Akustik. Minimalkurs. Niveaustufe G Niveaustufe M Niveaustufe E. S. 88 f. Basistext und Aufgaben 1 3

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1 Akustik S SB Minimalkurs Niveaustufe G Niveaustufe M Niveaustufe E S. 78 f. Basistext und Aufgaben 1 4 S. 80 Material A S. 82 Basistext und Aufgaben S. 83 Material A S. 86 Basistext und Aufgaben S. 87 Material A S. 88 f. Basistext und Aufgaben Natur und Technik

2 Akustik S SB Glossar Amplitude: Abstand zwischen der Ruhelage einer Schallquelle und dem größten Ausschlag während einer Schwingung. Je größer die Amplitude ist, desto größer ist die Lautstärke. Frequenz: Zahl der Schwingungen einer Schallquelle pro Sekunde. Je höher die Frequenz ist, desto größer ist die Tonhöhe. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) angegeben. Eine Frequenz von 440 Hz bedeutet, dass 440 Schwingungen in einer Sekunde ablaufen. Höreindruck: Das Gehirn verarbeitet die Informationen von beiden Ohren zu einem gemeinsamen Höreindruck. Dabei spielt die Erfahrung des Menschen eine große Rolle. Infraschall: für uns unhörbarer Schall mit einer sehr niedrigen Frequenz von weniger als 16 Hz Lärmschutz: Lärm ist dem Gesetzgeber zufolge Schall, der Gefahren, erhebliche Nachteile oder Belästigungen der Allgemeinheit oder der Nachbarschaft bewirken kann. Der beste Schutz vor Lärm ist, schädlichen Schall gar nicht erst entstehen zu lassen. Man kann sich außerdem vor Lärm schützen, indem man ihn nicht bis ans Ohr gelangen lässt: Bei der Schalldämmung wird Schall durch Reflexion weggelenkt (Schallschutzfenster, Lärmschutzwände an Straßen). Bei der Schalldämpfung wird Schall von geeigneten Materialien absorbiert (Teppiche auf Fußböden, Schalldämpfer beim Motorrad oder Auto). Der Lärmschutz ist im Arbeitsleben gesetzlich geregelt: Im Büro darf es nicht lauter als 70 db(a) sein, in Werkstätten ist ab 90 db(a) ein Gehörschutz Pflicht. In der Freizeit bist du für deinen Lärmschutz selbst verantwortlich. Lautstärke: gibt an, wie laut ein Ton ist. Je weiter eine Schallquelle hinund herschwingt, desto lauter ist der Ton. Ohr: Wir hören eine Schallquelle, wenn Schall von ihr ins Ohr fällt. Das Ohr ist ein Schallempfänger. Der Schall wird durch den Gehörgang (Außenohr), das Trommelfell und die Gehörknöchelchen (Mittelohr) sowie das ovale Fenster auf die Schnecke (Innenohr) übertragen. Er breitet sich in der Schneckenflüssigkeit als Welle aus, die je nach Frequenz des Schalls verschiedene Hörsinneszellen reizt. Die gereizten Hörsinneszellen senden elektrische Signale über den Hörnerv an das Gehirn. Die Hörsinneszellen des Menschen reagieren auf Töne mit einer Frequenz zwischen 16 Hz und Hz. Schall: Der Schall ist alles, was wir hören. Er entsteht, wenn ein Gegenstand schnell hinund herschwingt. Schall braucht einen Stoff, um sich auszubreiten. In der Luft breitet er sich als Folge von Luftverdichtungen und Luftverdünnungen aus. Dabei legt er in 3 s etwa 1 km zurück (Schallgeschwindigkeit in Luft: 340 m s ). Schallempfänger: Gegenstand, der Schall aufnimmt und nutzt Schallpegel: Maß für die Lautstärke einer Schallquelle. Der Schallpegel wird in Dezibel A angegeben: Bei 0 db(a) hören wir nichts, Geräusche bis 30 db(a) empfinden wir als ruhig, ab 70 db(a) setzen nervliche Belastungen ein. Dauernder Lärm über 85 db(a) macht schwerhörig. Schallquelle: Gegenstand, der Schall durch sehr schnelle Schwingungen erzeugt Schallsender: Gegenstand, der Schall