Akustik-Experimente – Schallwellen

Versuch Nr. 1 – Schwingendes Gummiband

Schallexperimente (Kasefoto shutterstock.com)

Schallexperimente (Kasefoto shutterstock.com)

Material
Mehrere Becher, Plastikdose oder Holzschachteln Haushaltsgummis in verschiedenen Längen und Stärken

Spannt einen Gummi zwischen den Händen und zupft mit dem Finger daran und haltet das eine Ende des Gummis in die Nähe eures Ohrs. Wenn Ihr genau hinhört, könnt Ihr einen Ton wahrnehmen. Wenn Ihr nun die Spannung des Gummis erhöht oder verringert, werdet Ihr deutlich hören können, wie sich die Höhe des Tones entsprechend der Spannung des Gummibandes verändert.

Wenn das gespannte Gummiband eine Holzschachtel oder eine Tischkante berührt, überträgt sich die Schwingung des Gummibandes auf das Holz und wird dadurch noch besser hörbar. Wenn Ihr ein Gummiband um eine leere Plastikdose oder einen Becher spannt, wird der Ton durch diese Resonanzkörper verstärkt.


Wie entsteht der Ton?
Der Gummi wird durch Zupfen in Bewegung versetzt und schwingt. Die Schwingung überträgt sich auf die umgebende Luft und wird von dieser als Schall weitertransportiert. Schwingungen, die sich räumlich in einem Medium (in diesem Falle Luft) ausbreiten, werden Wellen genannt. Schallwellen sind mechanische Wellen, die man hören kann, weil es sich um Schwingungen des Luftdrucks beziehungsweise der Luftdichte handelt. In dem Medium Luft breiten sich Schallwellen in alle Richtungen des Raumes aus.

Beobachtung
Je dünner das Gummiband und je stärker es gespannt ist, desto höher klingt der Ton.

Je dicker das Gummiband und je weniger stark es gespannt ist, desto tiefer klingt der Ton.

Erklärung
Je höher die Spannung des Gummis, desto größer ist die Kraft, mit der das Gummiband in die Ausgangslage zurückgeführt wird. Je stärker diese Kraft ist, desto höher ist die Beschleunigung, mit der dies geschieht. Das Gummiband schwingt schneller und die Ausbreitung der Schwingung erfolgt ebenso schneller. Dadurch wird die Frequenz des Tones höher. Wenn Ihr im Gegensatz dazu die Spannung des Gummis verringert, wird die Schwingung langsamer, die Tonfrequenz niedriger und der Ton klingt tiefer. (Dasselbe Prinzip kommt bei Saiteninstrumenten zum Tragen, wie bei Gitarren, Harfen, Klavieren oder Violinen.)

Veranstaltungskalender

24.03.2018 - 19.01.2038, ganztägig
19.04.2019 - 11.06.2026, ganztägig
18.07.2019, ganztägig
19.07.2019 - 17.09.2019, ganztägig
19.07.2019, ganztägig
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