Quantenphysik multimedial: Schwingende Tasse

In diesem Video werden Symmetrien von stehenden Wellen in der Kaffeetasse diskutiert.

  • Physik
  • Sekundarstufe II
  • Video

Beschreibung

Mit einer einfachen Kaffeetasse lassen sich interessante Varianten zu Chladnischen Klangfiguren erzeugen. Schlägt man mit einem Löffel die Tasse an unterschiedlichen Stellen an, erzeugt dies höhere oder tiefere Töne. Entscheidend hierfür ist der Winkel zwischen der Position des Henkels und dem Anschlagsort des Löffels.

Im Bild stehender Wellen kann das Phänomen verdeutlicht werden. Am Tassenrand bildet sich eine stehende Welle, im einfachsten Fall entsprechen vier Schwingungsbäuche beziehungsweise zwei Wellenlängen dem Tassenrand. Wenn ein Schwingungsbauch am Henkel entsteht, schwingt mehr Masse, daher wird die Frequenz kleiner und der Klang wird tiefer. Bildet sich am Henkel ein Schwingungsknoten, schwingt weniger Masse, daher wird die Frequenz größer und der Klang wird höher.

Anhand geeigneter Visualisierung stehender Wellen wird diese Theorie im Video bewiesen.

Projekt "Quantenspiegelungen"

Das hier vorgestellte Video ist Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

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Autorenteam"Quantenspiegelungen"

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In Kooperation mit

Institut für Didaktik der Physik - WWU Münster

Dieser Beitrag wird in Kooperation mit dem Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster angeboten.

SCIENCeMOTION

Dieser Beitrag wird in Kooperation mit SCIENCeMOTION angeboten.