aussendet Schwingung: Wenn man zum Beispiel das freie Ende einer eingespannten Stricknadel anzupft und loslässt, schwingt es immer wieder von oben nach unten und wieder zurück bis nach oben. Jeden einzelnen Durchgang (oben unten oben) bezeichnet man als eine Schwingung. Tonhöhe: gibt an, wie hoch ein Ton ist. Je schneller eine Schallquelle hinund herschwingt, desto höher ist der Ton. Ultraschall: für uns unhörbarer Schall mit einer sehr hohen Frequenz von mehr als 20 khz Die Vervielfältigung dieser Seite ist für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Für inhaltliche Veränderungen durch Dritte übernimmt der Verlag keine Verantwortung. 60 Natur und Technik

3 Schallquellen und Schallempfänger S SB Unterrichtsziele Die Schülerinnen und Schüler können Schallquellen und Schallempfänger nennen. die Entstehung und Ausbreitung von Schall beschreiben. die Geschwindigkeit des Schalls angeben. Vorschläge für den Unterricht Alternative Einstiegsmöglichkeiten Für einen handlungsorientierten Einstieg kann Material B gewählt werden. Der Versuch lässt sich als Demonstrationsversuch durchführen. Die Schülerinnen und Schüler sollen in Gruppen eine Erklärung für die Bewegung der Flamme und des Tischtennisballs finden. Auch Material A ist geeignet, um die Schülerinnen und Schüler nach Demonstration oder eigener Durchführung die Gemeinsamkeiten von Schwingungen erkennen zu lassen. Differenzierung Material D (wie auch die anderen Materialien) kann zur Differenzierung eingesetzt werden. Für schwächere Schülerinnen und Schüler können die Begriffe Luft, Stoff und Ausbreitung vorgegeben werden. Ergebnissicherung Möglicher Tafelanschrieb: Schallquellen und Schallempfänger Schall entsteht, wenn ein Körper schnell hinund herschwingt und sich die Schwingungen in einem Stoff ausbreiten. Dieser Stoff kann zum Beispiel die Luft sein. In ihr breitet sich der Schall als Folge von Luftverdichtungen und Luftverdünnungen aus. Dabei legt er in drei Sekunden etwa einen Kilometer zurück. Materialseiten Material A Die Versuche 1 4 eignen sich zur Durchführung in Vierergruppen, in denen jede Schülerin und jeder Schüler einen Versuch aufbaut und durchführt. Anschließend stellt jedes Gruppenmitglied seinen Versuch den anderen Gruppenmitgliedern vor. Im Gruppengespräch werden nun Gemeinsamkeiten gesucht und dokumentiert. Material B Der Versuch sollte im Raum für die Schülerinnen und Schüler an einem festen Platz schon vorbereitet sein. So ist es nicht nötig, Stativmaterial mehrfach aufzubauen. Auch die Kerze steht so an einem von der Lehrerin oder dem Lehrer gewählten sicheren Platz. Material C Um den Eindruck noch zu verstärken, kann der Versuch durch eine geschlossene Tür geführt werden, sodass die Schülerinnen und Schüler, die das Schnurtelefon nutzen, sich nicht sehen. Dabei wird die Schnur unter dem Türblatt oder durch das Schlüsselloch geführt. Material D Da Schülerinnen und Schüler die Saugpumpe nicht selbstständig bedienen sollten, ist der Versuch in einer kleinen Gruppe zusammen mit der Lehrerin oder dem Lehrer oder als Demonstrationsversuch durchzuführen. KV 20: Schallquellen und Schallempfänger 61 Natur und Technik

