Tonleiter aus Flaschen

Was das Kind lernt

• Dass Schall eine Schwingung ist: Berührst du die Flasche, während sie klingt, spürst du ein Kribbeln und der Ton verstummt.
• Dass eine Flasche beim ANSCHLAGEN umso tiefer klingt, je mehr Wasser sie enthält (mehr Masse schwingt, langsamer).
• Dass beim BLASEN über die Flaschenöffnung das Gegenteil passiert: mehr Wasser = weniger Luft = höherer Ton.
• Was eine Tonleiter ist (C-D-E-F-G-A) und wie man ein Instrument stimmt, indem man Töne vergleicht.
• Ein einfaches Notenblatt mit Zahlen und Farben zu lesen.

Vorher vorbereiten

• Sammle 6 gleiche Flaschen, löse die Etiketten in heißem Wasser ab und prüfe auf Risse, indem du mit dem Finger über Rand und Körper fährst.
• Drucke das Vorlagenblatt mit 100 % aus und schneide das Füll-Lineal (A) und die Etiketten (B) aus.
• Bereite den Platz vor: stabiler Tisch, Tablett oder Tuch darunter und die Flaschen weg von der Kante (mindestens 10 cm).
• Wenn du eine Stimmgerät-App benutzt, lade sie herunter und teste sie vorher, indem du nahe am Mikrofon mit den Fingern schnippst.
• Halte einen Krug mit 1,5 l Wasser bereit, damit du nicht ständig zum Wasserhahn laufen musst.

Materialien und Werkzeuge

• Gleiche Glasflaschen — 6
  gleiche Marke und gleiches Modell, glatt (ohne Reliefs), ohne Risse oder abgeplatzte Stellen; ideal sind 330-ml-Saft- oder Limonadenfläschchen oder Flaschen mit 500–750 ml (sie klingen tiefer und lauter)
• Leitungswasser — ≈ 1,2 l insgesamt
  mit Zimmertemperatur
• Lebensmittelfarbe — 1–3 Tropfen pro Flasche
  6 Farben: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Lila (C → A)
• Schaschlikspieß (Holzspieß) — 1
  zum Umrühren der Farbe in der Flasche (passt durch die Öffnung)
• Metalllöffel — 1 (oder 2, um mit beiden Händen zu spielen)
  Kaffee- oder Dessertlöffel aus Edelstahl
• Messbecher — 1
  mit 50-ml-Markierungen
• Spritze ohne Nadel oder Pipette — 1
  5–20 ml (wie für Kindersaft), zum Feinstimmen
• Kleiner Trichter — 1
  der in die Flaschenöffnung passt
• Durchsichtiges Klebeband — 1 Rolle
  zum Aufkleben des Lineals und der Etiketten
• Malerkrepp — 6 Streifen à 10 cm
  senkrecht aufs Glas geklebt, um bei den Flaschen ohne Lineal den Füllstand mit Filzstift zu markieren
• Geschirrtuch oder Tablett — 1
  um Spritzer beim Befüllen aufzufangen

Werkzeuge

• Schere — Füll-Lineal und Etiketten ausschneiden
• Handy oder Tablet mit (kostenloser) chromatischer Stimmgerät-App oder Klavier-App — genaues Stimmen und Aufnehmen der Melodie (optional)
• Feiner wasserfester Filzstift — den Füllstand jedes Tons auf dem Lineal markieren

Teile und Vorlagen

• A · Füll-Lineal ×1 — Papier oder Karton 160 g/m²
• B · Ton-Etiketten ×1 — Papier (in der Farbe des jeweiligen Tons anmalen)

Schritt für Schritt

1. Bereite die leeren Flaschen vor und teste sie

   Stelle die 6 leeren Flaschen in einer Reihe auf das Tablett, mit 2 cm Abstand. Schlag jede an der Schulter (wo sie schmaler wird) mit dem Löffel an: Sie sollten fast gleich klingen. Sortiere die aus, die dumpf oder „kaputt“ klingt: Sie könnte einen Riss haben.

   Prüfe: Alle 6 machen ein klares, ähnliches „Ting“.

2. Klebe das Füll-Lineal auf

   Schneide Lineal A aus und schneide den unteren Streifen an der Schnittlinie ab, sodass 4 mm Papier unter der 0-Linie bleiben. Klebe es mit durchsichtigem Klebeband senkrecht auf die Rückseite von Flasche 1, die Unterkante auf dem Tisch: So liegt die 0-Linie auf Höhe des inneren Bodens (3–5 mm über dem Tisch).

