Elektromagnetische Schwingungen - Fachliche Grundlagen, Anwendungen und Experimente (Teil I)

Elektromagnetische Schwingungen

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Physik

11. | 12. Klasse

9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Mit elektromagnetischen Schwingungen ist es möglich, elektronische Musik zu machen. In einem Synthesizer erzeugen Oszillatoren für jeden Ton einer Oktave Sinusschwingungen. Zwischentöne werden durch Frequenzteilung gewonnen. Durch Überlagerung von Grund- und Oberschwingungen kann der Klang der meisten Instrumente imitiert werden. Auch neuartige Klangeffekte lassen sich erzeugen. Wir beschreiben die physikalischen Grundlagen von elektromagnetischen Schwingungen.
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Kompetenzen

Klasse:11/12
Dauer:9 Stunden
Ihr Plus:
  • viele Experimente
  • Grundlagen für die Beschreibung zahlreicher Anwendungen, z. B.– Synthesizer,– Mikrofone,intelligente Ampelsteuerung, Quarzuhr und Mikrowellenherd (in Teil II, Mai 2015)
Inhalt:
  • Schwingkreise
  • Wirkungsweise eines Oszillators für elektromagnetische Schwingungen
  • gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen
  • Überlagerung von elektromagnetischen Schwingungen
  • Anwendungsgebiete: Verkehrssteuerung, Uhren, elektronische Musik
  • Experimente zur Erzeugung und Anwendung elektromagnetischer Schwingungen

Inhaltsangabe

V = VorbereitungszeitSV = SchülerversuchAb = Arbeitsblatt/Informationsblatt
D = DurchführungszeitLV = LehrerversuchFo = FolieWH = Wiederholungsblatt
M 1 WHFrischen Sie Ihr Wissen zur Elektrizitätslehre auf!
M 2 AbElektromagnetische Schwingungen in einem Schwingkreis
M 3 SV / LV V: 10 min D: 15 minEin Experiment zur Erzeugung elektromagn. Schwingungen
  • Netzgerät, 0 bis 20 V
  • Spule mit großer Induktivität, 500 H
  • Strommesser mit Nullpunkt-Mittellage, 10 mA
  • Kondensator, 50 µF
  • Widerstand, 1 kΩ
  • Umschalter
M 4 AbGedämpfte elektromagnetische Schwingungen
M 5 SV / LV V: 10 min D: 10 minEin Experiment zur Erzeugung gedämpfter elektromagnetischer Schwingungen
  • Netzgerät, 0 bis 20 V
  • U- und I-Eisenkern, geblättert
  • Oszilloskop
  • Kondensator, 1 µF
  • Spule, 1500 Windungen
  • Umschalter
M 6 SV / LV V: 10 min D: 10 minEin Experiment zur Untersuchung der Abhängigkeit der Dämpfung einer elektromagnetischen Schwingung vom Ohm’schen Widerstand
  • U- und I- Eisenkern, geblättert
  • Spule, 500 Windungen
  • Zweikanal-Oszilloskop
  • veränderlicher Widerstand, 0 … 1 kΩ
  • Funktionsgenerator
  • Kondensator, 0,1 µF
  • Kondensator, 10 nF
M 7 AbUngedämpfte elektromagnetische Schwingungen
M 8 SV / LV V: 10 min D: 15 minExperiment zur Erzeugung ungedämpfter elektromagnetischer Schwingungen mit einer Meißner’schen Rückkopplungsschaltung
  • Netzgerät, 0 bis 20 V
  • Kondensator, 1 µF
  • U- und I- Eisenkern, geblättert
  • veränderlicher Widerstand, 100 kΩ
  • Transistor BD 137, o. Ä.
  • Spule, 250 Windungen
  • Spule, 500 Windungen
  • Oszilloskop
  • Lautsprecher
  • Schalter
M 9 AbAnwendungen ungedämpfter elektromagnetischer Schwingungen

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