Td3 Beschreibung Töne
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Datei: Td3 Beschreibung Töne Td3 Versuchsbeschreibung: Stand: 4.9.2015 Seite 1 „Wir zaubern mit Tönen – Teil 1“ Töne erzeugen, Tonhöhen erkennen, Luftschwingungen nachweisen und spüren Wie entsteht ein Ton? Durch Zupfen, Streichen, Auslenken, Schlagen, Blasen, Drehen, …. Wodurch unterscheiden sich die Töne? Durch Tonhöhen und Lautstärken Nr. Versuchsbeschreibung T1 Gummigitarre Materialien Bemerkungen Gründe für den lauteren Ton: Die Schwingung der Gummis setzt die umgebende Luft in Schwingung. Die Backform schwingt mit; der Ton wird dadurch lauter. Die Backform dient als Resonanzkasten. (Saitenschwingung) Zwei verschieden dicke Gummiringe werden der Länge nach über eine Backform gezogen, an den Kanten festgedrückt und gezupft. Die Tonhöhe richtet sich nach der Dicke der Gummis und der Spannung (schwingende Masse). 5 Blechbackformen*) 5x2 verschieden dicke Gummiringe Dann wird ein Dreikantholz unter die Gummiringe 5 Dreikanthölzchen geschoben. Dadurch werden die Saitenlängen verkürzt und der Ton höher. Die Backform soll nun von Kind A zwischen die Hände genommen werden, während Kind B die Gummis zupft. Kind A kann die Schwingungen der Backform spüren. Grund für die unterschiedlichen Tonhöhen erläutern 5x Hinweis: Resonanz bedeutet Mitschwingen, Reflektion bedeutet Zurückwerfen. Auf Schreibweise hinweisen: Klangsaite und Leseseite *) Der Versuch kann auch mit geschlossenen Pappkartons durchgeführt werden, Größe etwa 18cm x 26 cm. Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde wird in Hertz angegeben. Viele Schwingungen pro Sekunde Arbeitsblattaufgabe T1 erzeugen hohe Töne; tiefe Töne haben weniger Beziehung zw. Saitenlänge und Schwingungen pro Sekunde. Tonhöhe An der Auflage der Saite ist immer ein Knoten (= Schwingungsende), d.h. die Länge der Saite zwischen den Auflagen bestimmt die Schwingungslänge. Kurze Saitenlängen verursachen hohe Töne, weil sie schneller schwingen als lange. Instrumente mit Saitenschwingungen aufzählen lassen: Zupfinstrumente: Gitarre, Harfe, Zither Streichinstrumente: Geige, Cello, Bass Schautafel 1: Schwingungen mit unterschiedlichen Tonhöhen und Lautstärken, hörbare Frequenzen T2 Resonanzbecher Ein Stück Schnur durch zwei Finger streifen lassen. Man hört kaum einen Ton. Dann die Schnur, die durch den Boden eines Plastikbechers gezogen ist, durch zwei Finger streifen lassen. Jetzt hört man deutlich einen Ton. In einen leeren Eimer sprechen Vorgang: 5 Plastikbecher mit Schnur Die Schwingung wird von der Schnur auf den Becherboden durch den Boden übertragen, der mitschwingt. Der (Plastikbecher möglichst von Becherboden überträgt die unterschiedlicher Größe) Luftschwingungen an die Luft. Durch die Becherform werden die Leerer Eimer Schwingungen gebündelt und lauter wahrgenommen. 5 lose Schnüre 5x T3 Linealklänge (Metallschwingung) Das Metalllineal wird mit der Hand so auf den Tischrand gedrückt, dass ein Teil es Lineals übersteht. Der überstehende Teil wird nach unten gebogen, dann losgelassen und dadurch zum Schwingen angeregt. Beim Schwingen gibt er einen Ton ab, der durch die Resonanz der Tischplatte verstärkt wird. Der frei schwingende Teil soll mal 3 cm, dann 5 cm und zuletzt 7 cm lang sein; es sind jeweils die Tonhöhen festzustellen. Der frei überstehende Teil des Lineals wird mal kräftiger nach unten ausgelenkt mal weniger stark (Lautstärke). Kinder legen ihr Ohr auf die Tischplatte, um festzustellen, ob der Ton vom Tisch weiter geleitet wird. 5 Metalllineale 5x Glockenspiel + Notenblatt Instrumente mit Metallschwingungen aufzählen lassen: Klangschale, Stimmgabel Triangel, Zimbel, Becken, Gong Mit dem