Schnell auf Holz geklopft!

Untersuchung der akustischen Leitfähigkeit verschiedener Materialien

Steht man auf dem Sportplatz im Zielbereich des 100m-Laufs und beobachtet den Start, so scheinen die Läufer:innen bereits kurz vor dem akustischen Startsignal loszusprinten. Dass Licht und Schall sich unterschiedlich schnell bewegen, wird uns vor allem beim Gewitter bewusst, wenn wir die Sekunden zwischen Blitz und Donner zählen, um abzuschätzen, wie weit es noch weg ist. Aber nicht nur Luft kann Schall leiten, sondern auch andere Materialien, z. B. Metalle, Wasser, Stein. Schon im 17. Jahrhundert war zum Beispiel bekannt, dass man die menschliche Stimme mittels Draht zu einem entfernten Ort übertragen kann. Einen Zug hört man zuerst am Geräusch der Schienen. Und auch Holz kann klingen, wie das Xylophon („klingendes Holz“) klangvoll beweist.

In diesem Modul wird die akustische Leitfähigkeit bzw. Schallleitung verschiedener Materialien auf dem Schulgelände mit einfachen Mitteln untersucht und verglichen.

Fächeranbindung:

Physik, Naturwissenschaften, Sachunterricht, Musik

Ziele:

  • Erfahren und Erklären von Alltagsphänomenen
  • Förderung der Erkenntnisgewinnungskompetenz durch Planen und Durchführen eigener Untersuchungen
  • Einüben des hypothetisch-deduktiven Verfahrens
  • Dokumentieren von Experimenten
  • Förderung der Kreativität z. B. beim Bau von Dosentelefonen

Lehrplanbezüge:

  • Naturwissenschaften / Physik: Hören, Schall, Akustik
  • Musik: Instrumentenkunde

Ideen zur Weiterarbeit:

  • Bau eines Dosentelefons, dabei Vergleich verschiedener Materialien (Kupferdraht leitet z. B. besser als Schnur) und Austesten verschiedener Entfernungen und Streckenvarianten (auch um Ecken)
  • Geschichte: Erfindung und Entwicklung des Telefons
  • Musik: Schallleitung bei verschiedenen Instrumenten
  • Bau eines einfachen Xylophons aus verschiedenen Holzarten
  • Ökologie: Auswirkungen von Unterwasserlärm z. B. auf die Kommunikation und Orientierung von Walen
  • Biologie: Richtungshören ( vgl. Modul „Blinde Kuh“)
  • Arbeitslehre: Bauphysik, Schalldämmung

Weiterführende Hinweise

Materialien:

  • Stimmgabel(n)
  • zwei flache Gegenstände (z. B. Bücher, Bretter), die beim Zusammenschlagen einen lauten Knall erzeugen
  • verschiedene auf dem Schulgelände vorgefundene Materialien, z. B. Geländer aus Holz oder Metall, Holzbänke, Steinwände, Betonmauern, Baumstämme (verschiedener Baumarten) mit unterschiedlich dicker Borke, Matten, Teppiche, die Tischtennisplatte, …
mit Stimmgabel auf Holzgeländer klopfen

Zeitlicher Umfang:

  • 45 - 90 Minuten

Geeignete Lernorte:

  • Schulgelände mit ausreichend verschiedenen Materialien, die untersucht werden können (s.o.)
  • Sportplatz (für die Beobachtung des Unterschieds zwischen Licht- und Schallgeschwindigkeit ist ein Abstand von mind. 100m sinnvoll)
  • Die Umgebung sollte natürlich möglichst ruhig sein!