Schall: Schwingungen unterwegs
Wie sich Schall durch Luft, Wasser und Metall ausbreitet, warum er in festen Stoffen schneller ist, was Tonhöhe und Lautstärke sind und warum es im Weltraum still ist. Mit einem Versuch zum Schnurtelefon.
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Schall entsteht, wenn etwas schwingt. Eine schwingende Gitarrensaite schiebt die Luft daneben zusammen (eine Verdichtung) und lässt sie dann wieder auseinandergehen (eine Verdünnung). Diese Verdichtungen und Verdünnungen wandern als Schallwelle nach außen. Wenn sie dein Ohr erreichen, bringen sie dein Trommelfell zum Schwingen.[1]
Schall braucht etwas, durch das er sich ausbreiten kann: ein Gas, eine Flüssigkeit oder einen festen Stoff. In Luft bei 20 °C ist er etwa 343 Meter pro Sekunde schnell. In Wasser ist er viel schneller, etwa 1480 m/s, und in Stahl etwa 5960 m/s.[2]
Der Weltraum ist größtenteils fast völlig leer, ein Vakuum. Weil dort keine Luft und auch sonst nichts die Schwingungen weitergibt, kann sich Schall dort nicht ausbreiten.[5]
Wie hoch oder tief ein Ton ist, seine Tonhöhe, hängt davon ab, wie viele Schwingungen pro Sekunde stattfinden: von seiner Frequenz, gemessen in Hertz (Hz). Menschen hören von etwa 20 Hz (ein sehr tiefes Grollen) bis etwa 20.000 Hz (ein sehr hohes Pfeifen).[2]
Wie laut ein Geräusch ist, misst man in Dezibel (dB). Flüstern hat etwa 20 dB, normales Sprechen etwa 60 dB. Ab etwa 120 dB, wie bei einem lauten Rockkonzert, beginnt Schall wehzutun, und lange oder sehr laute Belastung schädigt das Gehör.[3]
Das lauteste Geräusch der überlieferten Geschichte kam 1883 vom Vulkan Krakatau. Menschen auf der Insel Rodrigues, etwa 4.800 km entfernt, hörten es wie fernes Geschützfeuer. Seine Druckwelle lief mehrmals um die ganze Erde.[4]
Ausprobieren: Das Schnurtelefon
Du brauchst
- Zwei Papp- oder Plastikbecher
- Etwa 5–10 m Schnur
- Ein spitzer Bleistift (für die Löcher, zusammen mit einem Erwachsenen)
- Zwei Büroklammern
Sicherheit
Lass einen Erwachsenen die Löcher machen. Zieh die Schnur nicht in der Nähe von Gesichtern, und schrei nie in den Becher, wenn jemand zuhört.
So geht's
- Mach ein kleines Loch in den Boden jedes Bechers (frag einen Erwachsenen).
- Fädle die Schnur durch beide Löcher und binde jedes Ende innen im Becher an eine Büroklammer, damit sie nicht herausrutschen kann.
- Geht auseinander, bis die Schnur straff ist. Eine Person spricht leise in einen Becher; die andere hält den anderen Becher ans Ohr.
- Lasst die Schnur jetzt locker hängen. Könnt ihr noch etwas hören?
- Probiert es noch einmal, während die Schnur einen Türrahmen oder eine Hand berührt. Was passiert?
Was passiert, und warum?
Deine Stimme bringt den Boden des Bechers zum Schwingen. Eine straffe Schnur leitet diese Schwingungen zum anderen Becher weiter, der schwingt und die Luft ins Ohr der zuhörenden Person schiebt. Schall breitet sich gut durch die feste Schnur aus. Eine lockere Schnur oder ein Finger, der sie berührt, stoppt die Schwingungen, darum wird der Schall schwächer.[1][2]
Spielen: Kommt der Schall durch?
Kann sich Schall hier hindurch ausbreiten? Entscheide: ja oder nein.
Dein bester Punktestand wird nur auf diesem Gerät gespeichert. Es wird nichts verschickt.
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Andere Altersstufen: 6–7 Jahre · 15–16 Jahre