Glockenspiel können die Tonhöhen in Anhängigkeit von der Länge der Metallplatten gezeigt werden. Datei: Td3 Beschreibung Töne Stand: 4.9.2015 Td3 Versuchsbeschreibung: „Wir Nr. T4 Seite zaubern mit Tönen – Teil 1 “- Versuchsbeschreibung Flaschentrommel (Teilkörperschwingung durch Schlagen) Die Flaschentrommel wird mit ihrer Öffnung in etwa 3 cm Abstand vor ein brennendes Teelicht gehalten. Wenn man auf das Gummi schlägt, entsteht ein Ton; die damit verbundenen Luftschwingungen lassen das Teelicht erlöschen. Materialien Fortsetzung 1 Bemerkungen 5 Flaschentrommeln 10 Teelichter 5 Gasanzünder Hinweis: Immer zwei Teelichter gleichzeitig anzünden, damit die Kinder am Tisch den Versuch leichter wiederholen können. Arbeitsblattaufgabe T4 Tonübertragung durch die Luft Dieser Versuch demonstriert, dass der Ton durch Luftschwingungen übertragen wird 2 5x Schautafel 2: Ohr und Schautafel 3: Lautstärken + Einwirkungsdauer / Gehörschädigung T5 Heulschlauch (Luftsäulenschwingung) Jeder Tisch erhält einen Heulschlauch. Fünf Kinder dürfen gemeinsam ihre Heulschläuche kreisen lassen. Durch die Drehung wird die Luftsäule im Schlauch in Schwingung versetzt. Es entsteht ein Ton. Wovon hängt die Tonhöhe ab? Stopft man einen Korken in die untere oder obere Öffnung, so kann die Luft nicht mehr schwingen und der Heulschlauch gibt kaum noch einen Ton ab. T6 Hörrohr Heulschläuche erhält man in Spielwarenabteilungen oder im Internet; der Versuch funktioniert aber auch mit Flexischläuchen aus der Elektroabteilung von Baumärkten, aber längst nicht so gut. 5x 5 Heulschläuche Das eine Ende eines Plastikschlauches wird an ein Ohr gehalten, das andere Ende vor den Mund. Wenn man nun in das Rohr flüstert, hört sich das besonders laut an. Mit dem Plastikschlauch kann man seine Herztöne hören. T7 Flaschenorgel Hinweis: 5 Heulschläuche 5 Korken Vorsicht: Stethoskop vorführen 5x Hinweis: Je kleiner das Luftvolumen in der Flasche ist, umso höher ist der Ton, wenn man das Luftvolumen zum Schwingen anregt. 10 unterschiedlich große Jeder Tisch erhält zwei teilweise mit Wasser gefüllte Flaschen (Luftsäulenschwingung) Flaschen, eine Schale und eine Spritze. Die Kinder sollen mit ihrem Mund oder durch einen Strohhalm Luft über die Flaschenöffnung blasen und dadurch einen Ton erzeugen. Dabei müssen sie den Strohhalm so an den Flaschenrand halten, dass er nach oben halb hinüberschaut und der Luftstrom dicht über den Glasrand streicht. Durch Verändern des Wasserstands mit Hilfe der Spritzen wird die schwingende Luftsäule größer oder kleiner und damit auch die Tonhöhe verändert. T8 Lotosflöte Jeder Tisch bekommt eine Schiebeflöte und kann durch das Verschieben des Kolbens die Veränderung der Tonhöhe feststellen. Wie erzeugt man den tiefsten Ton? Durch eine lange oder eine kurze Luftsäule? Die Moderatorin gibt einen Ton vor, den die Kinder an den Tischen nachmachen sollen. 5 Strohhalme 5 Schalen 5 Spritzen Wasser 1 Paket Papiertaschentücher 5x 5 Schiebeflöten Die Kinder dürfen nicht zu laut ins Rohr sprechen, um das Trommelfell nicht zu gefährden. Klopft man aber mit einem Stöckchen an die Flasche, so dass das Wasser in Schwingung versetzt wird, ist es umgekehrt: Je größer das Wasservolumen in der Flasche ist (also kleineres Luftvolumen), umso tiefer wird der Ton. Instrumente mit Luftschwingungen Holzblasinstrumente: 5x Flöte, Klarinette, Alphorn, Fagott, Oboe Blechblasinstrumente Trompete, Posaune, Horn, Tuba, Orgel Datei: Td3 Beschreibung Töne Td3 Versuchsbeschreibung: „Wir Nr. T9 Stand: 4.9.2015 Seite zaubern mit Tönen – Teil 1 “ - Versuchsbeschreibung Materialien 3 Fortsetzung 2 Bemerkungen Spüren von Luftschwingungen T9a Kitzelndes Backpapier 30 Blättchen Backpapier (5cm x 8cm) Ein Blättchen Backpapier wird zur Hälfte längs gefaltet, der geknickte Teil wird zwischen die gespitzten Lippen gehalten und dann wird gesummt. Es kitzelt, leider in der Regel nicht bei allen Kindern! Auf trockene Lippen achten! T9b Puste-Paula alle Kinder --- alle Kinder „Paula“ sprechen und die Hand vor den Mund halten oder „Der Potsdamer Postkutscher putzt den Potsdamer Postkutschkasten“ T9c Der zitternde Luftballon Ein aufgeblasener Luftballon wird zwischen den Fingerspitzen gehalten. Dann wird ein großes Tamburin angeschlagen. Die durch den Ton erzeugte Luftschwingung lässt den Luftballon erzittern 5 Luftballons 5 Ballonklammern Au s s or t ier t zu zeitaufwändig 1 Luftballonpumpe T10 Demonstration von Längs- und Querwellen (Longitudinal- oder Schunkelwellen und Transversal- oder Seilwellen) Es werden erst fünf Spiralen verteilt, auf den Tisch gelegt, in Schwingung versetzt und dabei die Wellennatur des Schalls erklärt. Dann 10 Kinder nach vorn holen und fragen, wie man eine Längswelle darstellen kann. Die Kinder müssen sich anfassen und schunkeln: sie bleiben dabei fest an ihrem Platz stehen. Auf diese Weise können wandernde Luftverdichtung und -verdünnung einer Längswelle demonstriert werden. Die Bewegung erfolgt in Ausbreitungsrichtung, daher Längswelle. Mit einem Seil kann eine Querwelle demonstriert werden. Zur Demonstration einer Querwelle durch die Kinder müssen sie sich an den Händen fassen und abwechselnd hochspringen. Die Schwingungen erfolgen quer zur Ausbreitungsrichtung. Im Gegensatz zu den Längswellen von Tönen entsteht auf der Wasseroberfläche eine Querwelle, wenn man einen Stein hinein wirft. Arbeitsblattaufgabe T10 – luftleerer Raum T11 Schlusskonzert (Teil- und Ganzkörperschwingungen) Jeder Tisch erhält ein Schlaginstrument, darf sein Instrument vorführen und erklären, wie der Ton entsteht, was schwingt und wie man ihn anhalten oder dämpfen kann. Jeder Tisch erhält ein Blasinstrument, darf sein Instrument vorführen und erklären wie der Ton entsteht, was schwingt und wie man ihn anhalten oder dämpfen kann. Schlaginstrumente: 2 Tamburins (Handtrommel) 2 Triangeln 1 Zimbelpaar 1 Klangschale 1 Kimbala (Daumenklavier) Blasinstrumente: 1 Hupe 1 Panflöte 1 Tröte 1 Schiebeflöte 1 Trillerpfeife Diverse Pfeifstrohhalme Donnerröhren Arbeitsblattaufgabe T11 Instrumente vorstellen 5x Datei: Td3 Beschreibung Töne Stand: 4.9.2015 Seite 4 Td3 Versuchsbeschreibung: „Wir zaubern mit Tönen - Teil 2 “ Schallleitung, Richtungshören, Resonanz (mitschwingen), Reflektion (zurückwerfen) Nr. Versuchsbeschreibung Materialien Bemerkungen Schalleitung durch ein Schnur und durch Holz Die Schwingung wird durch das Anschlagen des Löffels an die Tischkante erzeugt; die Schnur leitet sie unmittelbar an das Ohr weiter. Es wird kaum Schallenergie von der Schnur abgestrahlt. T12 Löffelglocke 5 Esslöffel An einen Esslöffel ist eine etwa 30cm lange 5 Teelöffel Schnur gebunden. Das lange Ende der Schnur um den Zeigefinger wickeln und den Zeigefinger in die Ohrmuschel stecken. Nun den Löffel an die 10 Schnüre Tischkante schlagen lassen. Man hört einen glockenähnlichen Ton. Ohr auf den Tisch legen. Die Schnur zwischen die Finger nehmen und dadurch den Ton dämpfen. Auch der Tisch gerät in Schwingung. Man kann den Schall hören, wenn man sein Ohr auf die Tischplatte legt. Welcher Löffel gibt den tieferen Ton ab: der große oder der kleine Löffel? T13 Tickender Tisch 5x Schallleitung über Metall 5 Eieruhren Eine Eieruhr wird aufgezogen, auf das eine Ende 5 Abdeckhauben des Tisches gestellt und mit einem Becher zugedeckt, damit der Schall nicht durch die Luft übertragen werden kann. Am anderen Ende des 5 Schwämme Tisches legt