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Stimmgabeln: Unterschied zwischen den Versionen

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Eine Stimmgabel ist eine Metallgabel, die durch das Anschlagen einen Ton erzeugt und daher auch in der Musik Anwendung findet.  
Eine Stimmgabel ist eine Metallgabel, die durch das Anschlagen einen Ton erzeugt und daher auch in der Musik Anwendung findet.  
In der Sammlung befinden sich Stimmgabeln mit den Frequenzen 256 Hz, 320 Hz, 384 Hz, 440 Hz und 512 Hz.


=== Aufbau und Funktionsweise ===
=== Aufbau und Funktionsweise ===
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'''Aufbau'''
'''Aufbau'''


Die Stimmgabel besteht aus einem Metallstück, das zwei Zinken und einen Stiel besitzt. Der Stiel ist auf einen an zwei Seiten offenen Holzquader gesteckt.   
Die Stimmgabel besteht aus einem Metallstück, das zwei Zinken und einen Stiel besitzt. Der Stiel ist auf einen Resonanzkörper aus Holz gesteckt.   


'''Funktionsweise'''
'''Funktionsweise'''


Wird die Stimmgabel mit dem Anschlaghammer angestoßen, so bewegen sich die Zinken gegensinnig. Bewegen sich die Zinken voneinander weg, so verdichtet sich die Luft außerhalb der Zinken und verdünnt sich die Luft zwischen ihnen. Bei der Bewegung aufeinander zu verdichtet sich die Luft zwischen den Zinken und verdünnt sich die Luft außerhalb. Es treten Druckunterschiede auf, die sich wellenförmig ausbreiten. Je nach Frequenz ist dies als Schall wahrnehmbar.  
Schlagen wir die Stimmgabel mit dem Hammer an, so beginnen die Zinken gegensinnig zu schwingen. Schwingen die beiden Zinken voneinander weg, so vergrößert sich der Abstand zwischen ihnen, der Luftdruck zwischen den beiden Zinken sinkt und der Luftdruck außerhalb der Zinken steigt. Schwingen die beiden Zinken aufeinander zu so kehrt sich dieser Effekt um. Es entstehten auf diese Weise periodische Druckunterschiede, welche sich als Kugelförmige Welle im Raum ausbreiten. Diese Druckwelle ist für uns als Schall mit der Schwingungsfrequenz der Stimmgabel hörbar.
 
Über den Stiel der Stimmgabel wird die Schwingung auf den Rezonanzkörper übertragen. Ist dieser mit seiner Bauform auf die Stimmgabel abgestimmt, so beginnt dieser ebenfalls mit der gleichen Frequenz zu schwingen. Wie bei der Stimmgabel wird durch die Schwingung die Luft im Inneren des Resonanzkörpers abwechselnd zusammengedrückt und außeinander gezogen. Die so entstandene Druckwelle breitet sich ebenfalls aus und kann von uns ebenfalls als Schall mit der gleichen Frequenz wahrgenommen werden. So wird der Ton der Stimmgabel zusätzlich verstärkt.


Gleichzeitig zur Schwingung der Zinken wird der Stiel periodisch nach unten und oben gedrückt. Damit wird der Holzkörper mit dieser Frequenz angeregt und verstärkt die periodische Schwingung. Bei höhrbaren Frequenzen wird der vernehmbare Ton dadurch lauter.
<ref>https://www.physik.uni-bielefeld.de/didaktik/Lehrerinnen/Workshops/Nspire/Wie%20schwingt%20eine%20Stimmgabel.pdf</ref>
=== Zubehör ===
=== Zubehör ===
Zu der Stimmgabel gehören ein Anschlaghammer, der meist einen Gummikopf hat, und verstellbare Gewichte, die an den Zinken befestigt werden können.
Zu der Stimmgabel gehören ein Anschlaghammer, der meist einen Gummikopf hat, und verstellbare Gewichte, die an den Zinken befestigt werden können.
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<!-- === Experimente === -->
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<!-- === Betriebsanweisungen === -->
[[Datei:HW Akustik Stimmgabel.jpg|center|Stimmgabel 440 Hz mit Resonanzkörper.]]
 
