Physik · Klasse 6–7 · aktualisiert
Schall einfach erklärt: Entstehung und Ausbreitung
Verfolge Schall von einer schwingenden Quelle durch Luft bis zum Ohr. Erkenne Tonhöhe, Echo und Dämpfung.
0 von 10 Aufgaben gelöst
Kurz gesagt
Schall ist eine mechanische Störung, die sich in Luft, Wasser oder Festkörpern als Welle ausbreitet. Eine schwingende Quelle regt das Medium an; am Ohr kann die Welle das Trommelfell bewegen. Im Vakuum fehlt ein Medium.
Schwingt eine Quelle, kann sie Luft, Wasser oder einen Festkörper anregen. Die Störung erreicht als mechanische Welle einen Empfänger, etwa dein Ohr oder ein Mikrofon. Hier verfolgst du diesen Weg, vergleichst Tonhöhe und Lautstärke und untersuchst, wie sich störender Schall dämpfen lässt.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Bei einer Gitarre schwingt die Saite; bei einer Stimmgabel sind es ihre Zinken. Ein Lautsprecher bewegt seine Membran. Alle drei können das umgebende Medium anregen. Beim Sprechen setzt der Kehlkopf die Luft in Schwingung, die den Schall zum Ohr trägt. Klopfst du mit einem Hammer auf eine Metallstange, wird auch die Stange selbst angeregt und leitet die Störung weiter.
Definition
Schall
Schall ist eine mechanische Schwingung oder Störung, die sich in einem Medium als Welle ausbreitet. Ein Medium kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Festkörper sein.
Merke: Schallquelle, Medium und Empfänger haben verschiedene Aufgaben: erzeugen, übertragen und aufnehmen.
Beispiel: Die Übertragung lässt sich als Kette darstellen
- 1Die Schallquelle erzeugt die Schwingung.
- 2Das Medium überträgt die Störung.
- 3Der Schallempfänger nimmt sie auf.
Teste dich
Eine Quelle drückt beim Vorwärtsbewegen die Luft in ihrer Nähe zusammen. Dort steigen Druck und Dichte: Es entsteht eine Verdichtung. Bewegt sie sich zurück, folgt eine Verdünnung. Beides wandert durch die Luft, weil benachbarte Teilchen einander anstoßen. Jedes Teilchen bewegt sich nur in seiner Umgebung; es reist nicht bis zum Ohr.
In Luft und Wasser verläuft die Teilchenschwingung längs des Schallwegs. Solche Wellen heißen Longitudinalwellen. Festkörper können auch Wellen übertragen, bei denen die Teilchen quer zur Ausbreitungsrichtung schwingen.
Ein Vakuum enthält keine Teilchen, die diese mechanische Störung weitergeben. Licht kann durch leeren Raum reisen, Schall nicht.
Beispiel
- 1Eine kleine Lautsprechermembran schwingt und drückt die benachbarte Luft abwechselnd zusammen und auseinander.
- 2Verdichtungen und Verdünnungen laufen durch den Raum und erreichen dein Trommelfell.
- 3Die Luftteilchen schwingen lokal. Keines reist von der Membran bis zum Ohr.
Teste dich
Frequenz und Amplitude erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Eine schnell schwingende Saite kann leise sein; eine langsamer schwingende Saite kann kräftig klingen. Ein hoher Ton ist daher nicht zwangsläufig laut.
Den Schallpegel kann man in Dezibel (dB) messen. Der Messwert allein sagt nicht, wie laut oder störend eine Person das Signal empfindet.
Definition
Frequenz
Die Frequenz gibt an, wie viele vollständige Schwingungen in einer Sekunde stattfinden. Ihre Einheit ist Hertz (Hz). Eine größere Frequenz wird als höherer Ton wahrgenommen.