   Prüfe: Die Kante des Lineals berührt den Tisch und die 0-Linie stimmt mit dem inneren Boden überein, den du durchs Glas siehst.
   Tipp: Wenn du Geduld hast, drucke 6 Lineale aus und klebe auf jede Flasche eins: Dann geht das Stimmen schneller.

3. Fülle Flasche 1 (C, die tiefste)

   Gieß mit Messbecher und Trichter 240 ml Wasser in Flasche 1 (330-ml-Fläschchen; bei 500 ml 360 ml; bei 750 ml 540 ml). Sie enthält am meisten Wasser und klingt am tiefsten: Das wird das C.

4. Fülle die anderen nach der Starttabelle

   Gieß in jede Flasche (für 330 ml): 2-D 205 ml, 3-E 175 ml, 4-F 155 ml, 5-G 120 ml, 6-A 75 ml. Für 500-ml-Flaschen mit 1,5 multiplizieren. Das sind Startmengen: Jede Flasche ist anders, danach wird gestimmt.

   Prüfe: Die Füllstände sinken von links nach rechts wie eine Treppe.

5. Färbe das Wasser

   Gib 1–3 Tropfen Lebensmittelfarbe in jede Flasche: 1 Rot, 2 Orange, 3 Gelb, 4 Grün, 5 Blau, 6 Lila. Halte die Öffnung mit der Handfläche zu und schüttle sanft oder rühre mit einem Holzspieß um.

   Tipp: Die Farbe verändert den Klang nicht merklich: Sie hilft nur, das Notenblatt nach Farben zu lesen.

6. Hör dir die Tontreppe an

   Schlag die Flaschen der Reihe nach von 1 bis 6 mit kurzen, sanften Schlägen an der Schulter oberhalb des Wassers an. Es sollte eine aufsteigende Treppe erklingen: von tief (1) bis hoch (6). Springt eine aus der Reihe, passe ihr Wasser an.

   Prüfe: Von 1 bis 6 steigt der Ton immer.

7. Stimme C und A an den Enden

   Sing „C-D-E-F-G-A“ und beginne auf dem Ton von Flasche 1. Klingt Flasche 6 höher als dein „A“, füge mit der Spritze jeweils 5 ml Wasser hinzu; klingt sie tiefer, nimm mit der Spritze Wasser heraus. Denk dran: mehr Wasser = tiefer.

   Tipp: Mit einer Stimmgerät-App: Notiere den Ton, den Flasche 1 anzeigt (zum Beispiel C), und stimme die anderen auf D, E, F, G, A derselben Oktave.

8. Stimme die Töne dazwischen

   Spiel immer wieder 1-2-3-4-5-6, während du die Tonleiter singst. Korrigiere jede Flasche um jeweils 2–5 ml und vergleiche sie immer mit der vorherigen. Der Schritt zwischen E (3) und F (4) ist kleiner als die anderen: Sie sollten sehr nah beieinander klingen.

   Prüfe: Die Tonleiter klingt wie auf einem Klavier und klingt auch schnell gespielt nicht „schief“.

9. Markiere die Füllstände und bring die Etiketten an

   Markiere bei der gestimmten Flasche den Wasserstand mit Filzstift auf dem Lineal (oder auf einem Streifen Malerkrepp am Glas). Schneide die Etiketten B aus und klebe jedes an den Hals seiner Flasche.

10. Spiel „Funkel, funkel, kleiner Stern“

    Spiel nach den Zahlen: 1 1 5 5 6 6 5 · 4 4 3 3 2 2 1 · 5 5 4 4 3 3 2 · 5 5 4 4 3 3 2 · 1 1 5 5 6 6 5 · 4 4 3 3 2 2 1. Der letzte Ton jeder Zeile dauert doppelt so lang.

    Tipp: Halte den Löffel locker zwischen Daumen und zwei Fingern und lass ihn zurückfedern: Drückst du ihn ans Glas, erstickst du den Ton.

11. Vergleiche mit dem Blasen

    Blas über die Öffnung der Flaschen 1 und 6, die Unterlippe am Rand und den Luftstrom knapp über die Öffnung. Prüfe, dass jetzt Flasche 1 (viel Wasser, wenig Luft) HÖHER klingt als Flasche 6. Umgekehrt wie beim Anschlagen!