ein Kind sein Ohr auf die Tischplatte; es kann die Eieruhr hören; der Schall wird durch die Tischplatte übertragen. Nun wird die Eieruhr auf einen Schwamm oder ein Filzunterlage gestellt und abgedeckt. Das Kind hört kaum noch ein Ticken, weil der Schwamm den Schall dämmt. Was gibt es noch für Übertragungsstoffe? In Häusern kann eine ziemliche Lärmbelästigung entstehen, wenn Gespräche, Musik oder Bohren über die Heizungsrohre oder die Metallbewehrung übertragen werden. Arbeitsblattaufgabe T13 Schallausbreitung im Haus 5x Schautafel 4: Schallübertragung im Wasser (Hai) - siehe auch im Internet YouTube: „wild dophins yelling at me“ und „Zoo Duisburg Delfinbaby Dörte“ - Schautafel 5: Schallleitung im Haus. Bestimmung des Ortes der Schallquelle T14a Hörprobe 5 Plastikschläuche mit Trichtern an beiden Enden An die beiden Enden eines Plastikschlauches sind Trichter gesteckt. Die beiden Trichter werden so über die Ohren gehalten, dass der Schlauch 5 Stöckchen auf dem Rücken des Kindes A zu liegen kommt. Ein zweites Kind B klopft leicht mit einem Stöckchen auf den Schlauch, und zwar so, dass Kind A das Klopfen nicht sehen kann. Trotzdem kann Kind A genau sagen, ob links oder rechts 5x geklopft wurde, weil der Schall mit kleinen Arbeitsblattaufgabe T14 Zeitunterschieden in den beiden Ohren eintrifft. Schallreflektion zum Orten von Beute Hinweis: Babys haben kleinere Köpfe, so dass die Laufzeitunterschiede des eintreffenden Schalls am linken und rechten Ohr nicht groß genug sind, um Schallquellen zu lokalisieren. Menschen können im Wasser den Schall schlechter lokalisieren, weil die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Wasser 3x schneller ist als in Luft, d.h. die zeitlichen Unterschiede vom linken und rechten Ohr sind zu gering. Schautafel 6: Richtungshören durch geringe Zeitunterschiede T14b Schleichende Moderatorin Die Kinder schließen die Augen und die Moderatorin schlägt irgendwo in der Klasse eine Klangschale an. Die Kinder behalten die Arme solange in der Luft, wie sie einen Ton hören können. Die Moderatorin wandert durch den Klassenraum. Die Kinder müssen mit den Armen in die Richtung zeigen, aus der der Ton kommt. Versuch wiederholen, dabei jedoch ein Ohr zuhalten. Funktioniert das Richtungshören noch? Hinweis: Die Klangschale auf einen Pappkarton stellen, dann klingt sie lauter. 1 Klangschale 1 Pappkarton alle Kinder Datei: Td3 Beschreibung Töne Td3 Versuchsbeschreibung: Nr. Stand: 4.9.2015 Seite „Wir zaubern mit Tönen - Versuchsbeschreibung 5 Teil 2 “ - Fortsetzung 1 Materialien Bemerkungen Resonanz – Reflektion – Dopplereffekt – menschliche Laute T15 Kistenmelodie Die Stimmgabel wird angeschlagen und auf den hölzernen Resonanzkasten gestellt. Der Ton wird verstärkt, weil der hölzerne Resonanzkasten mitschwingt und die Luftschwingung verstärkt. Die Kinder sollen ausprobieren, wann die Stimmgabel am lautesten klingt, wenn sie mitten auf den Resonanzkasten gestellt wird, wenn der Resonanzkasten hochkant auf dem Tisch steht oder wenn die Öffnungen des Resonanzkastens mit einem Holzstück an einer Seite zugedeckt werden. Was passiert mit dem Ton, wenn ein Holzstück vor der Öffnung hin und her bewegt wird? Der Ton verändert sich, weil durch den unterschiedlichen Abstand des Brettchens die Wellenlänge verändert wird (Dopplereffekt). Was passiert, wenn man den Finger auf die Stimmgabel drückt? 10 Stimmgabeln Hinweis: Stimmgabeln seitlich 5 gleiche Resonanzkästen anschlagen, dann klingen sie 5 Holzstücke lauter. 