Zusammenfassung
Die Physik des Schalls und seiner Ausbreitung bezeichnet man als „Akustik“. Der Name kommt natürlich auch wieder aus dem Griechischen: akouein heißt „hören“. Das ist auch kein Wunder, denn schon Pythagoras von Samos (ca. 570–510 v. Chr.) hat den Zusammenhang von Saitenlänge und Tonhöhe bei einer schwingenden Saite mathematisch analysiert (ja, der mit „a-Quadrat plus b-Quadrat“!). Nach dem Mittelalter tauchen alle illustren Namen auf: Galileo Galilei erkannte den Zusammenhang zwischen Tonhöhe und Frequenz, Leonhard Euler stellte die Gleichung für Schallwellen auf und auch Georg Simon Ohm, der eigentlich in der Elektrizitätslehre (nächstes Kapitel) unterwegs war, beschäftigte sich mit dem Gehör.
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Notes
- 1.
Was im Vergleich zur Nutzung von Abwärme sowieso eine Vergeudung „hochwertiger“ Energie ist, vgl. Frederic Vester: Neuland des Denkens. Vom technokratischen zum kybernetischen Zeitalter. DVA Stuttgart 1980, S. 256 f.
- 2.
Quelle (teilweise): https://de.wikipedia.org/wiki/Wärmepumpe. Details siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Wärmepumpenheizung.
- 3.
Wer es genau wissen will, der besuche den Online-Rechner The speed of sound in sea water des Andreyev Acoustics Institute in Moskau (http://www.akin.ru/spravka_eng/s_i_svel_e.htm).
- 4.
Quelle aller Zahlen: https://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit.
- 5.
Resonanz (ein lineares Phänomen) wird heute allerdings nicht mehr als Ursache für den Kollaps akzeptiert. Siehe z. B. den englischen Wikipedia-Eintrag in https://en.wikipedia.org/wiki/Tacoma_Narrows_Bridge_(1940). Neuerdings wird die Ursache durch einen komplexeren und fundamental nicht-linearen Ansatz erklärt.
- 6.
In zahlreichen Filmen zu bewundern, z. B. Tacoma Narrows Bridge Collapse „Gallopin’ Gertie“ auf http://www.youtube.com/watch?v=jzczJXSxnw oder (mit technischen Daten) http://www.youtube.com/watch?v=3mclp9QmCGs. Quelle der Geschichte (z. T. wörtlich): https://de.wikipedia.org/wiki/Tacoma_Narrows_Bridge. Unter den vielen Beschreibungen und Erklärungen wäre auch http://www.berndnebel. de/bruecken/index.html?/bruecken/4_desaster/tacoma/tacoma. html zu empfehlen.
- 7.
Quelle: Universität Duisburg/Essen, Bauphysik auf http://www.unidue. de/ibpm/BauPhy/Schall/Buch/Tabellen.htm#tab19.
- 8.
Berechnung der Wellenlänge einer Schallwelle in Luft bei gegebener Frequenz und Temperatur im Forum von Eberhard Sengpiel auf http:// www.sengpielaudio.com/Rechner-wellen.htm.
- 9.
Das gilt natürlich nur für gleichmäßig temperiert gestimmte Klaviere – für Cembali mit historischen Stimmungen nicht.
- 10.
Anspielung auf „Play it again, Sam“, einen Satz Humphrey Bogarts im Film Casablanca (den er nie gesagt hat: „This is well-known as one of the most widely misquoted lines from films“), Quelle: http://www.phrases.org.uk/meanings/284700.html.
- 11.
Natürlich nicht bei Tönen, die im Vakuum ja nicht zu hören sind, sondern bei der „Rotverschiebung“ von Lichtwellen (die wir in Kap. 10.1 behandeln). Gemessen wurde die Änderung von Tonhöhen 1845 vom Physiker Christoph Buys-Ballot. Er postierte dazu mehrere Trompeter sowohl auf einem fahrenden Eisenbahnzug als auch neben der Bahnstrecke. Beim Vorbeifahren sollte jeweils einer von ihnen ein G spielen und die anderen die gehörte Tonhöhe bestimmen. Es ergab sich eine Verschiebung von einem Halbton, entsprechend einer Geschwindigkeit von 70 km/h (wörtlich aus http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt).
- 12.
Quelle: Frequenztabelle „Frequenzen der gleichschwebend temperierten Stimmung mit a' = 440 Hz“ in http://pianotip.de/frequenz.htm. Eine medizinische Anwendung des Dopplereffekts ist die „Doppler-Ultrasonographie“, bei der der Blutfluss im Herzen oder anderen Gefäßen untersucht werden kann. Zu wichtigen Anwendung in der Astronomie kommen wir noch in Kap. 10 (die sogenannte „Rotverschiebung“ erlaubt die Geschwindigkeitsmessung von Galaxien).
- 13.
Abbildung 6.4 mit freundlicher Erlaubnis von Jan Krieger (https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Interferenz_sinus.png).
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Beetz, J. (2015). Rudi kann auch Lärm machen. In: E=mc^2: Physik für Höhlenmenschen. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-54409-5_6
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-54409-5_6
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Publisher Name: Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-642-54408-8
Online ISBN: 978-3-642-54409-5
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