Musik ist Physik – und du kannst sie sehen

Jeder Ton ist eine Schwingung in der Luft. Im Klang-Labor machst du sie sichtbar: als leuchtende Linie auf dem Bildschirm, als Zahl in Hertz, als Balken im Klangbild. Du misst deine eigene Stimme, baust Klänge aus Obertönen und findest heraus, wie hoch du überhaupt noch hören kannst.

Zuerst: dein Code

Leg dir einen Code an, zum Beispiel mia-6b. Dann werden deine Messwerte und Antworten gespeichert.

🎧

Kopfhörer auf. Die Töne im Labor sind teils sehr hoch oder sehr tief. Stell die Lautstärke leise ein, bevor du einen Ton startest, und dreh dann langsam lauter. Ohren kann man kaputt machen – genau darum geht es in Kapitel 4.

🎤

Mikrofon. Für Kapitel 2 und 4 fragt das iPad, ob die Seite das Mikrofon benutzen darf: auf „Erlauben“ tippen. Deine Stimme wird nur gemessen – nichts wird aufgenommen und nichts verlässt dein iPad.

Hinweis für die Vertretungslehrkraft

Die Einheit ist so gebaut, dass die Kinder allein damit arbeiten können – Musik- oder Physikkenntnisse sind für die Aufsicht nicht nötig.

Alle arbeiten am eigenen iPad mit Kopfhörern.
Zu Beginn legt jedes Kind einen Code an (Vorname und Klasse, z. B. mia-6b).
Kapitel 2 und 4 brauchen das Mikrofon: beim ersten Mal „Erlauben“ tippen. Es wird nichts aufgenommen.
Kapitel 1 dauert etwa 20 Minuten, die anderen je 25–30 Minuten.
In Kapitel 4 gibt es einen Hörtest mit sehr hohen Tönen. Die Seite beginnt leise und warnt vorher – bitte trotzdem daran erinnern, die Lautstärke nicht aufzudrehen.

Lehrermodus

Alle Lösungen lassen sich einblenden. Die Codes zeigen, wer wie weit ist und welche Messwerte vorliegen.

1

Was ist Schall?

etwa 20 Minuten

Ton = Schwingung

Ein Lautsprecher drückt die Luft vor sich zusammen und zieht sie wieder auseinander – viele Male pro Sekunde. Diese Schwingung läuft als Welle zu deinem Ohr. Wie oft pro Sekunde geschwungen wird, misst man in Hertz (Hz): 100 Hz heißt hundertmal pro Sekunde.

Der Tongenerator

Starte den Ton und schieb die Regler. Oben siehst du die Schwingung – wie durch eine Zeitlupe.

Oszilloskop

220 HzFrequenz

aTon

50 %Amplitude

Frequenz220 Hz Amplitude50 %

Probier aus: Was passiert mit der Linie, wenn du die Frequenz erhöhst? Und was, wenn du die Amplitude veränderst? Die vier Formen klingen unterschiedlich – dazu mehr in Kapitel 3.

Die drei Größen

Frequenz (Hz): wie schnell es schwingt → Tonhöhe. Mehr Hz = höher.
Amplitude: wie weit es ausschlägt → Lautstärke. Größerer Ausschlag = lauter.
Klangfarbe: die Form der Schwingung → warum Flöte und Trompete verschieden klingen.

Doppelt so viele Hertz …

… ist genau eine Oktave höher. Hör den Unterschied:

440 Hz ist der Kammerton a′. Nach ihm stimmen Orchester ihre Instrumente.

2

Deine Stimme unter dem Mikroskop

etwa 25 Minuten · Mikrofon und Kopfhörer

Jetzt misst das iPad dich. Sing oder sprich – und sieh dir an, was dabei in der Luft passiert.

Es wird nichts aufgenommen – nur gemessen.

Deine Stimme live

–Frequenz

–Ton

–Lautstärke

3

Obertöne: warum alles anders klingt

etwa 30 Minuten

Ein Ton ist nie allein

Wenn eine Saite schwingt, schwingt sie als Ganzes – und in zwei Hälften, drei Dritteln, vier Vierteln … Dadurch klingen über dem Grundton leisere Obertöne mit: die doppelte, dreifache, vierfache Frequenz. Welche Obertöne wie laut sind, macht die Klangfarbe aus. Deshalb erkennst du eine Trompete sofort.

Das Klangbild (Spektrum)

Jeder Balken ist ein Teilton. Links der Grundton, nach rechts die Obertöne. Spiel ein Instrument ab und vergleiche – oder sing selbst hinein (Mikrofon aus Kapitel 2).

Spektrum

Halte ein Klangbild fest und spiel dann ein anderes Instrument – so siehst du beide übereinander.

Klang-Werkstatt: bau dir einen Klang

Hier baust du einen Ton aus acht Teiltönen zusammen. Teilton 1 ist der Grundton, Teilton 2 klingt eine Oktave höher, Teilton 3 eine Quinte darüber und so weiter.

Dein Klang, 6 Sekunden lang – zum Mitnehmen.

4

Versuche

etwa 30 Minuten · teils mit Mikrofon

Fünf Versuche wie im Labor: ausprobieren, messen, aufschreiben. Deine Messwerte werden mit deinem Code gespeichert.