Akustik mit Audacity

In dieser Unterrichtseinheit' erstellen die Schüler in Gruppen Soundcollagen mit dem Programm Audacity'. Dabei sollen durch Ausprobieren und selbstständiges Recherchieren im Internet die notwendigen theoretischen Grundlagen selbstständig erarbeitet werden. Die Collagen können ein beliebiges Thema haben, sollen aber mindestens vier Minuten lang sein und Möglichkeiten der Soundbearbeitung nutzen.

Gruppenarbeit

Unterrichtsidee

In jeder Gruppe gibt es verschiedene Aufgaben, die rotieren sollen, so dass jeder alles einmal gemacht hat:

• Der Gruppenleiter übernimmt die Gesprächsführung und achtet darauf, dass die Arbeit gerecht verteilt ist.
• Der Protokollant schreibt ein kurzes Protokoll über den Arbeitsprozess einer Stunde. Darin wird für jede Stunde festgehalten, was die einzelnen Gruppenmitglieder gearbeitet haben und wer welche Aufgaben übernommen hat. Auch Probleme in der Zusammenarbeit der Gruppe sollen protokolliert werden.
• Der technische Protokollant beschreibt die technischen Schritte, die zum Endprodukt führen. Aus dem technischen Protokoll soll erkennbar sein, dass die Funktion bzw. die physikalischen Hintergründe der Arbeitsschritte verstanden wurden.
  • Aus welcher Quelle stammen die "Rohklänge"?
  • Welche Arbeitsschritte mit welchen Parametern wurden am Computer ausgeführt?
  • Welche Probleme gab es und wie wurden sie gelöst?
• Der Toningenieur führt die Arbeiten am Computer aus.

Die Protokolle sollen spätestens am Anfang der darauffolgenden Stunde vorliegen.

Audacity

Mit Hilfe des Programmes Audacity lassen sich verschiedene Begriffe aus dem Bereich der Akustik verdeutlichen:

• Generieren => Ton... ruft den Tongenerator auf, mit dem sich Schwingungen beliebiger Frequenz und Amplitude erzeugen lassen.
• Im Menü Effekte gibt es verschiedene Werkzeuge um Klangeigenschaften zu bearbeiten:
  • Mit Reverb (Hall) lässt sich ein Klang so manipulieren als sei er in einem Raum mehrfach reflektiert worden. Der räumliche Eindruck lässt sich durch das Arbeiten mit Stereo noch verstärken.
  • Mit dem Equalizer lassen sich die Lautstärken einzelner Frequenzbereiche anheben oder absenken. Die meisten Hifi-Verstärker bieten zumindest einen abgespeckten Equalizer mit drei festen Bereichen.
  • Mit Ein- und Ausblenden lässt sich ein Knacken am Anfang und Ende eines „Soundschnipsels“ beseitigen.
  • Geschwindigkeit ändern hat den gleichen Effekt wie eine schneller oder langsamer laufende Schallplatte. Für fließende Geschwindigkeitsänderung gibt es Projekt -> Neue Zeitleiste.
  • Der Kompressor ist wichtig um eine gleichmäßige Lautstärke zu erreichen und ist einer der wichtigsten Effekte im Tonstudio.
  • Mit Umkehren wird das Vorzeichen aller Samplewerte umgedreht. Mischt man einen Track mit seiner exakten Umkehrung zusammen, so heben sich beide Tracks gegenseitig auf. Dieser Effekt wird in Karaokegeräten benutzt um die Stimme aus der Musik herauszufiltern. Eine Schritt-für-Schritt Anleitung findet man hier.

Begriffe

Folgende Begriffe und Zusammenhänge sollen die Schüler am Ende der Reihe beherrschen und werden in einem Test abgefragt:

• Schallquellen schwingen. Der Schall bewegt sich in einem Medium (z.B. Luft, Wasser, Stahlträger) als Welle.
• Einfache Schwingungen können durch ihre Frequenz bzw. Tonhöhe und ihre Amplitude bzw. Lautstärke beschrieben werden.
• Die Tonhöhe einer schwingenden Saite (z.B. Gitarre, Klavier) hängt in bestimmter Weise von der Saitendicke, -spannung und -länge ab.
• Mithilfe der Schallgeschwindigkeit lässt sich die Entfernung eines Blitzes berechnen. Gleichzeitig ist sie eine Obergrenze für normale Verkehrsflugzeuge.
• Schall kann reflektiert werden. Große Räume haben daher einen besonderen Hall, der auch mit Audacity nachgeahmt werden kann. In den Bergen gibt es das Echo.

Darüber hinaus gibt es noch Extrathemen für interessierte Schüler:

• Wird ein Schallempfänger von der Schallwelle zu Schwingungen angeregt, so nennt man das Resonanz. Jeder Schallempfänger hat bestimmte Eigenfrequenzen. Regt man ein Objekt im Takt seiner Eigenfrequenz an, kann es zur Resonanzkatastrophe kommen.
• Unter Datei -> Einstellungen -> Qualität lassen sich Samplefrequenz und -format einstellen. Aus beiden Werten und der Dauer der Aufnahme lässt sich die entstehende Datenmenge der Audiodatei berechnen.

Test

Unterrichtsidee

Mögliche Fragen für einen Test:

1. Nenne drei Möglichkeiten, die Tonhöhe einer schwingenden Saite zu erhöhen.
2. Wie nennen Physiker die Lautstärke einer Schwingung?
3. Wie nennen Physiker die Tonhöhe einer Schwingung? Wie heißt die physikalische Einheit? Wie hängt sie mit der Einheit der Zeit zusammen?
4. Suche dir eine beliebige Tonhöhe aus. Wie oft pro Sekunde schwingt eine Gitarrenseite mit dieser Tonhöhe hin und her?
5. Darstellung zweier Schwingungen in Audacity (noch Bilder einfügen). Welche klingt höher?
6. Wie hoch ist die Schallgeschwindigkeit in Luft?
7. Wie berechne ich die Entfernung eines Blitzes? (Cornelsen S. 368)
8. Fledermäuse orientieren sich mit Schall. Kannst du dir vorstellen, wie das funktioniert? Das gleiche Prinzip wird in der Medizin verwendet, um z.B. ein ungeborenes Kind im Mutterleib zu beobachten. (Cornelsen S. 379)

Weitere Unterrichtsideen

• Lernpfad Akustik