch Vibrationen verursacht. Die Größe und Geschwindigkeit dieser Vibrationen bestimmen die Tonhöhe und die Lautstärke des erzeugten Tons. Die Ohren des Menschen haben sich entwickelt, um Geräusche zu sammeln und zu verarbeiten, sodass wir hören können. Neben dem Hören wird der Schall auch für eine Reihe anderer Dinge verwendet, beispielsweise für medizinische Bildgebung und Sonar. Fledermäuse verwenden Geräusche, um ihre Beute nachts zu jagen. Indem sie sehr laute, sehr hohe Impulse aussenden, können sie Insekten lokalisieren, indem sie die von ihnen reflektierten Schallwellen erkennen.

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Sound Informationen

Alles, was wir jemals gehört haben, wurde durch eine Vibration erzeugt. Eine Schwingung, deren Energie durch Longitudinalwellen auf unsere Ohren übertragen wurde. Longitudinalwellen sind Wellen, bei denen die Partikel des Mediums in die gleiche Richtung schwingen wie die Richtung, in die sich die Welle bewegt. Schallwellen können sich durch Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase bewegen. Schallwellen können nicht durch ein Vakuum wandern, da sie ein Medium benötigen, um hindurch zu wandern. Schallwellen breiten sich in Festkörpern am schnellsten aus, da die Teilchen, aus denen sie bestehen, mit starken Bindungen eng zusammenliegen. Sie können die Partikelanordnungen von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen mithilfe von Aktivitäten aus den Unterrichtsplänen für Zustände der Materie überprüfen. Der Schall bewegt sich in der Luft mit 340 m / s, im Wasser mit 1560 m / s und im Stahl mit 5000 m / s. Dies ist viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit von 3 x 10 8 m / s (300.000.000 m / s). Dies erklärt den Unterschied zwischen dem Blitz und dem Donnergrollen. Wie andere Wellen, wie elektromagnetische Wellen , können Schallwellen reflektiert, gebrochen und gebeugt werden. Reflektierte Schallwellen werden häufiger als "Echos" bezeichnet.

Die Lautstärke und die Tonhöhe eines Klangs hängen von der Form der Schallwelle ab. Die Lautstärke einer Welle hängt von der Amplitude der Welle ab. Je größer die Amplitude, desto lauter der Klang. Die Tonhöhe bezieht sich auf die Frequenz einer Welle, die in Hertz gemessen wird. Eine Welle mit einer hohen Frequenz hat eine hohe Tonhöhe. Obwohl wir keine Schallwellen sehen können, können wir ein an ein Mikrofon angeschlossenes Oszilloskop verwenden, um eine visuelle Darstellung der Wellen zu erzeugen. Mit einem Oszilloskop können wir die Tonhöhe und Lautstärke verschiedener Wellen vergleichen.

Der Bereich für normales menschliches Gehör liegt zwischen 20 Hz und 20.000 Hz (20 kHz). Der Hörbereich variiert von Person zu Person, wobei der Hörbereich mit zunehmendem Alter des Menschen abnimmt. Schall mit einer Frequenz über 20 kHz wird als Ultraschall bezeichnet . Töne mit einer Frequenz unter 20 Hz werden als Infraschall bezeichnet.

Ultraschall hat eine Reihe praktischer Anwendungen. Ultraschallwellen können verwendet werden, um den Fortschritt einer Schwangerschaft zu überprüfen. Im Gegensatz zu ionisierenden Röntgenstrahlen schädigen Ultraschallwellen den Fötus nicht. Sie werden auch von einigen Tieren wie Fledermäusen und Delfinen verwendet, um Dinge zu lokalisieren. Diese Tiere senden einen Ultraschallimpuls aus und lauschen dann dem Echo. Der Zeitunterschied und der Ort dieser reflektierten Welle geben den Tieren eine Vorstellung davon, wo sich das Objekt befindet.

Die menschlichen Ohren wurden angepasst, um Geräusche gut zu lokalisieren. Mit zwei Ohren kann der Mensch herausfinden, aus welcher Richtung der Schall kommt. Der äußere Teil des Ohrs, die so genannte Ohrmuschel, leitet Schallwellen in den Gehörgang. Am Ende des Gehörgangs befindet sich ein sehr dünnes Stück Haut, das als Trommelfell bezeichnet wird. Durch die Schallwellen vibriert das Trommelfell. Auf der anderen Seite des Trommelfells befinden sich drei sehr kleine Knochen, die zusammen als Gehörknöchelchen bezeichnet werden. Diese drei Knochen werden aufgrund der Knochenformen als Hammer, Amboss und Steigbügel bezeichnet. Diese Knochen sind so angeordnet, dass die Schwingungen verstärkt werden. Der Steigbügel ist mit der Cochlea verbunden. Die Cochlea ist mit Flüssigkeit gefüllt, die die Schwingungen in elektrische Signale umwandelt. Diese Signale gelangen dann über den Hörnerv zum Gehirn.


Grundlegende Fragen zum Sound

  1. Was ist Schall?
  2. Wie können Sie den Klang ändern?
  3. Warum kannst du nicht im Weltraum hören?
  4. Wie kann Sound nützlich sein?
  5. Hören wir dasselbe wie andere Tiere?


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