Me­cha­ni­sche Wel­len (Ein­füh­rung)

Die Schüler/-innen verstehen wie mechanische Wellen durch Kopplung und Anregung einzelner Oszillatoren entstehen. Sie wissen, dass sich eine Welle im Gegensatz zu einer einzelnen Schwingung räumlich ausbreitet. Anhand einer Wellenmaschine können sie charakteristische Größen wie die Amplitude, Schwingungsdauer und Wellenlänge ermitteln. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle können sie aus der Wellenlänge und Schwingungsdauer berechnen. Zudem können sie Transversalwellen von Longitudinalwellen unterscheiden. Das Phänomen stehender Wellen verstehen sie mit Hilfe der Reflexion und Interferenz. Sie können eine stehende Welle mit einer Wellenmaschine und einem Seil nachbilden.

  • 41:04 min
  • 3 Aufgabenblöcke
  • 4 Arbeitsblätter
1. Aktivierung von Vorwissen
Video - 03:14 min
Mechanische Wellen im Alltag: Surfer reitet auf Wasserwellen
Erzeugung von Wasserwellen in Wanne mit einem Föhn
Wiederholung: Mechanische Schwingungen
2. Einführung
Video - 04:07 min
Gekoppelte physikalische Pendel als Vorstufe einer mechanischen Welle
Wellenmaschine zur Erzeugung mechanischer Wellen
3. Verständnis­sicherung
Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben zu Schwingungen und Wellen
4. Erarbeitung
Video - 06:14 min
Demonstration grundlegender Eigenschaften mechanischer Wellen mit einer Wellenmaschine
Energie- statt Materietransport
Wellenberge und -täler
Amplitude, Schwingungsdauer, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit
Transversalwelle
5. Üben und Anwenden
Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um charakteristischen Größen einer mechanischen Welle
6. Vertiefung
Video - 05:25 min
Demonstration stehender Wellen mit Wellenmaschine und einem schwingenden Seil
Anregungsfrequenz und Schwingungsdauer
Bedingung stehender Welle mit zwei festen Enden
Überlagerung (Interferenz) zwischen einfallender und reflektierter Welle
Phasensprung am Reflexionspunkt
7. Ergebnis­sicherung
Video - 04:02 min
Entstehung und Definition mechanischer Wellen
Energieübertragung statt Materietransport
Charakteristische Größen
Transversal- und Longitudinalwellen
Stehende Wellen
8. Abschlusstest
Abschlusstest - 08:00 min
Anwendungs- und Transferaufgaben

Schülermaterial (2)

  • Abschlusstest (PDF)
  • Arbeitsblatt (PDF)

Lehrermaterial mit Lösungen (2)

  • Abschlusstest (PDF)
  • Arbeitsblatt (PDF)

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