    Prüfe: Das Kind kann mit eigenen Worten erklären, warum sich die Reihenfolge umkehrt.

Funktioniert es? Der Test

Spiel die Tonleiter 1→6 und dann „Funkel, funkel, kleiner Stern“ ganz. Hast du eine Stimmgerät-App, schlag jede Flasche an und notiere Ton und Abweichung in Cent.

Was passieren soll: Die 6 Flaschen klingen in aufsteigender Reihenfolge und ergeben eine erkennbare Tonleiter C-D-E-F-G-A; mit App liegt jede Flasche innerhalb von ±20 Cent um ihren Ton. Mit 330-ml-Fläschchen liegen die Töne etwa zwischen C6 und A6 (≈ 1000–1800 Hz); mit 750-ml-Flaschen etwa eine Oktave tiefer.

Wenn etwas nicht klappt

• Die Flaschen klingen fast alle gleich — Bei wenig Wasser ändert sich der Ton kaum: Die Wirkung des Wassers ist gering, bis es die Hälfte der Flasche erreicht. Lösung: Nimm in allen mehr Wasser: Große Tonunterschiede entstehen zwischen 50 % und 90 % Füllung. Reicht das nicht, nimm größere Flaschen.
• Der Ton ist dumpf, ein kurzes „Tock“ — Du schlägst dort an, wo das Wasser ist, drückst den Löffel an oder die Flasche hat einen Riss. Lösung: Schlag an der Schulter oder am Hals oberhalb des Wassers an und lass den Löffel zurückfedern. Prüfe auf Risse und tausche diese Flasche aus.
• Die Tonleiter klingt verstimmt — Schlecht eingestellte Töne, vor allem E-F (Halbton) und die übrigen (Ganztöne). Lösung: Stimme paarweise im Vergleich mit einer Stimmgerät-App oder einer Klavier-App. Korrigiere mit der Spritze in 2-ml-Schritten.
• Ich habe Wasser zugegeben und der Ton ist gestiegen — Du hast geblasen statt angeschlagen oder mit der Nachbarflasche verglichen. Lösung: Anschlagen: mehr Wasser = tiefer. Blasen: mehr Wasser = höher. Teste immer auf dieselbe Weise.
• Am nächsten Tag klingt es nicht mehr gleich — Wasser ist verdunstet oder jemand hat die Flaschen verschoben. Lösung: Fülle bis zur Markierung auf Lineal A nach. Verschließe die Flaschen mit ihrem Deckel, wenn du sie nicht benutzt (der Deckel verändert den Klang beim Anschlagen nicht).
• Eine Flasche klingt mit der Nachbarflasche mit — Sie berühren sich oder stehen zu dicht. Lösung: Stelle sie mindestens 2 cm auseinander; Glas, das anderes Glas berührt, wird gedämpft und surrt.

Sicherheit

• Glas: immer sanft anschlagen. Ein kräftiger Schlag mit einem Metalllöffel kann eine Flasche zerbrechen; prüfe vor dem Start auf Risse und sortiere jede Flasche mit abgeplatzten Stellen aus.
• Bei Kindern von 5–6 Jahren trägt der Erwachsene die vollen Flaschen; arbeite auf einem Tablett und weg von der Tischkante.
• Wenn eine Flasche zerbricht, schick die Kinder weg, sammle die Scherben mit Handschuhen und Besen auf und wisch das Wasser auf, damit niemand ausrutscht.
• Jedes Kind bläst nur in seine eigene Flasche (Hygiene); spül sie danach mit Wasser und Seife.
• Lebensmittelfarbe färbt Kleidung und Holz: Benutze Tuch oder Tablett und eine Schürze.

Die Wissenschaft dahinter

Für die Kinder

Wenn du die Flasche anschlägst, zittert das Glas ganz schnell, so schnell, dass du es nicht siehst, und dieses Zittern schubst die Luft bis zu deinen Ohren: Das ist der Schall. Hat die Flasche viel Wasser, muss das Glas auch das Wasser mitbewegen, das an ihm anliegt, und zittert langsamer, wie eine Schaukel mit einem großen Kind: Deshalb klingt sie tiefer. Mit wenig Wasser zittert es schnell und klingt hoch. Wenn du aber bläst, klingt die Luft darin: Wenig Luft klingt hoch, wie eine kleine Trillerpfeife.

Für Erwachsene

Beim Anschlagen schwingt die Flasche in Biegemoden der Glaswand (ähnlich wie ein Weinglas). Die Frequenz hängt von der Steifigkeit und der mitschwingenden Masse ab: Das Wasser, das die Wand berührt, bewegt sich mit ihr und fügt effektive Masse hinzu, sodass die Frequenz mit steigendem Füllstand sinkt. Der Effekt ist stark nichtlinear: Bei wenig Wasser ändert sie sich kaum (der untere Teil der Wand verformt sich fast nicht), ab halber Füllung nimmt er stark zu; für Gläser verwendet man die Näherung f ≈ f₀ / √(1 + α·(h/H)⁴). Beim Blasen dagegen klingt die Luftsäule: Die Flasche wirkt als Helmholtz-Resonator, f = (c/2π)·√(A/(V·L)), mit c ≈ 343 m/s, A als Halsquerschnitt, L als dessen effektive Länge und V als Luftvolumen; gibt man Wasser hinzu, sinkt V und die Frequenz steigt. Deshalb kehrt sich die Reihenfolge zwischen Anschlagen und Blasen um. Die Dur-Tonleiter C-D-E-F-G-A hat die Intervalle Ganzton-Ganzton-Halbton-Ganzton-Ganzton (Verhältnisse ≈ 1,122 pro Ganzton und 1,059 pro Halbton in gleichstufiger Stimmung); die Sexte C-A entspricht einem Frequenzverhältnis von ≈ 1,68. Öl (weniger dicht, ρ ≈ 0,92) senkt die Frequenz bei gleicher Höhe weniger als Wasser; Essig (ρ ≈ 1,01) klingt fast wie Wasser.

• Schwingung: sehr schnelle Hin- und Herbewegung, die den Schall erzeugt.
• Frequenz: wie viele Schwingungen es pro Sekunde gibt; wird in Hertz (Hz) gemessen.
• Tonhöhe: wie hoch oder tief ein Ton ist: mehr Frequenz, höherer Ton.
• Tonleiter: geordnete Folge von Tönen, wie C-D-E-F-G-A-H.
• stimmen: ein Instrument so einstellen, dass jeder Ton in der richtigen Höhe klingt.

Nach Alter

• 5–7 Jahre: Der Erwachsene füllt die Flaschen mit den Mengen aus der Tabelle, und das Kind gibt die Farbe hinein, schlägt an und entdeckt: „mehr Wasser = tiefer“. Lass es „Funkel, funkel, kleiner Stern“ nach Farben statt nach Zahlen spielen.
• 8–10 Jahre: Sie füllen mit dem Messbecher ab, stimmen nach Gehör, indem sie die Tonleiter singen, und schreiben ihr eigenes Notenblatt mit Zahlen.
• 11–12 Jahre: Sie stimmen mit der Stimmgerät-App (±20 Cent), notieren ml und Hertz und zeichnen ein Diagramm Wasserstand–Frequenz. Challenge: auf 8 Flaschen erweitern (vollständige Tonleiter bis zum hohen C).

In der Gruppe oder in der Klasse

Teams aus 4 Kindern, ein Satz aus 6 Flaschen pro Team (bitte die Familien eine Woche vorher um gleiche Fläschchen). Vor der Einheit: saubere, geprüfte Flaschen, Krüge mit Wasser und Tabletts an jedem Tisch. Einheit von 45 min: 5 min Vorführung (Anschlagen vs. Blasen), 10 min Befüllen, 15 min Stimmen (ein Handy mit App pro Team), 15 min Konzert: Jedes Team spielt eine Zeile von „Funkel, funkel, kleiner Stern“, und gemeinsam spielen alle das ganze Lied.

Challenges

• Füge zwei weitere Flaschen hinzu (H und hohes C), um die vollständige Tonleiter zu haben und „Zum Geburtstag viel Glück“ zu spielen.
• Baue einen Ständer aus Karton, an dem die Flaschen mit einer Schnur am Hals hängen: Klingen sie hängend länger?
• Stimmt zwei gleiche Xylofone und spielt ein Lied zweistimmig.
• Bau einen Schlägel aus einem Schaschlikspieß mit einer Kugel aus Knete oder Kork an der Spitze und vergleiche den Klang mit dem Löffel.

Weitere kostenlose Projekte

• Schnurtelefon
• Trichter-Stethoskop
• Gummiband-Gitarre im Karton

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