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=== Bedienungsanleitung des Herstellers ===
* [https://www.wiemann-lehrmittel.de/shop/naturwissenschaften/physik/demonstrations-gerte/mechanik/mechanik-festen-krper/akustik/stimmgabeln-resonanzkasten Herstellerinformation Wiemann-Lehrmittel]
 
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=== Experimente ===
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<h3 class="subheader"><span style="display:inline;"></span> Wichtige Daten</h3>
  <h3 class="subheader"><span style="display:inline;"></span> Wichtige Daten Stimmgabel 440 Hz</h3>
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| Sammlungsposition
| Sammlungsposition
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| Wiemann-Lehrmittel
| Wiemann-Lehrmittel
|-
|-
| Frequenz
| Frequenzen
| 440 Hz
| 256 Hz, 320 Hz, 384 Hz, 440 Hz, 512 Hz.
|-
| Länge der Stimmgabel
| 130 mm
|-
| Abmessung Resonanzkörper
| 180 mm x 90 mm x 50 mm
|}
|}
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=== Betriebsanweisungen ===
=== Bedienungsanleitung des Herstellers ===
* [https://www.wiemann-lehrmittel.de/shop/naturwissenschaften/physik/demonstrations-gerte/mechanik/mechanik-festen-krper/akustik/stimmgabeln-resonanzkasten Herstellerinformation Wiemann-Lehrmittel]


=== Fotos ===
=== Fotos ===
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<ul class="example-orbit" data-orbit>
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   <li class="active">
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     [[Datei:HW Akustik Stimmgabel.jpg|slide 1]]
     [[Datei:HW Akustik Stimmgabel.jpg|slide 1]]
     <div class="orbit-caption">
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       vorne
       Stimmgabel 440 Hz mit Resonanzkörper
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     [[Datei:HW Akustik Stimmgabel2.jpg|slide 2]]
     [[Datei:HW Akustik Stimmgabel2.jpg|slide 2]]
     <div class="orbit-caption">
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       hinten
       Stimmgabeln mit Frequenzen 440 Hz und 320 Hz, sowie dem dazugehörigen Anschlaghammer
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  </li>
  <li>
    [[Datei:HW Akustik Stimmgabel3.jpg|slide 2]]
    <div class="orbit-caption">
      Anordnung aller Stimmgabeln mit steigender Frequenz von links nach rechts
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== Literatur ==
<!-- == Literatur ==
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https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/de/88x31.png
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Dieses Werk ist lizenziert unter einer [https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.de Creative Commons  Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.]
Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter [https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.de CC BY-NC-SA 4.0]
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Aktuelle Version vom 2. August 2022, 12:58 Uhr



Eine Stimmgabel ist eine Metallgabel, die durch das Anschlagen einen Ton erzeugt und daher auch in der Musik Anwendung findet. In der Sammlung befinden sich Stimmgabeln mit den Frequenzen 256 Hz, 320 Hz, 384 Hz, 440 Hz und 512 Hz.

Aufbau und Funktionsweise

Aufbau

Die Stimmgabel besteht aus einem Metallstück, das zwei Zinken und einen Stiel besitzt. Der Stiel ist auf einen Resonanzkörper aus Holz gesteckt.

Funktionsweise

Schlagen wir die Stimmgabel mit dem Hammer an, so beginnen die Zinken gegensinnig zu schwingen. Schwingen die beiden Zinken voneinander weg, so vergrößert sich der Abstand zwischen ihnen, der Luftdruck zwischen den beiden Zinken sinkt und der Luftdruck außerhalb der Zinken steigt. Schwingen die beiden Zinken aufeinander zu so kehrt sich dieser Effekt um. Es entstehten auf diese Weise periodische Druckunterschiede, welche sich als Kugelförmige Welle im Raum ausbreiten. Diese Druckwelle ist für uns als Schall mit der Schwingungsfrequenz der Stimmgabel hörbar.

Über den Stiel der Stimmgabel wird die Schwingung auf den Rezonanzkörper übertragen. Ist dieser mit seiner Bauform auf die Stimmgabel abgestimmt, so beginnt dieser ebenfalls mit der gleichen Frequenz zu schwingen. Wie bei der Stimmgabel wird durch die Schwingung die Luft im Inneren des Resonanzkörpers abwechselnd zusammengedrückt und außeinander gezogen. Die so entstandene Druckwelle breitet sich ebenfalls aus und kann von uns ebenfalls als Schall mit der gleichen Frequenz wahrgenommen werden. So wird der Ton der Stimmgabel zusätzlich verstärkt.

Zubehör

Zu der Stimmgabel gehören ein Anschlaghammer, der meist einen Gummikopf hat, und verstellbare Gewichte, die an den Zinken befestigt werden können.

Bedienungsanleitung des Herstellers

Stimmgabel 440 Hz mit Resonanzkörper.

Wichtige Daten

Sammlungsposition Akustik: 7c
Hersteller Wiemann-Lehrmittel
Frequenzen 256 Hz, 320 Hz, 384 Hz, 440 Hz, 512 Hz.

Fotos

  • slide 1
         Stimmgabel 440 Hz mit Resonanzkörper
    
  • slide 2
         Stimmgabeln mit Frequenzen 440 Hz und 320 Hz, sowie dem dazugehörigen Anschlaghammer
    
  • slide 2
         Anordnung aller Stimmgabeln mit steigender Frequenz von links nach rechts
    


88x31.png Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0