Wie entsteht Ton?
Schall entsteht, wenn ein Gegenstand vibriert. Wenn ein Objekt vibriert, versetzt es die Luftmoleküle um es herum in Schwingung. Diese Vibrationen erzeugen eine Schallwelle, die sich durch die Luft ausbreitet und von Tieren mit Hörorganen gehört werden kann. Die Frequenz der Schallwelle bestimmt ihre Tonhöhe, während die Amplitude der Schallwelle ihre Lautstärke bestimmt.
Die Anatomie einer Schallwelle
Eine Schallwelle besteht aus einer Reihe von Kompressionen und Verdünnungen. Kompressionen sind Bereiche, in denen die Luftmoleküle näher beieinander liegen, während Verdünnungen Bereiche sind, in denen die Luftmoleküle weiter voneinander entfernt sind. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kompressionen oder Verdünnungen wird als Wellenlänge der Schallwelle bezeichnet.
Die Schallgeschwindigkeit
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Schallwelle durch ein Medium ausbreitet. Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt bei Raumtemperatur etwa 343 Meter pro Sekunde. Die Schallgeschwindigkeit ist in dichteren Medien wie Wasser höher und in weniger dichten Medien wie Luft langsamer.
Der Doppler-Effekt
Der Doppler-Effekt ist die Änderung der Frequenz einer Schallwelle, wenn sich die Schallquelle bewegt. Wenn sich die Schallquelle auf den Betrachter zubewegt, erhöht sich die Frequenz der Schallwelle. Wenn sich die Schallquelle vom Beobachter entfernt, nimmt die Frequenz der Schallwelle ab.
Klang und Hören
Der Mensch kann Schallwellen mit Frequenzen zwischen 20 Hz und 20 kHz hören. Das Ohr ist ein komplexes Organ, das Schallwellen in elektrische Signale umwandelt, die an das Gehirn gesendet werden. Das Gehirn interpretiert diese elektrischen Signale dann als Schall.