Schallmessung

Schall - eine experimentelle Betrachtung des Lärms

Der Einstieg in das Thema erfolgt über einen aktuellen Bezug zur Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler. Bestens geeignet sind hierfür Berichte, Zeitungsartikel und  Broschüren über Jugendliche, die durch eine schmerzliche Erfahrung das Thema „Gehör und Lärm“ kennen gelernt haben. Am eigenen täglichen Musikkonsum kann am besten die gesundheitliche Bedeutung des Schalls aufgearbeitet werden.

1. Das Schallpegelmessgerät

Neben dem PC als modernem Medium können auch selbst gebaute oder von der Autorin dieser Versuchseinheiten bezogene Messgeräte zur Messwerterfassung eingesetzt werden.
Eine sehr gelungene und äußerst preiswerte Erweiterung  bietet eine Hardware, mit deren Vorschaltung der PC zum universellen Spannungsmesser wird. Das Besondere daran ist die Möglichkeit, Gleichspannungen und sich langsam ändernde Spannungen in der Art eines Speicheroszilloskops aufnehmen zu können.

a) Geräteinformationen
b) Anleitung zur Messung der Schallgeschwindigkeit und des Abstandsgesetzes.
c) Anleitung zur Messung der Hörschwellenkurve

2. Problemstellung:   Was ist eigentlich Lärm?

Aussagen der Schülerinnen und Schüler werden gesammelt, geordnet und ausgewertet.
Kernsatz der Auswertung sollte sein: "Lärm ist Schall, der stört oder schädigt

Daraus lässt sich die Folgerung ableiten:     "Schall, der stört, muss nicht schädigen.
                                                                 Schall der schädigt, muss nicht stören."

3. Mit welcher Lautstärke hören wir unsere Lieblingsmusik?

V1: Experiment zur Schallmessung
Schüler bestimmen mit Hilfe eines Messgerätes den Schallpegel beim Abspielen von Musikstücken in der von ihnen bevorzugten Lautstärke.

Damit Lärm näher definiert und als Ordnungswidrigkeit auch geahndet werden kann, muss eine Messvorschrift zugrunde gelegt und ein Messgerät entwickelt werden. Das Messgerät zur Bestimmung des Schallpegels haben die Schüler ja bereits kennen gelernt. Die Messvorschrift wird ihnen nun mit der vereinfachten „3 dB – Regel“ vorgestellt.

V2: Die „3 dB – Regel“
 
Durchführung: Mehrere Schallquellen mit gleicher Lautstärke werden aufgestellt. Man misst nun den Schallpegel einer unterschiedliche Zahl von aktiven Schallquellen und notierte deren gemeinsamen Schallpegel.

Beobachtung:
Verdoppelt man die Anzahl gleich starker Schallquellen, nimmt der Schallpegel jeweils um 3 dB zu.

4. Schall/Lärm und seine Folgen auf das  Gehör

Um die Gefahr von Lärm für unser Gehör erkennen zu können, muss den Schülerinnen und Schülern die Bedeutung des Schalls in Bezug auf die Funktion im menschlichen Ohrs bekannt sein. Daher sollte der Bau und die Funktion des menschlichen Ohrs wiederholt werden.

Biologischer Exkurs

5.Schallausbreitung – ein Energietransport

Schülerinnen und Schüler müssen den Einfluss der verschiedenen Ausbreitungsmedien und der Einfluss beim Übertritt in ein anderes Medium kennen, um notwendig Maßnahmen zum Schutz unseres Gehörs vor Lärm ergreifen zu können. Durch Abwandlung des Messexperimentes aus V1 und V2 , können folgende Zusammenhänge einfach und schnell erarbeitet werden.

Tabelle: Schallhärte einiger Materialien

Anwendungsbeispiel:  Schlauchtelefon

6. Praktika

Mit Hilfe einer Reihe von Experimenten lassen sich alle Problemstellungen zum Thema Lärm erarbeiten. Ein kleiner Ausschnitt soll hier gezeigt werden.

Beispiele für Projektarbeiten mit einem Schallpegelmessgerät

Weitere Beispiele und Hinweise unter www.messen-mit-dem-pc.de