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3. Die Stationen
3.3.2. Stationen zu akustischen Phänomenen
Station „Klangrohre“
Abb. 15: Station „Klangrohre“
Der im Lehrplan für die dritte Jahrgangsstufe vorgeschriebene Inhaltsbereich „Ausbreitung
des Schalls untersuchen“ (Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S.
194) wird durch den Einzelinhalt „Töne, Klänge, Geräusche durch schwingende Körper und
Gegenstände erzeugen und ihnen zuordnen“ (ebd.) näher beschrieben. Besonders der hier gegebene
Unterrichtshinweis „hohe - tiefe, laute - leise Geräusche“ (ebd.) lässt sich sehr gut der
Station „Klangrohre“ zuordnen.
Die Experimentierstation besteht aus acht verschieden langen Regenfallrohren. Ihre Längen
sind so abgestimmt, dass beim Anschlagen der Rohre die Töne c’, d’, e’, f’, g’, a’, h’, c’’ erklingen.
Die Längen der Rohre lassen sich aus der gewünschten Frequenz f berechnen:
Schlägt man eines der Rohre an, geraten die Luftteilchen im Rohr in Bewegung, eine stehende
Welle entsteht. An den offenen Enden des Rohrs befindet sich jeweils ein Schwingungsbauch,
die Wellenlänge der Grundschwingung entspricht also genau der Länge des Rohrs. Alle anderen
stehenden Wellen, die sich im Rohr bilden können, sind Oberschwingungen der Grundschwingung
und haben eine Wellenlänge, die ein ganzzahliges Vielfaches der Rohrlänge ist.
Kennt man nun die Schallgeschwindigkeit v Schall in Luft, lässt sich aus der gewünschten Frequenz
f die Wellenlänge λ und somit die Länge l des Rohrs berechnen:
l
= λ =
Zu beachten ist, dass die Schallgeschwindigkeit in Luft temperaturabhängig ist. Für den Bau
m
der Station wurde der Wert v Schall
= 330 verwendet. Die zu den oben genannten Tönen gehörigen
Frequenzen sind Tabelle 1 zu
s
entnehmen.
v
Schall
f
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