4 Akustik Schallquellen und Schallempfänger S SB Musterlösungen Aufgaben S Bei einer fliegenden Mücke schwingen die Flügel schnell hin und her und erzeugen den Schall. 2 Unterschiedliche Lösungen Beispiele für Schallquellen sind: Kehlkopf Stimmbänder Trommel Trommelfell Gitarre Saite Glocke Metallkörper Stimmgabel Zinken 3 Der Schall legt in 3 Sekunden etwa 1 Kilometer zurück. In der doppelten Zeit legt der Schall den doppelten Weg zurück, also 2 Kilometer. 4 Unterschiedliche Lösungen. Tipp: Gib immer die Schallquelle, den übertragenden Stoff und den Schallempfänger an. Beschreibe nach Möglichkeit, was bei der Schallquelle schwingt. Material C S b Das Fadentelefon funktioniert am besten, wenn der Faden straff gespannt ist. c Man kann das Flüstern auch außerhalb des zweiten Bechers hören. Der Schall breitet sich nicht nur in der Luft aus, sondern auch in der Schnur. Material D S Unter der Glasglocke ist keine Luft, die den Schall übertragen könnte. Der Schwamm verhindert die Übertragung des Schalls vom Wecker auf die Glasglocke. Schall braucht einen Stoff, um sich auszubreiten. Material E S Maren müsste die Sekunden vom Sehen der Explosion bis zum Knall zählen. Daraus könnte sie die Höhe der Rakete berechnen: Der Schall benötigt in Luft für einen Kilometer etwa drei Sekunden. Die Vervielfältigung dieser Seite ist für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Für inhaltliche Veränderungen durch Dritte übernimmt der Verlag keine Verantwortung. Material A S Das freie Ende der Stricknadel schwingt schnell hin und her. 2 Wenn man die Stimmgabel ins Wasser hält, bewegt es sich. 3 Das Gummiband schwingt schnell auf und ab. 4 Die Reiskörner hüpfen auf dem schwingenden Trommelfell. Material B S Wenn man das linke Tamburin mit dem Klöppel anschlägt, bewegt sich der Tischtennisball hinter dem rechten Tamburin. Erklärung: Der Schall breitet sich als Folge von Luftverdichtungen und Luftverdünnungen aus. Sie versetzen das rechte Trommelfell in Schwingungen. Das schwingende Trommelfell stößt den Tischtennisball weg. 2 Wenn man die Ballonhaut anschlägt, bewegt sich die Kerzenflamme. Erklärung: Der Schall breitet sich als Folge von Luftverdichtungen und Luftverdünnungen aus. Die bewegte Luft bewirkt die seitliche Bewegung der Flamme. 62 Natur und Technik

5 Hoch und tief laut und leise Unterrichtsziele Die Schülerinnen und Schüler können den Zusammenhang zwischen der Lautstärke und der Amplitude beschreiben. den Zusammenhang zwischen der Tonhöhe und der Frequenz beschreiben. Vorschläge für den Unterricht Materialseite S. 82/83 SB Material A Um Schülerinnen und Schülern die Beschreibung der Tonerzeugung zu erleichtern, können Zeichnungen der Versuchsanordnungen als Formulierungshilfe dienen. Als wassergefüllte Flaschen sind PET-Mehrwegflaschen gut geeignet, weil sie formstabil sind. Alternative Einstiegsmöglichkeit Für einen handlungsorientieren Unterrichtseinstieg können die Materialien A und B in Gruppen bearbeitet werden. Die Ergebnisse werden anschließend im Plenum zusammengeführt. Dabei lassen sich mit den Schülerinnen und Schülern Je-desto-Beziehungen zwischen der Amplitude ( Schwingungsweite ) und der Lautstärke sowie zwischen der Frequenz (Anzahl der Schwingungen pro Sekunde) und der Tonhöhe formulieren. Differenzierung Die Materialien können differenzierend eingesetzt werden. Der Austausch kann im Gruppenpuzzle erfolgen. Ergebnissicherung Möglicher Tafelanschrieb: Hoch und tief laut und leise Die Lautstärke eines Tons hängt davon ab, wie weit die Schallquelle hinund herschwingt. Je größer die Amplitude ist, desto lauter ist der Ton. Die Tonhöhe hängt davon ab, wie schnell eine Schallquelle hinund herschwingt. Je größer die Frequenz ist, desto höher ist der Ton. KV 21: Hoch und tief laut und leise 63 Natur und Technik

