Schwingungen in Mathematik, Musik und Physik
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- Astronomie / Mathematik / Physik
- Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
- 6 bis 8 Unterrichtsstunden für die Bearbeitung der Unterrichtsmaterialien; bei fächerübergreifendem Unterricht erweiterbar
- Ablaufplan, 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.
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.
