Die elektronische Messwerterfassung ist eine wichtige physikalische Arbeitsweise, die aus Fachwissenschaft und Industrie nicht mehr wegzudenken ist, die im Schulunterricht - insbesondere in der Sekundarstufe I - jedoch wenig Anwendung findet. Häufig entfallen computergestützte Experimente hier aufgrund fehlender technischer Voraussetzungen. Dieser Beitrag zeigt, wie Lernende in Kleingruppenarbeit mithilfe des Computers die Schallgeschwindigkeiten in Luft und Wasser mit einfachen Mitteln bestimmen können.
Bestimmung der Schallgeschwindigkeit
Unterrichtseinheit
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Schall werden Low-Cost-Experimente zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft und Wasser mithilfe von Computer, Soundkarte und Kopfhörer vorgestellt.
- Astronomie / Physik
- Sekundarstufe I
- mindestens 2 Unterrichtsstunden
- Experiment, Didaktik/Methodik
- 2 Arbeitsmaterialien
Beschreibung der Unterrichtseinheit
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Download
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schallgeschwindigkeit_materialien.zip
Anleitung zur Aufnahme und Auswertung eines Schallsignals mit Cool Edit sowie ein Messbeispiel
Vermittelte Kompetenzen
Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- kennen die Definitionsgleichung der Geschwindigkeit.
- wissen, wie die Durchschnittsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers bestimmt werden kann.
- können die Zeit, die der Schall zur Ausbreitung einer definierten Strecke benötigt, mithilfe eines Computers und eines Kopfhörers experimentell bestimmen.
- können ein Experiment zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft (optional auch in Wasser) beschreiben und durchführen.
- kennen den Wert der Schallgeschwindigkeit in Luft (optional auch in Wasser) für eine Temperatur von 20 Grad Celsius und wissen, dass dieser mit der Temperatur variiert.
- wissen, dass sich die Schallwellen in verschiedenen Materialien unterschiedlich schnell ausbreiten.
Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- können mit einer geeigneten Tonanalyse-Software (zum Beispiel Cool Edit) ein aufgenommenes Signal auswerten.
- können Oszillogramme interpretieren.
