Aufgaben: Mikrofon und Lautsprecher

Erkläre mit eigenen Worten, was ein Mikrofon macht: Welche Größe wird in welche andere Größe umgewandelt?

Ein Lautsprecher besteht unter anderem aus einem Dauermagneten, einer Spule und einer Membran.

1. a) Nenne die Aufgabe der Membran.
2. b) Beschreibe, was mit der Spule geschieht, wenn ein elektrisches Signal durch sie fließt.

Ordne die folgenden Stationen in der richtigen Reihenfolge für eine Sprachübertragung über einen Lautsprecher: Verstärker, Schallwelle der Stimme, Mikrofon, Lautsprecher, elektrisches Signal, Schallwelle im Raum.

Ein dynamisches Mikrofon enthält eine Membran, an der eine Spule befestigt ist, die sich im Feld eines Dauermagneten bewegt.

1. a) Erkläre, warum in der Spule eine Spannung entsteht, wenn jemand in das Mikrofon spricht.
2. b) Begründe, warum die Spannung lauter Töne größer ist als die leiser Töne gleicher Frequenz.

Ein Lautsprecher in der Turnhalle einer Realschule in Dortmund wird mit einem Wechselstrom der Frequenz $f = 440\,\text{Hz}$ betrieben.

1. a) Mit welcher Frequenz schwingt die Membran?
2. b) Berechne die Periodendauer der Schwingung.
3. c) Was ändert sich am Ton, wenn die Frequenz des Stroms verdoppelt wird?

Ein Mikrofon und ein Lautsprecher benutzen beide Spule und Magnet. Vergleiche die Energieumwandlungen in beiden Geräten und nenne jeweils das zugrunde liegende physikalische Prinzip.

Ein Lautsprecher kann im Notfall auch als Mikrofon verwendet werden.

1. a) Erkläre, warum das grundsätzlich funktioniert.
2. b) Begründe, warum die Tonqualität dabei meist schlechter ist als bei einem echten Mikrofon.
3. c) Begründe, ob ein Mikrofon umgekehrt ebenso gut als Lautsprecher taugt.

Bei einer Schulaufführung entsteht ein lautes Pfeifen (Rückkopplung), wenn das Mikrofon zu nah am Lautsprecher steht.

1. a) Beschreibe den Kreislauf der Signalumwandlungen, der zur Rückkopplung führt.
2. b) Nenne zwei Maßnahmen, die das Pfeifen verhindern, und begründe sie physikalisch.

Der Schall eines Handyklangs braucht von einem Lautsprecher bis zum Mikrofon in $d = 3{,}4\,\text{m}$ Entfernung eine bestimmte Zeit. Die Schallgeschwindigkeit beträgt $v = 340\,\text{m/s}$, das elektrische Signal im Kabel soll näherungsweise mit $3 \cdot 10^8\,\text{m/s}$ laufen.

1. a) Berechne die Laufzeit des Schalls und des elektrischen Signals über $3{,}4\,\text{m}$.
2. b) Beurteile, ob es bei einer Beschallung einer großen Halle sinnvoll ist, zusätzliche Lautsprecher am Hallenende elektrisch verzögert anzusteuern.