6 Akustik Hoch und tief laut und leise S. 82/83 SB Musterlösungen Die Vervielfältigung dieser Seite ist für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Für inhaltliche Veränderungen durch Dritte übernimmt der Verlag keine Verantwortung. Aufgaben S Der Ton der Stimmgabel mit 440 Hz ist höher als der Ton der Stimmgabel mit 261,62 Hz. Begründung: Die Stimmgabel mit 440 Hz schwingt schneller hin und her als die Stimmgabel mit 261,62 Hz. Je schneller eine Stimmgabel schwingt, desto höher ist ihr Ton. 2 a Der Ton wird höher: Die Schwingungen der Trommelfelle werden schneller. b Der Ton wird lauter: Die Schwingungen der Trommelfelle werden weiter. Material A S a Verschieden laute Töne Gummiband: Laute Töne erzeuge ich, indem ich möglichst stark am Band ziehe, damit es weit schwingt. Leise Töne erzeuge ich, indem ich vorsichtig am Band zupfe. Lineal: Laute Töne erzeuge ich, indem ich das Lineal weit nach unten drücke. Leise Töne erzeuge ich, indem ich das Lineal nur wenig nach unten biege. Stimmgabel: Laute Töne erzeuge ich, indem ich die Stimmgabel fest anschlage. Leise Töne erzeuge ich durch leichtes Anschlagen der Stimmgabel. b Die Regel lautet: Je stärker die Schallquelle hinund herschwingt, desto lauter ist der Ton. 2 a Verschieden hohe Töne Gummiband: Hohe Töne erzeuge ich, indem ich das Gummiband stark spanne. Tiefere Töne erzeuge ich, indem ich das Gummiband nur schwach spanne. Lineal: Einen hohen Ton erzeuge ich, indem ich nur ein kurzes Stück des Lineals vor der Tischkante schwingen lasse. Tiefere Töne erzeuge ich, indem ich ein längeres Stück des Lineals vor der Tischkante schwingen lasse. Wasserflasche: Tiefe Töne erzeuge ich, indem ich gegen eine gefüllte Flasche klopfe. Höhere Töne erzeuge ich mit weniger gefüllten Flaschen. b Die Regel lautet: Je schneller die Schallquelle hinund herschwingt, desto höher ist der Ton. Material B S a Mit dem Handrücken fühle ich, dass der Faden hinund herschwingt. Bei Berührung verklingt der Ton, weil ich mit meinem Handrücken die Schwingungen unterbreche. b Die Regeln lauten: Je kürzer das schwingende Fadenstück ist, desto höher ist der Ton. Je länger das schwingende Fadenstück ist, desto tiefer ist der Ton. c Die Regel lautet: Je stärker der Faden gespannt ist, desto höher ist der Ton. d Möglichst hohe Töne erzeugt man mit einer kurzen und stark gespannten Saite. 64 Natur und Technik

7 Na hör mal! Unterrichtsziele Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, wie das Ohr und das Gehirn zusammenarbeiten und wie der Höreindruck entsteht. die obere Hörgrenze angeben. Vorschläge für den Unterricht Alternative Einstiegsmöglichkeit 3 oder 4 Schülerinnen und Schüler, die verteilt im Raum sitzen, erhalten jeweils eine kleine Glocke. Die übrigen schließen die Augen. Die Schülerinnen und Schüler mit den Glöckchen klingeln abwechselnd (mit Pausen dazwischen), während die übrigen Schülerinnen und Schüler jeweils bestimmen, wer das Glöckchen geläutet hat. Nach ein paar Durchgängen fragt die Lehrerin oder der Lehrer: Wie funktioniert es, dass ihr die Richtungen mit geschlossenen Augen bestimmen könnt? Welche Organe des Körpers sind daran beteiligt? Materialseite S. 84/85 SB Material A Der Versuch in Aufgabe 1 sollte mit der gesamten Gruppe durchgeführt werden. Der Versuch in Aufgabe 2 eignet sich für Partner- oder