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Sichtbare Töne
Stehende WellenUm die im folgenden Versuche zu verstehen, ist der Begriff der stehenden Welle wichtig. Eine stehende Welle entsteht, wenn sich eine nach rechts laufende und eine nach links laufende Welle überlagern. Die Wellen müssen dabei die selbe Amplitude und Wellenlänge haben. Unter Amplitude versteht man die maximale Auslenkung aus der Mittellage. Typisch für eine stehende Welle sind die so genannten Knoten, die sich in Ruhe befinden und die in der Grafik rot markiert sind, sowie die schwingenden Bäuche. Um sich besser vorstellen zu können, wie stehende Wellen entstehen, kann dieses Java-Applet hilfreich sein. |
Das Rubenssche Flammenrohr |
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Mit dem Rubenschen Flammenrohr kann man Schallwellen sichtbar machen. Benannt ist es nach seinem Erfinder, dem deutschen Physiker Heinrich Ruben (1865 – 1922). Das Rubensche Flammenrohr besteht aus einem Rohr, an dem der Länge nach eine gleichmäßige Reihe kleiner Löcher angebracht ist. In das Rohr wird Gas eingelassen und entzündet. An der einen Seite ist das Rubensche Flammenrohr verschlossen. An der anderen Seite befindet sich eine dünne Membran, die man mittels Schall - etwa einem Lautsprecher oder Frequenzgenerators - in Schwingung versetzt. Im Rohr breiten sich infolgedessen ebenfalls Schallwellen aus, die am abgeschlossenen festen Ende reflektiert werden. Für bestimmte Frequenzen bilden sich im Rohr stehende Wellen aus. Der Schalldruck ist an den Knoten zeitlich konstant. Dort strömt Gas aus. An den Bäuchen ändert sich der Druck stetig. Dort fließt das Gas an den Öffnungen vorbei und kann nicht austreten. Eine physikalische Betrachtung mit Formeln findet sich hier. |
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Chladnische Klangfiguren |
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Ernst Chladni veröffentlichte 1787 die Schrift „Entdeckungen über die Theorie des Klanges“, in der er so genannte Klangfiguren vorstellte. In dem Versuch wurde ein Frequenzgenerator verwendet, der die Platte mit einer bestimmten Frequenz vibrieren lässt. Dabei bilden sich stehenden Wellen aus. An den Knoten der Welle befindet sich die Platte in Ruhe. Dort sammelt sich das Salz, während es überall dort, wo die Platte vibriert, weggeschüttelt wird. Es ist jedoch nicht so, dass jeder Ton ein bestimmtes Muster erzeugt. Viehlmehr hängt das Muster von allen möglichen Faktoren ab, so zum Beispiel von der Plattenform und an welcher Stelle diese fixiert ist. |
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