Das Phänomen der stehenden Wellen

Das Material behandelt das Phänomen der stehenden Wellen mit Hilfe vorgefertigter Geogebra-Dateien, die über ein Online-Tool betrachtet werden können. Angebotene Arbeitsblätter können eigenständig mit Hilfe bereitgestellter Lösungsblätter kontrolliert werden. Die Aufgaben eignen sich für den Unterricht im Fach Physik mit erhöhtem Anforderungsniveau der zwölften Klasse der gymnasialen Oberstufe.

Lernvoraussetzung:

Sie haben bereits gelernt:

• Beschreibung der Ausbreitung von harmonischen Wellen.
• Beschreibung einer harmonischen Welle mithilfe von Periodendauer,
  Ausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge, Frequenz, Amplitude und Phase.
• Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Frequenz

Möglicher Lernpfad – welche Inhalte Übungen sind für dich in welcher Reihenfolge empfehlenswert?

Phase 1: Beobachten des Phänomens 

Im Physikunterricht wird das Phänomen der stehenden Wellen sehr oft mit dem Kundtschen (Staub-)Röhre demonstriert. Zunächst sollen Sie den Effekt kennen lernen und gezielte Beobachtungen vornehmen.

Beachten Sie bitte die Arbeits- und Lösungsblätter rechts im Menü.

• Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt: Stehende_Wellen01.pdf
• Lösungshinweise zur Kontrolle: Stehende_Wellen-Lösungshinweise.pdf

Phase 2: Erarbeiten einer Erklärung 

Nachdem Sie das Phänomen der Stehenden Wellen kennen gelernt haben, sollen Sie sich in dieser Phase eine Erklärung hierfür erarbeiten. Dazu wird die vorgefertigte Geogebra-Datei "Stehende_Wellen.ggb" (bitte den Zip-Ordner extrahieren) verwendet.

• Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt: Stehende_Wellen02.pdf
• Lösungshinweise zur Kontrolle: Stehende_Wellen02-Lösungshinweise.pdf

Phase 3: Übung und Sicherung

Auf der Grundlage der Visualisierung und erarbeiteten Deutung in der 2 Phase sollen die Zusammenhänge gesichert, vertieft und geübt werden.

Bei Interesse können Sie das Thema im Zusammenhang mit Musikinstrumenten vertiefen.

• Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt: Stehende_Wellen03.pdf
• Lösungshinweise zur Kontrolle: Stehende_Wellen03-Lösungshinweise.pdf

Worauf sollten Eltern und Schüler*innen achten? (für Eltern formuliert)

In der 1. und 3. Phase sollen Videos auf der Plattform YouTube angesehen werden. Ggf. ist das Verwenden von Kopfhörern ratsam. Die Datei Stehende_Wellen.ggb lässt sich sowohl mit dem Programm Geogebra als auch mit der gleichnamigen App am PC oder Tablet/Smartphone (für iOS und Android verfügbar) öffnen. Beide Varianten sind kostenfrei und können unter https://www.geogebra.org/
heruntergeladen bzw. gestartet werden.
Die Bearbeitung mit einem PC und einem „großen“ Bildschirm ist etwas komfortabler in der Bedienung.

Zu den Internetquellen: Der letzte Zugriff erfolgte jeweils am 20.4.2020.

Bereitgestellt von: Fachberatung Physik, Niedersächsische Landesschulbehörde, 04.2020