Definition
Amplitude
Die Amplitude ist der größte Ausschlag einer Schwingung aus ihrer Ruhelage. Eine größere Amplitude wird bei sonst gleichen Bedingungen als lauter wahrgenommen.
| Veränderung | Physikalische Größe | Wahrnehmung |
|---|---|---|
| mehr Schwingungen pro Sekunde | größere Frequenz | höherer Ton |
| weniger Schwingungen pro Sekunde | kleinere Frequenz | tieferer Ton |
| größerer Ausschlag | größere Amplitude | meist lauter |
| kleinerer Ausschlag | kleinere Amplitude | meist leiser |
Teste dich
Erreicht Schall einen beweglichen Körper, kann dieser mitschwingen. Im Ohr führt sein Weg von der Ohrmuschel durch den Gehörgang zum Trommelfell. Dessen Bewegung wird im Ohr in Signale umgewandelt, die das Gehirn auswertet. Im Mikrofon bewegt der Schall eine Membran; das Gerät erzeugt daraus ein elektrisches Signal.
An einem Material kann Schall Verschiedenes tun:
Reflexion: Ein Teil wird zurückgeworfen; an einer Bergwand kann so ein Echo entstehen.
Absorption: Das Material nimmt einen Teil der Schallenergie auf, sodass weniger weiterläuft.
Brechung: Ändern sich die Bedingungen auf dem Weg, kann die Welle ihre Richtung ändern.
Harte, glatte Flächen werfen meist mehr Schall zurück. Poröse Flächen wie Schaumstoff nehmen meist einen größeren Anteil auf. Für weniger Schall am Ohr kannst du auch schwingende Bauteile dämpfen oder den Abstand zur Quelle vergrößern.
Schallarten unterscheiden sich durch ihre Schwingungen. Ein Ton ist eine reine, gleichmäßige Schwingung. Bei einem Klang kommen zu einem Grundton weitere passende Töne hinzu; das Muster wiederholt sich. Die Mischung prägt den Klang verschiedener Instrumente. Ein Geräusch hat kein regelmäßiges Muster. Ein Knall ist kurz und stark. Diese Einteilung vereinfacht die Wirklichkeit: Ein langer Knall kann in ein Geräusch übergehen.
Beispiel
- 1Soll störender Schall aus einem Raum abgeschwächt werden, kann poröses Material einen Teil des Schalls absorbieren.
- 2Das ist sinnvoller als eine glatte, harte Fläche, die einen größeren Anteil zurück in den Raum reflektiert.
| Schallart | Kennzeichen | Beispiel |
|---|---|---|
| Ton | reine, gleichmäßige Schwingung | gute Stimmgabel |
| Klang | regelmäßiges Muster aus Grundton und weiteren Tönen | Gitarre oder Klavier |
| Geräusch | unregelmäßiges Muster mit vielen Anteilen | Rauschen oder Zischen |
| Knall | kurzer, meist starker Ausschlag | zugeschlagene Tür |
Teste dich
Alles auf einen Blick
Schall
Entstehung
Eine schwingende Quelle regt ein Medium an
Ausbreitung
Verdichtung und Verdünnung wandern durch Luft
Grenze
Im Vakuum fehlt ein Schallmedium
Wahrnehmung
Frequenz beeinflusst Höhe, Amplitude Stärke
Wirkung
Schall kann reflektiert, absorbiert und gebrochen werden
Schallarten
Ton, Klang, Geräusch und Knall unterscheiden
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Ein Ticken wird gedämpft
- 1Eine leise Küchenuhr tickt auf einem Tisch. Ihre Teile schwingen und regen die Luft an.
- 2Vor einer harten Wand hörst du zusätzlich zurückgeworfenen Schall. Das ist Reflexion.
- 3Hängst du ein dickes Tuch vor die Wand, nimmt es einen Teil des Schalls auf. Das ist Absorption.
- 4Die Uhr bleibt die Quelle; verändert wurde die Wirkung am Übertragungsweg.
Fehler finden
Schall einer kleinen Trommel In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Die Luftteilchen schwingen nur um ihre Lage. Die Druckschwankung wandert von der Trommel zum Ohr.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Ein Lautsprecher bewegt die . Die Luftteilchen schwingen . Eine Bergwand kann Schall , sodass ein Echo entsteht.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback