Wie entstehen Schallwellen?

Schallwellen übertragen Töne, Klänge und Geräusche. Aber wie werden sie eigentlich erzeugt?

Wie entstehen Schallwellen?

Symbolische Darstellung von Schallwellen

Wie entstehen Schallwellen?

Eine schwingende Stimmgabel erzeugt einen Ton und damit Schallwellen...

Wie entstehen Schallwellen?

...ebenso wie eine schwingende Gitarrensaite eine Schallquelle darstellt.

Wie entstehen Schallwellen?

Auch ein Lautsprecher erzeugt Schallwellen mittels einer schwingenden Papiermembran

Schall können wir hören, mit dem Begriff werden allgemein Töne, Klänge oder Geräusche bezeichnet. Physikalisch handelt es sich bei Schall um Wellen. Unsere Erfahrung zeigt uns, daß Schall über große Entfernungen übertragen werden kann. Schall kann sowohl angenehme (Musik) als auch unangenehme (Lärm) Empfindungen auslösen. Wir benötigen Schall zur Kommunikation mittels Sprache.

Was sind Schallwellen?
Schwingungen, die sich räumlich in einem Medium ausbreiten, nennen wir Wellen. Schallwellen sind mechanische Wellen. Aber was schwingt hier? Bei Schallwellen, die wir hören können, handelt es sich um Schwingungen des Luftdrucks bzw. der Luftdichte. Eine Schallwelle ist also nichts anderes als eine sich ausbreitende Veränderung des Luftdrucks. Schallwellen gibt es auch in festen und flüssigen Körpern, auch hier sind es sich ausbreitende Dichteänderungen des übertragenden Mediums (man denke z.B. daran, daß man unter Wasser Geräusche hören kann!).

Wie entstehen Schallwellen?
Schall entsteht an der Schallquelle, das können z.B. eine Gitarrensaite, eine Stimmgabel oder ein lautsprecher sein. Um Schall entstehen zu lassen, muß die Schallquelle selbst in eine mechanische Schwingung versetzt werden. Das geschieht in unserem Beispiel durch Anzupfen der Saite oder das Anschlagen der Stimmgabel. Die schwingende Saite bewegt sich abwechselnd nach außen und innen. Bewegt sie sich nach außen, dann verdichtet sie die Luft, die sich vor ihr befindet. Die Luft wird "zusammengedrückt". Bewegt sich die Saite zurück, dann verdünnt sie die Luft vor ihr. Das abwechselnde Zusammendrücken und Auseinanderziehen der Luft (verbunden mit Erhöhen und Verringern des Luftdrucks) ist die Ursache der Schallwellen! Man nennt dies auch eine "Druckstörung" - der Luftdruck um die Schallquelle wird verändert, "gestört". Gleiche Vorgänge finden bei einer Stimmgabel (hier bewegen sich die Zinke) oder einem Lautsprecher (hier bewegt sich die Membran aus Papier/ Karton) statt.

Wie breiten sich Schallwellen aus?
Schallwellen breiten sich mit einer für das jeweilige Medium (z.B. Luft) typischen Geschwindigkeit, der "Schallgeschwindigkeit" aus. In einem Medium wie Luft breiten sich Schallwellen in alle Richtungen des Raumes aus. Egal, wo wir uns befinden, die klingende Saite können wir überall hören. Schall kann reflektiert werden (Echo in den Bergen) und Schall kann auch absorbiert werden ("Schalldämpfer"). Wie andere Wellen kann Schall auch gebrochen, gestreut und gebeugt werden.


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Foto 1: © psdesign1 - Fotolia.com



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