3 unterschiedliche Kästen 1 Spieluhr Die Spieluhr wird einmal ohne Kasten, einmal auf einem kleinen, einmal auf einem großen Resonanzkasten und ein andermal auf ein Filzstück gestellt und gespielt. Die Kinder sollen die Lautstärken vergleichen. T16 Echoröhre Je zwei Kinder bekommen eine Pappröhre. Die Pappröhren werden in einem 45°-Winkel auf die Tischplatte gehalten. Kind A spricht leise in seine Röhre; Kind B kann das Flüstern hören, wenn es die Pappröhre an sein Ohr hält. Die Schwingung wird an der Tischplatte reflektiert. 10 Pappröhren 5x Arbeitsblattaufgabe T16 Reflektionen in der Natur und Technik Feststellen, ob der Tisch mitschwingt. Schautafeln 7, 8 und 9: Echo in der Natur, Funktionsweise Echolot, Echolot beim Jagen T17 Lochsirene 30 Lochsirenen Jedes Kind bekommt eine Lochsirene. Die beiden Enden der Wollfäden werden in die 30x Hand genommen, die Lochscheibe wird genau in die Mitte geschoben und der Faden aufgezogen, in dem man die Pappscheibe 30x im Kreis schwingt. Dann wird die Wollschlaufe im Wechsel Arbeitsblattaufgabe T17 auseinander gezogen und wieder frei gegeben, Beispiele für aerodynamischen so dass sich der Faden aufdrehen und wieder Lärm zusammen ziehen kann Schautafel 10: Lärmquellen Hinweis zum Erstellen von Lochscheiben Pappscheiben mit etwa 8 cm Durchmesser werden mit symmetrisch angeordneten Löchern versehen. Die Mitte der Pappscheibe wird mit einem Knopf auf jeder Seite beschwert. Die Pappscheibe wird auf einen Wollfaden von 30 - 35 cm Länge aufgefädelt . Siehe auch unter Lesekistenphysik: Lesekiste „Die Lochsirene (11)“. Datei: Td3 Beschreibung Töne Td3 Versuchsbeschreibung: Nr. Stand: 4.9.2015 Seite „Wir zaubern mit Tönen - Versuchsbeschreibung T18 Bechertelefon Teil 2 “ - Fortsetzung 2 Materialien 5 Schnurtelefone Zwei Plastikbecher sind durch eine Schnur verbunden, die durch ein Loch im Becherboden geführt ist und mit Hilfe einer Büroklammer am Durchrutschen gehindert wird. – siehe auch unter Lesekistenphysik: Lesekiste „Das Bechertelefon (5)“. Jeder Tisch bekommt ein Schnurtelefon. Die Je 10 Kinder Kinder sollen sich unter einander über die Schnurtelefone unterhalten, eventuell Anweisungen geben. Dabei muss die Schnur Arbeitsblattaufgabe T18 straff gespannt sein, weil anderenfalls die Luft- und Körperschall Körperschwingung nicht übertragen werden einzeichnen kann. Zur Konferenzschaltung müssen die Schnüre gekreuzt werden. T19 Dopplereffekt durch Indianergeheul Bemerkungen Der Schall trifft vom Mund als Luftschwingung auf den Plastikboden und versetzt ihn in Schwingung (Körperschwingung). Der schwingende Plastikboden gibt die Schwingung an die Schnur weiter. Die Schnur versetzt den Plastikboden des zweiten Bechers in Schwingung. Von dort erreicht der Ton durch die Luft das Ohr des anderen Kindes. Hinweis: Die Kinder sollen einen gleichmäßigen Ton erzeugen und ihn durch Bewegen der Hand modellieren. Dadurch ändert sich die Anzahl der Schwingungen, die pro Sekunde ans Ohr gelangen. Es ergibt sich ein Geheul mit unterschiedlichen Tonhöhen. Eine Polizeisirene (Martinshorn), die sich auf einen Hörer zu bewegt, klingt mit zunehmender Annäherung heller; die Schwingungen pro Sekunde, die an das Ohr gelangen, nehmen zu. Mehr Schwingungen pro Sekunde bedeuten, dass ein höherer Ton entsteht. alle Kinder T19 Mundlaute Was braucht Ihr dazu? Gaumen, Stimmbänder, Zunge, Lippen und Zunächst Vorschläge der Kinder nachmachen Atemluft Welche Töne oder Laute könnt ihr außer dem Sprechen ohne Hilfsmittel hervorbringen? lassen. Verben vorlesen und alle Kinder die Töne erzeugen lassen: Singen, schreien, zischen, gurgeln, niesen, husten, schniefen, weinen, gähnen, lachen, brummen, bellen, miauen, krähen, schnalzen. 6 alle Kinder Wenn sich die Polizeisirene vom Hörer weg bewegt, wird der Ton dunkler; die Zahl der Schwingungen pro Sekunde, die zum Ohr gelangen, nimmt ab, d.h. es entsteht ein tieferer Ton.