Kleingruppenarbeit. Material B Der Versuch sollte in kleinen Gruppen zusammen mit der Lehrerin oder dem Lehrer durchgeführt werden. Die übrige Gruppe kann währenddessen an den Aufgaben arbeiten. Die Ergebnisse aller Kleingruppen werden an der Tafel gesammelt und im Plenum erörtert. Im Unterrichtsgespräch kann der Unterschied zwischen dem Hörbereich von Erwachsenen und Jugendlichen erklärend erarbeitet werden. Differenzierung Zur Differenzierung eignet sich das Material A (S. 85 SB). Die in der Teilaufgabe 2b geforderte Berechnung kann durch vorgegebene Werte für schwächere Schülerinnen und Schüler vereinfacht werden. Ergebnissicherung Möglicher Tafelanschrieb: Wie wir hören Schall wird von der Ohrmuschel aufgefangen und zum Trommelfell geleitet. Durch die Luftverdichtungen und Luftverdünnungen wird das Trommelfell in Schwingungen versetzt, die von den Gehörknöchelchen auf die Schnecke übertragen werden. Sie ist mit Flüssigkeit gefüllt. Die Schwingungen erzeugen Wellen, die durch die Flüssigkeit wandern und Hörsinneszellen reizen. Diese schicken daraufhin elektrische Signale ans Gehirn. Das Gehirn erzeugt aus den Signalen beider Ohren zusammen mit seiner Erfahrung einen gemeinsamen Höreindruck. KV 22: Na hör mal! 65 Natur und Technik

8 Akustik Na hör mal! S. 84/85 SB Musterlösungen Aufgaben S Der Schall versetzt das Trommelfell durch die Luftverdichtungen und Luftverdünnungen in Schwingungen. Sie werden von den Gehörknöchelchen auf die Schnecke übertragen, die mit Flüssigkeit gefüllt ist. Darin erzeugen die Schwingungen Wellen, die durch die Flüssigkeit wandern und die Hörsinneszellen reizen. 2 Wenn sich jemand von rechts nähert, wird der Schall zuerst von der Ohrmuschel des rechten Ohrs aufgenommen und erst kurz danach auch von der Ohrmuschel des linken Ohrs. Diesen geringen Zeitunterschied nutzt das Gehirn, um die Richtung der Schallquelle zu bestimmen. Material A S a Die Versuchsperson kann die Richtung des Klatschens in der Regel gut erkennen. b Mit einem Stöpsel lassen sich die Richtungen kaum noch unterscheiden. c Der Wattestöpsel verhindert, dass der Schall in diesem Ohr zum Trommelfell geleitet wird. Das Gehirn empfängt also nur elektrische Signale vom anderen Ohr. Es kann keinen Zeitunterschied für das Richtungshören auswerten. 2 a In der Regel kann man bereits seitliche Abstände von rund 1 cm erkennen. b Wenn der Schlauch 100 cm lang ist und die markierte Stelle 1 cm rechts von der Mitte liegt, kann der Laufzeitunterschied so berechnet werden: Material B S b Die obere Hörgrenze sinkt mit steigendem Lebensalter. Die Vervielfältigung dieser Seite ist für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Für inhaltliche Veränderungen durch Dritte übernimmt der Verlag keine Verantwortung. 66 Natur und Technik

9 Wenn Schall zu laut wird Unterrichtsziele Die Schülerinnen und Schüler können die Einheit des Schallpegels und das Messgerät angeben. Gefahren zu großer Lautstärke beschreiben und präventive Maßnahmen zum Gesundheitsschutz nennen. ihren Alltag hinsichtlich Lautstärke reflektieren. Vorschläge für den Unterricht Alternative Einstiegsmöglichkeit Die Schülerinnen und Schüler werden aufgefordert, mit den Fingern erst leicht, dann stärker auf ihre Tische zu trommeln. Die Lehrerin oder der Lehrer misst mit einem Schallpegelmesser die Lautstärke. Wird es Schülerinnen oder Schülern unangenehm laut, sollen sie aufstehen. Die Lehrerin oder der Lehrer notiert den jeweiligen