Auch Äpfel haben Hertz
4.1 Die Geschichte und Erforschung des Schalls
Aristoteles stellte die These auf, dass sich tiefe Töne langsamer fortpflanzen als hohe.
Um 1640 ermittelt der französische Mathematiker Marian Mersenne zum ersten Mal die Schallgeschwindigkeit. Er stellte dazu eine Kanone in einem ihm bekannten Abstand auf und maß die Zeit, die zwischen dem Lichtblitz beim Abschuss und dem Eintreffen des Knalls.
Pierre Gassendi, ebenfalls Franzose, fand heraus, dass die Geschwindigkeit des Schalls nicht von der Tonhöhe abhängt. Dies schloss er aus einem Versuch, in dem er herausfand, dass der Knall von Kanone und Flinte dieselbe Geschwindigkeit hat. Damit hatte er Aristoteles widerlegt.
Um 1740 maß der italienische Arzt Giovanni Bianconi die Zeit zwischen blitz und Knall und fand dabei heraus, dass zwischen Sommer und Winter die bestehen. Bei 0° verbreitete sich der Schall mit einer Geschwindigkeit von 331 m/s, bei 100 °C mit einer Geschwindigkeit von 386 m/s. Dies lässt darauf schließen, dass die Schallgeschwindigkeit
bei steigender Temperatur wächst.
Circa 1827 erforschten Colladon und Sturm das Verhalten der Schallfortpflanzung im Wasser. Sie schlugen unter Wasser gegen eine Glocke und fingen den Schall in 13365 m Entfernung nach 9 Sekunden auf. Die Schallgeschwindigkeit im Wasser beträgt also 1485 m/s. Die Luft erreicht mit 340 m/s (bei 20°C) nicht einmal ein Viertel derer.
Um 1840 brachte der deutsche Physiker Seebeck den Beweis, dass die Tonhöhe alleine von der Frequenz des Schalls abhängig ist. Hierzu nahm er eine Scheibe, in der in gleichen Abständen unterschiedlich viele Löcher eingeschlagen worden waren. Man erhielt bei konstanter Winkelgeschwindigkeit und drehender Kreisscheibe eine Tonfolge. Erhöht man die Geschwindigkeit des Winkels, so steigen auch die Höhen der Töne.
Im Jahre 1842 stellte der österreichische Physiker Christian Doppler die Vermutung auf, dass die Tonhöhe nicht durch die Frequenz der Schallwelle festgelegt wird, sondern durch die Frequenz, mit der die Schallwelle ans Ohr des Beobachters treffen.
1845 überprüfte Buys-Ballot dies experimentell. Musiker beurteilten die Tonhöhe einer pfeifenden Lokomotive, die mit hoher Geschwindigkeit vorbeifuhr. Der Pfeifton musste lt. Doppler während der Annäherung höher sein, als der Pfeifton, den man wahrnimmt, wenn die Lokomotive vorbeigefahren ist und sich wieder entfernt. Dies ist auch so!
Autorin: Lena Lenze Web: Daniel Wagenknecht
Datum: Juni 2004. Letzte Änderung am 25.November 2004
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