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Lehre vom Schall (Akustik) | Aufgaben und Übungen

Klassenstufe:

Aufgaben zur Lehre vom Schall, der sogenannten Akustik, bestehen grundsätzlich darin, die Ausbreitung von akustischen Wellen zu verstehen. Dabei geht es um ihre Entstehung, ihre Verbreitung und auch die Abschirmung.

Wichtige Begriffe, um die Prozesse korrekt erklären zu können, sind beispielsweise Frequenz, Amplitude oder Dämpfung.

Auf dieser Seite findest du alles, um dir einen ersten Eindruck zu verschaffen, was dich bei diesem Thema erwartet. In den Lernwegen kannst du anhand von Übungen dein neues Wissen testen. Am Ende zeigt dir die Klassenarbeit mit Musterlösung, ob du alles richtig verstanden hast.

Lehre vom Schall (Akustik) – Lernwege

Lehre vom Schall (Akustik) – Klassenarbeiten

Wie breitet sich Schall aus?

Schall braucht immer ein Medium, in dem er sich ausbreiten kann. Allgemein kann man Schall als eine Schwingung von Molekülen beschreiben, also von zusammenhängenden Atomen. Wird eine Druck- oder Dichtestörung erzeugt, breitet sich der Schall aus, indem weitere Moleküle in Schwingung versetzt werden.

Du kannst dir die Schallausbreitung bildlich in etwa so vorstellen: Ein Seil liegt vor dir auf dem Boden. Dieses stellt das Medium dar. Wenn du das Seil nun auf einer Seite schnell nach oben und unten bewegst, dann kannst du eine Welle beobachten. Diese läuft das ganze Seil entlang. Diese Welle entspricht dann dem sich ausbreitenden Schall.

Generell kann sich Schall überall ausbreiten, solange Moleküle vorhanden sind. Es spielt daher keine Rolle, ob sich Schall in Holz, Stein, Luft oder Wasser ausbreitet. Nur im Vakuum, also im Weltall, breitet sich Schall nicht aus!

Die Geschwindigkeit des Schalls ist abhängig vom Medium. Im Wasser breitet sich Schall beispielsweise deutlich schneller aus als in der Luft. 

Wie nimmt man Schall wahr?

Ob du Schall hören kannst oder nicht, hängt von der Frequenz ab!

Schall mit einer Frequenz zwischen 16 Hz und 20 kHz können wir mit unseren Ohren hören. Niedrigere Frequenzen nennt man Infraschall. Diesen Frequenzbereich benutzen beispielsweise Wale zur Kommunikation im Wasser. Höhere Frequenzen, der sogenannte Ultraschall, werden wiederum von Fledermäusen und Delfinen verwendet. 

Man kann Schall jedoch auch ohne Ohren wahrnehmen. Wenn dieser besonders stark ist, also eine große Amplitude besitzt, dann spürst du die Druckänderung. Du kannst auch Vibrationen an den Membranen von Lautsprechern sehen und spüren. Hier geben die Geräte den verstärkten Schall ab, welchen sie von einer Quelle als elektrische Energie empfangen. 

Schall kann sogar deine Emotionen beeinflussen. Betrachtet man nämlich Musik physikalisch, besteht diese ebenfalls aus Schall. Wie dieser wahrgenommen wird, ist jedoch von Kultur zu Kultur unterschiedlich. Während manche Kulturen laute, schrille Töne als angenehm empfinden, gibt es auch gegenteilige Wahrnehmungen.

Wie verhindert man die Ausbreitung von Schall?

Nicht immer ist die Ausbreitung von Schall gewünscht. Autobahnen oder Bahnschienen können großen Lärm verursachen, der von Anwohnern als störend empfunden wird. Um den Geräuschpegel niedrig zu halten, kann man den Schall abschirmen.

Um die Ausbreitung von Schall gering zu halten, kann man ihn durch eine Barriere im Medium dämpfen. Dabei wird der Schall an einer Grenzfläche reflektiert. Anschließend breitet er sich in eine andere Richtung aus und ist somit auf der Rückseite der Barriere nicht mehr allzu stark hörbar. Ein typisches Beispiel für Schalldämmung sind Lärmschutzwände. Wahrscheinlich hast du diese sogar schön öfter neben der Autobahn gesehen.

Eine andere Möglichkeit, Schall zu dämpfen, ist es, die Frequenz zu ändern. Dabei wird der Schall absorbiert. Die Frequenz ändert sich, sodass der Schall für Menschen nicht mehr hörbar ist.