Messwert, wenn eine Schülerin oder ein Schüler aufsteht. Materialseite S. 86/87 SB Material A Damit die Schülerinnen und Schüler in Gruppen arbeiten können, sind mehrere Messgeräte notwendig. Wenn nicht genügend vorhanden sind, empfiehlt sich die Verwendung einer App für Smartphones. Um möglichst aussagekräftige Messergebnisse zu bekommen, sollten die Messpunkte (Pausenhof, Schulklingel, Straße...) von der Lehrerin oder dem Lehrer vorgegeben werden. Material B Damit die Schülerinnen und Schüler in Gruppen arbeiten können, sind mehrere Messgeräte notwendig. Wenn nicht genügend vorhanden sind, empfiehlt sich die Verwendung einer App für Smartphones. Vor Versuchsbeginn kann mit den Schülerinnen und Schülern gemeinsam eine Tabelle zur Auswertung angelegt werden, um eine korrekte Auswertung zu gewährleisten. Differenzierung Zur Differenzierung eignet sich Material C (S. 87 SB). Der Versuch kann durch weitere Dämmmaterialien (Karton, Polsterfolie ) erweitert werden. Ergebnissicherung Möglicher Tafelanschrieb: Lautstärke und Lärmschutz Die Lautstärke wird in Dezibel A gemessen: Schall bis 30 db(a) empfinden wir als eher ruhig. Ab einer Lautstärke von etwa 70 db(a) setzen nervliche Belastungen ein. Dauernder Schall über 85 db(a) kann zur Schwerhörigkeit führen. Lärm kann die Gesundheit gefährden, sodass im Arbeitsleben und in der Freizeit auf ausreichenden Lärmschutz geachtet werden muss. Material C Wenn kein Tongenerator zur Verfügung steht, kann mit einer Aufnahme und einem Wiedergabegerät gearbeitet werden. KV 23: Wenn Schall zu laut wird 67 Natur und Technik

10 Akustik Wenn Schall zu laut wird S. 86/87 SB Musterlösungen Aufgaben S Beispiele für Schallquellen, die das Gehör schädigen können: MP3-Player, etwa 90 db(a) Lkw, etwa 100 db(a) Flugzeug, etwa 130 db(a) Presslufthammer, etwa 140 db(a) startende Rakete, etwa 160 db(a) 2 Die Aussage Doppelt so viele Autos sind doppelt so laut ist nicht richtig. Erst zehn gleiche Schallquellen zusammen erscheinen doppelt so laut wie eine einzige. Die Aussage müsste also lauten: Zehnmal so viele Autos sind doppelt so laut. Material A S Unterschiedliche Lösungen 2 Unterschiedliche Lösungen Material B S Die Anordnungen mit weichen Dämmstoffen dämpfen den Schall gut, weil sie nicht gut schwingen und keine Übertragung auf den Karton oder den Tisch zulassen. Die Waben von Eierkartons dämmen den Schall gut, weil sie den Schall hin und her werfen und ihn dabei immer mehr schwächen. Material C S b Oberhalb der Spanplatte ist die Lautstärke viel geringer als zuvor. 1 c Der fehlende Schall wird von der Spanplatte zur Seite reflektiert (ähnlich wie das Licht von einem Spiegel). Die Vervielfältigung dieser Seite ist für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Für inhaltliche Veränderungen durch Dritte übernimmt der Verlag keine Verantwortung. 68 Natur und Technik

11 Schall und Licht Unterrichtsziele Die Schülerinnen und Schüler können Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Licht und Schall beschreiben. Vorschläge für den Unterricht Alternative Einstiegsmöglichkeit Die Lehrerin oder der Lehrer legt verschiedene Gegenstände (Lampe, Fotoapparat, Flöte, Bild eines Auges, Bild eines Ohrs, Mikroskop, Lautsprecher...) aus. Zu jedem Gegenstand hängt ein entsprechendes Bild an der Tafel. Die Schülerinnen und Schüler werden gebeten, die Gegenstände hinsichtlich Sender und Empfänger in zwei Gruppen zu sortieren. Die Ergebnisse