Mit einer Lochsirene lassen sich Töne erzeugen, die wir hören können.Töne, Geräusche, Klänge sind verschiedene Namen für den Schall. Betrachtet man Schall einmal streng physikalisch, dann ist er nichts anderes als eine mechanische Welle, die sich in der Luft ausbreitet. Dabei kommt es zu Schwankungen des Luftdrucks. Diese Schwankungen pflanzen sich im Raum als eine Welle fort.
Durch eine Welle wird Energie (diese nennt man beim Schall die "Schallenergie") übertragen, aber keine Materie. Die stehende Luft im Raum befindet sich nach einem Schallereignis am gleichen Ort wie vorher. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Schallwellen bewegen, nennt man Schallgeschwindigkeit. Schall breitet sich in alle Richtungen des Raumes aus.
Um Schall zu erzeugen, muß also Luft abwechselnd verdichtet und verdünnt werden. Jedes Musikinstrument, welches konstante Töne erzeugen kann, arbeitet nach diesem Prinzip. Die gezupfte Saite einer Gitarre schwingt periodisch hin und her und regt damit die umgebende Luft zu Schwingungen an.
Wie funktioniert eine Lochsirene?
Bei einer Lochsirene sind Löcher auf einer Scheibe auf dem gleichen Radius angebracht. Ein kräftiger Luftstrom bläst gegen die Scheibe und wird abwechselnd durch die Löcher gelassen oder trifft auf die Scheibe. Dies genügt, um periodische Schwankungen des Luftdrucks zu erzeugen.
Eine Lochsirene bauen geht einfach:
Die Tonhöhe (Physiker nennen sie "Frequenz") kann von verschiedenen Parametern beeinflußt werden. Man kann die Geschwindigkeit des Elektromotors durch eine höhere angelegte Spannung erhöhen, man kann aber genauso die Rotationsgeschwindigkeit der Sirene gleich lassen, aber die Anzahl der Löcher erhöhen. Dies kann man testen, wenn man zwischen den zwei Lochkreisen wechselt. Da der zweite, innere Kreis doppelt so viele Löcher hat, wird bei ihm die Frequenz doppelt so hoch wie beim ersten Lochkreis.
Interessant für Kinder sind Versuche mit selbst gewählten Löchern: