Echo & Schallgeschwindigkeit

Du rufst in ein Tal und hörst deine eigene Stimme zurückkommen. Beim Gewitter siehst du erst den Blitz und hörst den Donner erst Sekunden später. Beides zeigt dasselbe: Schall ist schnell, aber nicht sofort da. Und genau diese Verzögerung kannst du nutzen, um Entfernungen zu messen, so wie es Fledermäuse und Schiffe auch tun.

Schall braucht Zeit

Schall breitet sich in Luft mit etwa 343 m/s aus, das sind gut 1200 km/h. Dieser Wert gilt für Luft bei rund 20 Grad Celsius, in kalter Luft ist der Schall etwas langsamer. Klingt schnell, aber Licht ist fast eine Million Mal schneller. Deshalb siehst du den Blitz sofort, während der Donner erst zu dir wandern muss. Aus Geschwindigkeit und Zeit kannst du die Strecke ausrechnen: Strecke gleich Geschwindigkeit mal Zeit. In 2 Sekunden legt der Schall also rund 686 m zurück.

Echo: hin und zurück

Trifft Schall auf eine Felswand oder eine große Hausmauer, wird er zurückgeworfen: Das ist das Echo. Achtung, hier steckt die beliebteste Falle des Kapitels: Der Schall läuft die Strecke zweimal, einmal hin und einmal zurück. Hörst du dein Echo nach 2 Sekunden, ist der Schall 686 m gelaufen, die Wand ist aber nur 343 m entfernt. Also: Gesamtstrecke durch 2 teilen! Beim Gewitter gibt es eine praktische Faustregel: Zähle die Sekunden zwischen Blitz und Donner und teile sie durch 3, dann hast du die Entfernung in Kilometern.

Ultraschall: Messen mit Echos

Fledermäuse rufen so hohe Töne, dass wir sie nicht hören können, und lauschen auf das Echo. Aus der Laufzeit berechnet ihr Gehirn blitzschnell, wie weit ein Hindernis oder ein Insekt entfernt ist. Ärztinnen und Ärzte nutzen dasselbe Prinzip beim Ultraschallgerät: Es schickt Schall in den Körper und misst die Echos von Organen. Und Schiffe finden mit dem Echolot heraus, wie tief das Wasser unter ihnen ist. Achtung bei solchen Rechnungen: Im Wasser ist Schall gut viermal so schnell wie in Luft, nämlich rund 1500 m/s. Ein Echolot rechnet also mit dieser Zahl, nicht mit 343 m/s.