Stiftung PHÄNOMENTA Lüdenscheid

Glocke im Vakuum

Lfdn Nr 57Hörst du das Klingeln immer gleich laut, wenn die Luft nahezu vollständig abgesaugt wird?

WORUM GEHT ES?
Wenn Kirchenglocken läuten, ist das in der ganzen Stadt zu hören. Denn die von der Glocke erzeugten Schallwellen breiten sich durch die Luft aus. Was passiert aber, wenn man die Luft entfernt, also ein Vakuum erzeugt? An dieser Station kannst du untersuchen, wie der Transport des Schalls vom Schallträger Luft abhängt. Du drückst dazu an der Station zuerst nur den Knopf für die Aktivierung der Glocke. Dann ist das Läuten aus dem Acrylzylinder klar und deutlich zu hören. Betätigst du jetzt auch noch den anderen Knopf, dann beginnt eine Pumpe die Luft aus dem geschlossenen Behälter zu ziehen. Der Glockenton wird langsam immer leiser.

WESHALB IST DAS SO?
Alle Geräusche, die wir wahrnehmen, müssen erst über die Luft an das Ohr transportiert werden. Wird die Luft aus dem Acrylglaszylinder abgepumpt, nimmt die Dichte der Luft langsam ab. Die Schwingungen der Luft übertragen sich immer schlechter, da der Kontakt zwischen den Teilchen der Luft immer schwächer wird. Dadurch wird der Ton immer leiser. Würde man ein absolutes Vakuum in dem Zylinder erzeugen können, wäre der Ton sogar überhaupt nicht mehr zu hören. In einem luftleeren Raum fehlt nämlich das Medium, das die Schallwellen überträgt. Unsere Ohren können daher kein Signal wahrnehmen und wir hören nichts mehr. Die Glocke läutet somit völlig lautlos unter dem Acrylzylinder.

Schall breitet sich bei Zimmertemperatur in Luft mit etwa 340 Metern pro Sekunde aus. Er kann sich aber auch in anderen Medien als Luft ausbreiten. Man nennt die Schallwellen dann auch „Körperschall“. Dieser breitet sich meistens wesentlich schneller aus als die Schwingungen in der Luft. In Eisen bewegt sich eine Schallwelle zum Beispiel ca. 15 Mal schneller als in Luft, also mit ca. 5100 m/s. So ist es auch bei völlig evakuiertem Acrylbehälter möglich, dass man noch ein wenig vom Läuten hört, weil der Schall über die Aufhängung der Glocke und den Behälter nach außen geleitet wird.

Übrigens: Schallwellen breiten sich nicht nur in Luft bzw. Gasen und festen Körpern aus, sondern auch in Flüssigkeiten, sonst könnte beispielsweise Sonar nicht funktionieren.

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