Ein schmales und hohes Glas, zum Beispiel eine Blumenvase, wird mit Wasser gefüllt. Der Ton, der dabei entsteht wird mit der Smartphone-App PhyPhox aufgezeichnet und ausgewertet. Was kann man im Audio-Spektrum feststellen?
Die Verlauf der aufgezeichneten Töne in der App ist A ansteigend, B gleichbleibend, C abfallend oder D parabelförmig?
Wenn solche oder ähnliche Fragen im Physikunterricht oder den Fünf-Minuten-Pausen kurz vor Weihnachten diskutiert werden, ist der Wettbewerb „Physik im Advent“ wieder gestartet. Bereits zum zehnten Mal lädt die Georg-August-Universität Göttingen in der Adventszeit wieder zum Mitraten ein. Von Jahr zu Jahr steigen die Teilnehmerzahlen, so dass im vergangenen Jahr 67.000 Schüler*innen registriert waren, darunter waren auch 236 Schüler*innen des Kopis. In diesem Jahr nimmt das Kopernikus-Gymnasium mit insgesamt 21 Lerngruppen am Wettbewerb teil.
Am Kopernikus-Gymnasium sind sowohl Klassen aus dem Jahrgang 5, die noch keinen eigenen Physikunterricht haben, als auch Kurse aus der Q2, die kurz vor dem Abitur letztmalig am Wettbewerb teilnehmen, dabei. Da die Aufgaben und Experimente immer zum Nachmachen und Ausprobieren einladen, sind die Fragen für sämtliche Jahrgangsstufen herausfordernd aber lösbar. Noch bis zum 24. Dezember können alle Schüler*innen, Lehrer*innen und Eltern mit experimentieren und raten. Erfolgreiche Teilnehmer*innen winkt im neuen Jahr dann vielleicht eine zweite Bescherung, wenn die Preise an die Schulen und nach Hause geschickt werden.
Zur Einstiegsfrage: Die richtige Lösung ist Antwort A. Durch das Füllen des Glases wird die Luftsäule im Glas immer kleiner. Durch das einlaufende Wasser wird die Luftsäule zum Schwingen angeregt. Der Ton der Schwingung ist als Schallwelle zu hören. Bei einer Schallwelle ist das Produkt aus Wellenlänge und Frequenz immer gleich. Die Wellenlänge wird mit der Höhe der Luftsäule kleiner. Also muss die Frequenz höher werden. Diese höher werdende Frequenz kann man auf der App sehen und auch direkt hören.
