Einführung in die Physik: Akustik (Physikus Lernteil)
LeonardvonQuirm
https://www.youtube.com/watch?v=eyO1UlrPqIQ

Transkript (automatisch erstellt)

0:06 wenn ein Gegenstand z.B eine Gitarrenseite oder eine Lautsprechermembran schnell hin und her schwingt dann entsteht Schall den wir
0:14 hören können die Schwingungen werden zu unseren Ohren [Musik] transportiert kann Schallschwingungen
0:30 auch sichtbar machen legt man reißkörner auf eine Lautsprechermembran so springen diese hoch sobald man den Lautsprecher
0:42 [Musik] einschaltet man kann Schwingungen sehr gut an einem Pendel beobachten zunächst
0:51 hängt das Pendel in seiner Gleichgewichtslage senkrecht nach unten lenkt man das Pendel zu einer Seite aus beginnt es regelmäßig hin und
1:02 her zu schwingen es bewegt sich nun ständig von einem Umkehrpunkt über die Gleichgewichtslage zum anderen Umkehrpunkt und zurück die im
1:11 Umkehrpunkt erreichte Entfernung von der Gleichgewichtslage ist die maximale Auslenkung man nennt sie
1:23 Amplitude eine Schwingung ist die Bewegung vom Umkehrpunkt 1 über die Gleichgewichtslage zum Umkehrpunkt 2 zurück zur Gleichgewichtslage und wieder
1:32 zum Umkehrpunkt 1 die Zeit die während dieser einen Schwingung verstreicht nennt man Schwingungsdauer groß t selten spricht man nur von einer Schwingung
1:43 meistens von ihrer Mehrzahl den Schwingungen die Anzahl der Schwingungen die in einer Sekunde ablaufen nennt man Schwingungsfrequenz klein
1:55 f lässt man einen Farbbehälter mit einem kleinen lochpendel und zieht während er hin und her schwingt gleichmäßig ein Stück Papier
2:04 unter dem Pendel hindurch so erhält man als Autogramm der Schwingungen eine sogenannte Sinuskurve aufgezeichnet
2:30 jeder Körper den wir in Schwingungen versetzt haben hört normalerweise bald wieder aufzuschwingen die Reibung in der Aufhängung und der Luftwiderstand sorgen
2:39 dafür dass bei sich selbst überlassenden Schwingungen die Umkehrpunkte immer näher an die Gleichgewichtslage heranrücken ihre Amplitude also immer
2:47 kleiner wird bis die schung ganzhört man nennt sie gedämpfte Schwingungen je größer die Dämpfung ist desto schneller nimmt die Amplitude ab
3:08 will man ungedämpfte Schwingungen mit gleichbleibender Amplitude erzeugen dann muss man stets etwas Energie zuführen um die Reibung und den Luftwiderstand zu
3:17 überwinden bei der Standuhr geschieht das z.B durch das Anhängen eines Gewichts das langsam absinkt und dadurch das Pendel im schwingen hält
3:44 zupft man eine Seite einer Gitarre an so entsteht ein Ton zupft man stark schent die Seite mit einer großen Amplitude da die Amplitude die Tonstärke bestimmt
3:55 entsteht ein lauter Ton zupft man die Seite nur leicht dann steht ein leiser Ton die Seite schwingt dann mit kleiner Amplitude es zeigt sich werden die Töne
4:06 lauter so vergrößern sich die Amplituden der Schwingungen [Musik] die Lautstärke eines Tones wird in
4:32 Dezibel gemessen die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres wird durch den Zusatz a angegeben hören wir zwei gleichlaute Schallquellen dann empfinden wir die
4:42 Lautstärke nur um ca 3 DBA lauter Töne ab 100 DBA sind unerträglich laut ab 120 DBA können Sie das Gehör zerstören [Applaus]
5:07 die Höhe des erzeugten Tones bei der Gitarre hängt nicht von der Stärke des anzupfens sondern von der Länge der Dicke und vom Spannungszustand der Seite
5:16 ab eine kurze dicke Seite kann den gleichen Ton erzeugen wie eine lange dünne ein höherer Ton hat auch eine höhere Frequenz f das heißt es finden in
5:26 einer Sekunde mehr Schwingungen statt als bei einem tieferen t die Frequenz f der Schwingungen bestimmt also die
5:33 [Musik] [Musik]
5:42 Tonhöhe die beuche der Sinuskurve sind bei einer hohen Frequenz näher beieinander Schwingungsdauer und Frequenz hängen eng miteinander zusammen
5:51 die Einheit der Frequenz ist nach dem deutschen Physiker Heinrich Herz benannt der Kammerton a hat 440 Herz die Instrumente eines Orchesters werden nach
6:02 diesem Ton [Musik]
6:11 gestimmt hat ein Ton genau die doppelte Frequenz eines anderen dann ist er genau eine Oktave
