Was ist Schall?

Unter Schall versteht man die wellenförmige Ausbreitung von Teilchen in einem beweglichen Medium. Beim Luftschall werden durch die Energie einer Bewegung (z.B. Händeklatschen) winzige Teilchen der Luft zum Schwingen angeregt und leiten so die Energie bis zu unseren Ohren.

Die Entstehung und Ausbreitung von Schall und vor allem, wie man sich eine Schallwelle vorstellen kann, schauen wir uns hier ohne Formeln genauer an.

Wie entsteht Schall?

Um besser zu verstehen, wie Schall entsteht und sich ausbreitet, hilft uns das vereinfachte Modell: Es gibt hier eine Schallquelle, ein Medium und ein Schallempfänger.

Die Schallquelle kann eigentlich alles sein, was in irgendeiner Weise eine Bewegung ausführt. Das kann zum Beispiel das Klatschen mit den Händen oder deine Stimme sein. Warum die Bewegung wichtig ist, um Schall zu erzeugen, schauen wir uns später noch an.

Dann gibt es natürlich noch den Schallempfänger, mit dem der Schall wahrgenommen wird. Das sind in den meisten Fällen unsere Ohren oder Mikrofone.

Zwischen dem Schallempfänger und der Schallquelle befindet sich das Schallmedium. Beim Luftschall besteht das Medium aus herkömmlicher Luft. Schall kann sich aber auch in anderen Medien wie Wasser oder einer Betonmauer ausbreiten.

Das wirklich interessante bei der Schallausbreitung passiert im Medium. Denn wie kann es sein, dass etwas von einem Ort zum anderen übertragen wird, ohne dass wir eine Verbindung sehen können? Nun, es gibt eine Verbindung.

In der Luft zum Beispiel gibt es unglaublich viele kleine Teilchen, die für unsere Augen unsichtbar sind, weil sie so winzig sind. Diese Teilchen werden oft auch Moleküle genannt. Moleküle sind nichts anderes als Verbindungen von einzelnen Elementen. In der Luft sind das meist Sauerstoff und Stickstoff.

Doch wie können jetzt diese Teilchen in der Luft den Schall übertragen? Schauen wir uns das doch mal an einem Beispiel aus dem Alltag an – einem Lautsprecher.

Das kannst du dir in etwa so vorstellen, wie eine Schlange von Menschen beim Einlass vor einem ausverkauften Konzert. Die Menschen stehen nacheinander sehr eng beisammen. Wenn jetzt jemand am Ende der Schlange die Person davor ruckartig anschubst, wird dieser Person auch enger an seinen Vordermann gedrückt. Dieser gibt die Bewegung ebenfalls nach vorn weiter und so kann sich die Bewegung bis zum Anfang der Schlange fortsetzen.

So wie die Menschen in einer Schlange zusammengedrückt werden und an einigen Stellen dadurch enger zusammenkommen, werden auch die Teilchen der Luft zusammengedrückt. Diese Druckänderung bewegt sich dann vom Lautsprecher ausgehend bis hin zu deinen Ohren.

Das menschliche Ohr ist nämlich so empfindlich, dass es diese kleinen Druckänderungen wahrnehmen kann und für uns hörbar macht.

Wie breitet sich Schall aus?

Im Zusammenhang mit der Ausbreitung von Schall wird oft von einer Welle gesprochen, doch wie kann man sich diese Schallwelle eigentlich vorstellen?

Nehmen wir noch einmal das vorherige Beispiel mit dem Lautsprecher zur Hilfe. Bei jeder Vorwärtsbewegung der Lautsprechermembran wird kurzeitig der Druck in der Luft vor dem Lautsprecher erhöht. Die winzigen Teilchen der Luft werden an dieser Stelle zusammengedrückt, stoßen die benachbarten Teilchen an und bewegen sich dann wieder in ihre Ausgangslage zurück.

Diese Bewegung wird daher auch als eine Schwingung bezeichnet. Zuerst sind die Teilchen in Ruhelage, werden dann zusammengedrückt, wenn der Druck sich erhöht und schwingen dann wieder zurück.

Da durch die Ausbreitung des Schalls ganz viele dieser Schwingungen nacheinander auftreten, sagt man auch einfach Welle bzw. Schallwelle dazu.

Die Schwingungen dieser Welle laufen in Ausbreitungsrichtung, also von links nach rechts. In diesem Fall bezeichnet man diese Welle als Longitudinalwelle. Der Schall breitet sich in der Luft ebenfalls als Longitudinalwelle aus.

Es gibt aber noch den Fall, dass die Teilchen in einem Medium nicht in Ausbreitungsrichtung schwingen, sondern senkrecht dazu. Das ist wohl die bekannteste Art von Wellen, weil sich nämlich so auch die Wellen auf dem Wasser bewegen.

Diese Art von Welle wird als Transversalwelle bezeichnet. Schall kann sich ebenfalls als Transversalwelle ausbreiten. Das ist aber meist nur der Fall, wenn die Teilchen im Medium besonders fest aneinandergebunden sind, wie z.B. in einer Mauer aus Beton.

Fazit

Schall entsteht also durch die Bewegung eines Körpers (Schallquelle). Diese Bewegung verursacht eine Druckänderung in der Luft (Medium), die dann durch die winzigen Teilchen innerhalb des Mediums weitergegeben wird.

Der Schall breitet sich in der Luft als eine Longitudinalwelle aus, in dem die einzelnen Teilchen der Luft periodisch vor und zurückschwingen und so die Energie an benachbarte Teilchen weitergeben.