Schall & Töne

Musik aus dem Kopfhörer, das Klingeln deines Weckers, die Stimme deiner Freundin: Den ganzen Tag erreichen dich Geräusche. Aber was kommt da eigentlich bei deinem Ohr an? Wenn du das verstehst, kannst du sogar ausrechnen, wie weit ein Gewitter entfernt ist.

Schwingungen brauchen ein Medium

Schall entsteht, wenn etwas schwingt: eine Gitarrensaite, eine Lautsprechermembran oder deine Stimmbänder. Die Schwingung stößt die Luftteilchen an, die geben den Stoß weiter, und so wandert eine Druckwelle bis zu deinem Ohr. Schall braucht also immer ein Medium wie Luft, Wasser oder Metall. Im Weltall gibt es fast keine Teilchen, deshalb ist es dort völlig still, egal wie gewaltig eine Explosion wäre.

Frequenz und Amplitude

Die Frequenz zählt, wie oft etwas pro Sekunde schwingt. Ihre Einheit ist Hertz (Hz): 100 Hz bedeutet 100 Schwingungen pro Sekunde. Je höher die Frequenz, desto höher klingt der Ton. Der Kammerton a, nach dem Orchester ihre Instrumente stimmen, hat 440 Hz. Die Amplitude ist dagegen der Ausschlag der Schwingung, also wie weit die Teilchen hin und her gedrückt werden: Je größer der Ausschlag, desto lauter der Ton. Hohe Töne sind deshalb nicht automatisch laut, Tonhöhe und Lautstärke sind zwei verschiedene Eigenschaften.

Wie schnell ist Schall?

In Luft von etwa 20 °C legt Schall rund 343 m pro Sekunde zurück. Wie schnell Schall ist, hängt aber vom Stoff ab: In Wasser ist er gut viermal so schnell, in Metall noch schneller, denn dort halten die Teilchen fester zusammen und geben den Stoß rascher weiter. 343 m/s klingt viel, aber Licht ist fast eine Million Mal schneller. Deshalb siehst du bei einem Gewitter zuerst den Blitz und hörst den Donner später. Zähl die Sekunden dazwischen: Jede Sekunde bedeutet rund 340 m Entfernung, drei Sekunden also etwa einen Kilometer.