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Exponate zur Akustik

Dur- und Ganztonskala

Zwei unterschiedlich gestimmte Metallophone mit je zwei mal zwei Oktaven ermöglichen die Erfahrung, dass unterschiedliche Tonskalen auch unterschiedliche Harmonien ermöglichen. Auf Resonanz abgestimmte Röhren unter den Klangplatten erhöhen die Lautstärke.

Helmholtz Resonatoren

Die drei unterschiedlich großen Kunststoffkugeln stellen Resonatoren dar, die in je unterschiedlichen Tonfrequenzen mitschwingen können und folglich auch unterschiedliche Bereiche des Umgebungs - “Rauschens“ verstärken. Sie wurden in Anlehnung an die kleinen Hohlkugeln so benannt, die Hermann von Helmholtz verwendete, um damit Klanganalysen zu betreiben und Kombinationstöne zu erklären.

Klangtisch

Im Klangtisch ist sowohl ein regelbarer Tonfrequenzgenerator als auch ein Endlos-Tonband eingebaut, deren Töne wahlweise auf einen Stift (anstelle eines Lautsprechers) übertragen werden. An einer Gitarrensaite lassen sich die möglichen Schwingungsmöglichkeiten (Grund- und Oberschwingungen) dieser Saite zeigen. Mittels dreier verschieden großer Plastiktöpfe kann man erfahren, wovon es abhängt, ob hohe oder auch zusätzlich tiefe Töne verstärkt und abgestrahlt werden.

Phonoskop

Das Phonoskop macht Töne sichtbar: Ruft oder singt man mit kräftiger Stimme in die graue Rohröffnung, beginnen Grieß- körner auf dem Trommelfell über der roten Rohröffnung zu tanzen. Die Grießfiguren lassen sich mit der Stimme beeinflussen.

Röhrophon

Schwingende Luftsäulen können Töne hervorrufen, das kennt man von Orgelpfeifen, Holz- und Blechblasinstrumenten. Hier röhren Röhren: Die Schwingungen der Luftsäulen in den verschieden langen Wasserrohren werden durch Anschlagen mit der flachen Hand erzeugt. Das Exponat umfasst eine Oktave.

Schallrohr

Das Schallrohr zeigt Phänomene der Schallausbreitung innerhalb einer langen Röhre und der Schallreflexion in einer Röhre mit offenem Ende. Trotz mehrerer Winkelstücke im Rohr werden leise Flüstertöne über die Gesamtlänge von rund 33 Metern noch deutlich verstanden. Klopfgeräusche reflektieren am offenen Ende des Rohres und lassen ein deutliches Echo nach ca. 1/5 Sekunde hören (dadurch lässt sich die Schallgeschwindigkeit abschätzen).

Schwingende, klingende Platten

Drei unterschiedlich geformte Stahlplatten sind waagerecht auf langen Stielen befestigt. Sie lassen sich an unterschiedlichen Stellen mit einem Cellobogen anstreichen und in Schwingungen versetzen. Auf die Platten gestreute Grieß- körner formieren sich dabei zu sog. Chladnischen Klangfiguren, welche die Schwingungsknoten der klingenden Platten wiedergeben.

Wasserorgel

Vier unterschiedlich lange Orgelpfeifen tauchen mit den darunter befindlichen Röhren in Wasser ein. Durch Absenken der Pfeifen wird die in den Röhren eingeschlossene Luft vom Wasser durch die Pfeifen gedrückt. Alle vier Orgelpfeifen können geschlossen oder offen angeblasen werden. Man kann die Abhängigkeit der Tonhöhe von der Pfeifenlänge und von der offenen und geschlossenen Bauweise untersuchen. Außerdem ist der Effekt des „Überblasens“ zu beobachten.