6:21 [Musik] höher jeder freischwingende Körper hat se eine charakteristische
6:33 [Musik] Eigenfrequenz wenn ein Körper mit einer Erregerfrequenz zum Schwingen gebracht wird die seiner Eigenfrequenz entspricht
6:46 dann tritt Resonanz auf ein besonders heftiges mitschwingen des Körpers das bis zur sogenannten resonanzkatastrophe führen kann es kann ein Glas zum
6:55 Zerspringen gebracht werden oder eine Brücke kann bei geringster Belastung einstürzen wenn sie z.B durch Wind oder marschierende Menschen in ihrer
7:04 Eigenfrequenz sehr stark zum Schwingen gebracht wird die menschliche Stimme und die Stimmen vieler Tiere werden im Kehlkopf
7:18 erzeugt die Stimmbänder werden dort beim sprechen oder singen in Schwingungen versetzt und erzeugen so die Töne mit Zunge Gaumen und Lippen werden dann
7:27 laute und Worte geformt die menschlich Stimme hat einen Frequenzumfang von etwa 80 bis 1100
7:39 Herz erreichen Schallwellen das menschliche Ohr werden sie in der Ohrmuschel gesammelt und zum Trommelfell weitergelenkt das Trommelfell gerät
7:48 dabei in Schwingungen und überträgt den Schall auf die Gehörknöchelchen und letztlich auf das eigentliche höherorgan die sogenannte höherschnecke hier sind
7:58 die Sinneszellen unter die diese Impulse zum Gehirn [Musik]
8:17 weiterleiten das menschliche Ohr kann Frequenzen von etwa 16 bis 20 000 Herz hören höhere Töne werden als Ultraschall bezeichnet den z.B Hunde und Fledermäuse
8:28 wahrnehmen können hält man sich ein Ohr zu ist es ganz schwer die Richtung abzuschätzen aus der
8:37 ein Geräusch kommt genau wie zwei Augen zum räumlichen Sehen notwendig sind kann man auch nur mit zwei Ohren räumlich hören das Gehirn berechnet aus dem
8:47 winzigen Zeitunterschied mit dem die geräuschimpulse der beiden Ohren im Gehirn eintreffen die Richtung der Schallquelle
9:09 bringt man mehrere Pendel mit dünnen Fäden hintereinander an so genügt es einen Pendel anzustoßen um die anderen Pendel ebenfalls in Schwingung zu
9:18 versetzen durch die Kopplung breiten sich die Schwingungen mit kurzer Zeitverzögerung als Welle über die gesamten Pendel aus
9:35 man unterscheidet quer und läkswelle Querwellen bewegen sich quer also senkft zu der Schwingungsebene Wasserwellen sind Querwellen die einzelnen
9:44 Wasserteilchen bewegen sich auf und ab also vertikal während die Welle zur Seite also horizontal
9:56 fortschreitet im Gegensatz dazu breiten sich längswellen in derselben Richtung aus in der auch die einzelnen Teilchen schwingen drückt man z.B eine lange
10:05 Feder zusammen und lässt sie wieder los dann breitet sich diese Störung in Form einer verdichtungsstelle als längswelle innerhalb der Feder
10:24 aus Schallwellen sind läswellen durch die Schwingungen eines Weckers z.B wird die umgebende Luft zusammengedrückt und die Luftteilchen rücken enger
10:33 aufeinander diese Verdichtung wandert in Längsrichtung als Schallwelle weiter trifft diese Verdichtung auf unsere Ohren dann hören wir
10:43 [Applaus] etwas Schall breitet sich im Prinzip wie Licht in alle Richtungen gleichmäßig aus Lichtwellen sind jedoch elek magnetische
10:59 Wellen die keinen Träger brauchen um sich auszubreiten das Licht weit entfernter Sterne breitet sich durch das Vakuum des Weltraums bis zur Erde
11:11 aus im Vakuum kann kein Schall transportiert werden denn Schallwellen brauchen einen Träger wie Luft Wasser oder auch einen festen Stoff der die
11:21 Verdichtungen der Schallwellen weiterträgt die Ausbreitung der Schallwellen im schallträger braucht eine gewisse Zeit
11:41 die vom Trägermaterial abhängt in Luft beträgt die Schallgeschwindigkeit 340 m pro seunde in Wasser legegt der Schall 1480 m pro seunde zurück und in Eisen
11:53 sind es schon 5170 m pro Sekunde Schallwellen werden von großen Gegenständen reflektiert in den Bergen
12:14 wird der Schall so reflektiert dass ein sogenanntes Echo entsteht in großen leeren Räumen entsteht ein Nachhall dabei handelt es
12:31 sich um ein Echo das unsere Ohren wegen der verhältnismäßig kleinen Entfernungen kurz nach dem eigentlichen Ton erreicht jeder Klang wirkt dadurch in die Länge
12:48 [Musik] gezogen ه [Musik]