können unter dem Aspekt Schall und Licht haben viel gemeinsam (s. a. Material B, S. 90 SB) wieder aufgegriffen werden. Material- und Sonderseiten S SB Material A Die Messung kann in einem Außenversuch mit den Schülerinnen und Schülern durchgeführt werden. Hierbei entstehen unter Umständen größere Messfehler. Zum Schallerzeugen eignet sich auch eine Startklappe aus dem Sportunterricht (z. B. Leichtathletik). Differenzierung Zur Differenzierung eignet sich der Text Zwei Ultras auf Nahrungssuche (S. 91 SB). Ergebnissicherung Möglicher Tafelanschrieb: Schall und Licht Schallquellen erzeugen Schall, Lichtquellen erzeugen Licht. Schall und Licht breiten sich von der Quelle in den Raum aus. Unterwegs können sie von Gegenständen durchgelassen, aufgenommen und umgelenkt werden. Wir empfangen Schall mit den Ohren und Licht mit den Augen. Unser Gehirn erzeugt daraus einen Eindruck unserer Umwelt. Schall mit großer Lautstärke, sehr helles Licht und UV- Licht können der Gesundheit schaden. KV 24: Schall und Licht 69 Natur und Technik

12 Akustik Schall und Licht S SB Musterlösungen Aufgaben S Ultraschall und Infraschall können wir nicht hören, ultraviolettes und infrarotes Licht können wir nicht sehen. 2 Der Schall legt etwa 340 m in 1 s zurück. Je weiter die Zuschauer von der Starterpistole entfernt stehen, desto später erreicht sie der Schall. Die Sportler stehen dagegen nahe an der Pistole und hören den Startschuss sofort. 3 Vergleich von Schall und Licht (Beispiel): Quellen Empfänger Geschwindigkeit Übertragung Gegenstände im Weg Gefahren Schall Stimmbänder, Lautsprecher Ohren, Mikrofone 340 m pro Sekunde benötigt einen Stoff kann durchgelassen, absorbiert und umgelenkt werden Zu lauter Schall schädigt Ohren und Nervensystem. Licht Sonne, Displays, Lampen Augen, Kameras km pro Sekunde benötigt keinen Stoff kann durchgelassen, absorbiert und umgelenkt werden Zu helles Licht schädigt Augen und Haut. Material A S a Den Mittelwert der Zeiten berechnet man, indem man alle Zeiten addiert und durch die Anzahl der Zeitnehmer teilt: 0,7 + 0,6 + 0,8 + 0,8 + 0,7 + 0,7 + 0,9 + 0,7 + 0,7 + 0,8 tm = s 10 t = 0,74 s M Da die Messwerte auf eine Stelle nach dem Komma genau sind, geben wir den Mittelwert genauso an: tm = 0,7 s. Der Schall benötigt für 250 m im Mittel etwa 0,7 s. b Wie lange braucht der Schall für 1 km? Der Schall legt 250 m in 0,7 s zurück. Für 1000 m (1 km) benötigt der Schall 4-mal so lange: t = 4 0,7 s = 2,8 s. Der Schall benötigt für 1 km etwa 2,8 s. Wie weit kommt der Schall in 1 s? Wir teilen 1 km durch 2,8: 1km s = = 0,36 km. 2,8 Der Schall legt in 1 s etwa 0,36 km (360 m) zurück. Material B S Paare aus den Bereichen Schall und Licht: Bildpaar Bild 2 und Bild 5 Kopfhörer und Sonnenbrille Bild 3 und Bild 8 Ohr und Auge Bild 4 und Bild 7 Saxofon und Scheinwerfer Bild 6 und Bild 9 Spiegel und Lärmschutzwand Überschrift Schutz Empfänger Quellen Reflexion Die Vervielfältigung dieser Seite ist für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Für inhaltliche Veränderungen durch Dritte übernimmt der Verlag keine Verantwortung. Aufgabe S Jana steht vor einer Felswand und ruft. Der Schall trifft auf die Felswand, wird reflektiert und gelangt in Janas Ohr. Dafür benötigt er 1 s. Der Schall legt in 1 s etwa 340 m zurück. Von Jana zur Felswand und wieder zurück sind es also rund 340 m. Die Entfernung bis zur Felswand ist halb so groß: s = 170 m. 70 Natur und Technik