Naturwissenschaften

Schwingungen in Mathematik, Musik und Physik

Veröffentlicht am 11.05.2005
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • 6 bis 8 Unterrichtsstunden für die Bearbeitung der Unterrichtsmaterialien; bei fächerübergreifendem Unterricht erweiterbar
  • Unterrichtsplanung, Arbeitsmaterial, Arbeitsblatt interaktiv

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Fourier-Analyse (nach J.B.J. Fourier, 1768-1830) auf experimentelle Art und Weise kennen. Mit der Methode können komplexe Schwingungen, wie sie in der Musik und in der Physik vorkommen, in ihre Einzelkomponenten zerlegt werden.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • den Umgang mit der Sinusfunktion, ihrer Gleichung und ihren Parametern festigen.
  • mithilfe der Parameter Amplitude, Frequenz und Nullphasenwinkel eine Sinusfunktion gezielt beeinflussen.
  • die Sinusschwingung als ein Bindeglied der Fächer Mathematik, Physik und Musik erkennen.
  • durch die Hörbeispiele eine direkte Verbindung zwischen den Unterrichtsfächern Musikerziehung und Mathematik kennen lernen.
  • die mathematischen Entsprechungen der Begriffe "Tonhöhe" und "Lautstärke" kennen.
  • den Aufbau eines Tons durch Überlagerung seiner Partialtöne kennen.
  • das Phänomen der Schwebung kennen lernen.
  • mit dem Prinzip der Fourier-Analyse vertraut sein und Anwendungsgebiete kennen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaSchwingungen in Mathematik, Musik und Physik
AutorinJudith Preiner
FächerMathematik, fächerübergreifend auch Musik, Physik
ZielgruppeGymnasium, Klasse 10; als experimentelle Idee zu den Trigonometrischen Funktionen auch Jahrgangsstufe 11
Zeitraum6 bis 8 Unterrichtsstunden für die Bearbeitung der Unterrichtsmaterialien; bei fächerübergreifendem Unterricht erweiterbar
Technische VoraussetzungenComputer in ausreichender Anzahl mit Soundkarte und Software zum Abspielen von MP3-Dateien, Lautsprecher und Kopfhörer (für Einzel- oder Partnerarbeit), ein Computer mit Beamer (für Lehrerpräsentationen)
SoftwareInternet-Browser, Java (Version 1.4.2 oder höher) zur Bearbeitung der Applets
PlanungVerlaufsplan Schwingungen

Download

Sie können alle Arbeitsmaterialien (sieben dynamische Arbeitsblätter) und die umfangreiche Lehrerinformation ("Lexikon" zu den Fachbegriffen, Lösungen der Arbeitsaufträge und Unterrichtsanregungen) von der GeoGebra-Homepage als ZIP-Datei herunterladen.


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Avatar Judith Preiner

absolvierte das Lehramtsstudium mit der Fächerkombination Mathematik und Musikerziehung und ist derzeit Dissertantin an der Universität Salzburg. Sie beschäftigt sich mit dem Einsatz und der Kombination neuer Medien im Mathematikunterricht.

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