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Wenn Töne umkippen

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Sie brauchen

  • Fahrrad
  • Spielkarte
  • Wäscheklammer
  • Freund oder Freundin
  • Etwas Platz

Bestimmt erinnert sich jedes Kind, dass einmal ein Krankenwagen, ein Polizeiauto oder ein Feuerwehrwagen mit Blaulicht an ihm vorbeigerast ist: Kommt der Wagen auf einen zu, ist seine Sirene hoch, fährt er an einem vorbei, kippt das Geräusch um und wird tief, sobald das Fahrzeug sich von einem entfernt.

Alltagsbezug

Kommt das Polizeiauto auf uns zu, ist seine Sirene hoch, fährt es an einem vorbei, kippt das Geräusch um und wird tief.

Der Versuch beginnt

Fragen Sie in die Runde der Kinder, wer schon einmal eine Sirene gehört hat oder ein Martinshorn. Wer benutzt es? Und wofür und warum? Wie muss man sich verhalten, wenn sich ein Fahrzeug mit Blaulicht nähert? Und was passiert, wenn es an einem vorüberfährt? Die Kinder sollen einmal Sirene oder Martinshorn nachmachen. Wie hört es sich an, wenn das Blaulicht näher kommt? Und wie, wenn es sich entfernt? Was geschieht dazwischen? Bitte vormachen!

Klemmen Sie den Kindern die Spielkarte eines Kartenspiels mit der Wäscheklammer an der Vordergabel eines Fahrrades fest. Die Karte soll dabei etwas in die Speichen hineinragen, damit sie beim Fahren ein Surren erzeugt.

So geht es weiter

Die Spielkarte klemmt am Fahrrad und nun darf ein Kind auf das Fahrrad steigen. Es soll wegfahren und dann auf die übrigen Kinder zugeradelt kommen, an ihnen vorbei und schließlich weg fahren. Das möglichst schnell. Die Spielkarte muss dabei laut surren, damit das Geräusch gut zu hören ist.

Und das passiert

Wenn das Fahrrad auf die Kinder zukommt, klingt das Surren höher, als wenn es von ihnen wegfährt. Es hört sich so an, als ob das Surren in dem Moment umschlägt, in dem das Fahrrad vorbei saust. Fragen Sie anschließend das Kind auf dem Fahrrad, was es während des Fahrens gehört hat: Bleibt der Ton die ganze Zeit gleich oder verändert er sich?

Der Hintergrund

Was Ihnen hier mit dem Fahrrad begegnet, ist der sagenhafte „Doppler-Effekt". Er heißt so, weil er nach dem Wissenschaftler Christian Johann Doppler (1803-1853) benannt ist, der ihn erforscht hat. Bestimmt erinnert sich jedes Kind, dass einmal ein Krankenwagen, ein Polizeiauto oder ein Feuerwehrwagen mit Blaulicht an ihm vorbeigerast ist: Kommt der Wagen auf einen zu, ist seine Sirene hoch, fährt er an einem vorbei, kippt das Geräusch um und wird tief, sobald das Fahrzeug sich von einem entfernt.Das kommt daher, dass Geräusche sich durch Schall ausbreiten und Schall durch die Luft übertragen wird. Das passiert nicht so schnell, wie man denkt, sondern „nur" mit 340 Metern in der Sekunde. Wenn sich etwas bewegt und dabei Geräusche macht, wird der Schall davor etwas zusammengedrückt und dahinter auseinandergezogen. Dadurch wird der Ton vor dem Fahrzeug etwas höher, dahinter etwas tiefer. Das kann man gut hören - umso deutlicher, je schneller sich die Schallquelle bewegt.

Deshalb ist es interessant

Bewegt sich ein Geräusch, verändert es seinen Klang. Diesen so genannten „Doppler-Effekt" kann man hören. Bewegt sich das Geräusch - etwa eine Sirene - auf einen zu, klingt es höher. Bewegt es sich von einem weg, klingt es tiefer. Sobald das Geräusch einen erreicht hat, kippt der Klang um - von hoch zu tief. Bewegt man sich genauso schnell wie das Geräusch, hört man die ganze Zeit das gleiche Geräusch. Für den Fahrer des Feuerwehrautos verändert sich also der Klang der Sirene die ganze Zeit lang nicht.

Für den Hinterkopf

Der „Doppler-Effekt" ist ein echter Aha-Effekt und immer wieder ein Hinhörer. Dabei gibt es ihn nicht nur bei Schall, sondern auch bei elektromagnetischen Wellen wie Licht. Mit Hilfe des Doppler-Effekts lässt sich zum Beispiel ganz einfach feststellen, ob sich im Weltraum eine Galaxie von uns wegbewegt, und wie schnell sie das tut. Ähnlich wie beim sich entfernenden Fahrrad werden auch die Lichtwellen durch die Weg-Bewegung der Galaxie in die Länge gezogen. Wenn aber Lichtwellen ihre Länge ändern, nehmen wir eine andere Farbe wahr. In diesem Fall verändert sich die Farbe des Lichts von weiß nach rot. Diesen Effekt nennen Astronomen deshalb „Rotverschiebung". Kürzere Lichtwellen sehen wir übrigens auch nicht weiß, sondern violett. Nicht nur die Astronomen greifen auf den Doppler-Effekt zurück, auch die Polizei tut das gerne. Radarfallen arbeiten mit Radarwellen, die auch elektromagnetische Wellen sind. Die Radarwellen werden auf ein Fahrzeug geschickt und von ihm zurückgeworfen. Je schneller das Fahrzeug fährt, desto stärker verändern sich auch die an ihm reflektierten Radarwellen. Aus dem Unterschied zwischen den ausgesendeten und den reflektierten Radarwellen lässt sich die Geschwindigkeit des Autos ziemlich einfach und genau berechnen. Mit Schallwellen wäre das übrigens auch möglich. Aber sie müssten so laut sein, dass es Autofahrer fürchterlich erschrecken würde, wenn sie in das Visier der Polizei kämen.

Tipp

Die Kinder sollen einmal ihre Spieluhren mitbringen. Dann können sie diese aufziehen und an einem ausgestreckten Arm festhalten. Wenn sie den Arm mit der Spieluhr daran kreisen lassen, können sie hören, dass ihre Töne "eiern". Sie sind leicht verzerrt, klingen irgendwie schief, und zwar um so stärker, je schneller der Arm bewegt wird. Auch hier ist der Doppler-Effekt im Spiel: Wenn die Spieluhr kreist, bewegt sie sich abwechselnd auf einen zu und von einem weg. Das verändert den Ton, was deutlich zu hören ist.

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Kommentare 1 Einträge

Carmen Persich | 25.12.2011 14:15 Uhr

Experimetierkarten

Schade, dass es nicht zu allen Versuchsideen eine Experimentier - oder Forscherkarte gibt.

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