Die Schallgeschwindigkeit
Die Luft, die den Schall überträgt, bezeichnet man auch als Medium. Ein anderes Medium ist zum Beispiel Wasser. Luft ist ein Gas, Wasser ist flüssig. Gasförmig und flüssig – das sind die sogenannten Aggregatzustände, zu denen außerdem auch noch „fest“ gehört. Wenn du dich noch nicht so gut mit Aggregatzuständen auskennst, kannst du unser Lernmodul dazu durchlesen!
Also: Bei der Schallwelle ist das Medium normalerweise die Luft. Wenn du sprichst oder singst, stoßen deine Stimmbänder die Luftteilchen an, die dann wieder ihre Nachbarn anstoßen, die ihre Nachbarn anstoßen und immer so weiter. So breitet sich die Schallwelle in alle Richtungen aus. Die Schallwelle kommt an einem Ohr an, die Luftteilchen bewegen das Trommelfell und man hört den Schall. Dabei ist der Schall sehr schnell unterwegs: Er legt ca. 330 Meter in einer Sekunde zurück. Das sind umgerechnet 1.200 Kilometer pro Stunde und das bezeichnet man als Schallgeschwindigkeit.
Mit diesem Wissen kannst du leicht berechnen, wie weit ein Gewitter von dir entfernt ist. Sobald du einen Blitz am Himmel siehst, fang langsam an zu zählen, bis du den Donner hörst. Nehmen wir mal an, dass es 10 Sekunden dauert. Da der Schall in jeder dieser 10 Sekunden 330 Meter zurücklegt, legt er insgesamt 10 mal 330 Meter zurück, also 3.300 Meter. Der Blitz war also 3,3 Kilometer von dir entfernt!
So, jetzt kannst du mit dem Lesen erst einmal eine Pause einlegen. Sieh dir nun das Video mit Sina an. Sie erklärt dabei eine ganze Menge zum Thema Schall und Wellen – auch die Sache mit dem Gewitter und mit den Wellenarten. So kannst du all das, was wir bisher behandelt haben, nochmal wiederholen und sicher noch besser verstehen. Danach schauen wir uns noch einige andere spannende Dinge rund um dieses Thema an.
Kann man eine Flamme mit Musik löschen?
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Und weiter geht’s. Wobei wir als erstes noch eine Sache erklären müssen. Wir hatten gesagt, dass sich eine Welle umso schneller ausbreitet, je näher die Teilchen aneinander sind. In dem Beispiel vom Anschubsen wurde das ja auch deutlich: Steht ihr eng nebeneinander, schubst ihr euch schneller an, als wenn ihr größere Abstände zu euren Nachbarn habt und die Welle langsamer unterwegs ist. Wenn wir jetzt überlegen, wie sich eine Schallwelle in der Luft und im Vergleich dazu im Wasser ausbreitet, dann würde das ja bedeuten: Im Wasser, wo die Teilchen viel enger beieinander sind als in der Luft, müssten sich Schallwellen schneller ausbreiten als in der Luft. Und genau so ist es! In der Luft beträgt die Schallgeschwindigkeit 1.200 Kilometer pro Stunde, im Wasser liegt sie bei rund 5.400 Kilometer pro Stunde. Und wie sieht die Sache wohl aus, wenn Schall über einen festen Körper übertragen wird? Zum Beispiel beim Dosentelefon, das Sina auch vormacht? Da wird der Schall ja durch die Schnur übertragen – und die ist bekanntlich kein Gas und auch keine Flüssigkeit, sondern fest (man sagt auch ein Festkörper). Oder wenn der Schall aus der Nachbarwohnung durch die Mauern und Decken übertragen wird? Tatsächlich ist die Schallgeschwindigkeit in Festkörpern noch größer als in Luft oder Wasser, wobei das immer vom Material abhängt.
Hintergrundbild: Friedrich Haag / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0