Schwingungen in Mathematik, Musik und Physik
Unterrichtseinheit
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.
- Astronomie / Mathematik / Physik
- Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
- 6 bis 8 Unterrichtsstunden für die Bearbeitung der Unterrichtsmaterialien; bei fächerübergreifendem Unterricht erweiterbar
- Ablaufplan, Arbeitsblatt interaktiv
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Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- festigen den Umgang mit der Sinusfunktion, ihrer Gleichung und ihren Parametern.
- beeinflussen mithilfe der Parameter Amplitude, Frequenz und Nullphasenwinkel eine Sinusfunktion gezielt.
- erkennen die Sinusschwingung als ein Bindeglied der Fächer Mathematik, Physik und Musik.
- lernen durch die Hörbeispiele eine direkte Verbindung zwischen den Unterrichtsfächern Musikerziehung und Mathematik kennen.
- kennen die mathematischen Entsprechungen der Begriffe "Tonhöhe" und "Lautstärke".
- kennen den Aufbau eines Tons durch Überlagerung seiner Partialtöne.
- lernen das Phänomen der Schwebung kennen.
- sind mit dem Prinzip der Fourier-Analyse vertraut und kennen Anwendungsgebiete.
