Schallquellen
Der Mensch nimmt Schall in einem Frequenzbereich von 16 Hz bis 20 000 Hz mit seinen Ohren wahr. Schallquellen sind alle die Körper, die in diesem Frequenzbereich hinreichend stark schwingen und damit Schall aussenden, der sich dann im Raum ausbreitet. Nachfolgend betrachten wir ausgewählte Beispiele von Schallquellen.
Mit Musikinstrumenten erzeugt man Schall
Schallquellen - Musikinstrumente
L. Meyer, Potsdam
Menschliche und tierische Stimmen
Beim Menschen erfolgt die Erzeugung von Schall mithilfe der Stimmbänder . Das sind zwei elastische Bänder, die sich im Kehlkopf am oberen Ende der Luftröhre befinden (Bild 2). Zwischen diesen beiden Bändern existiert eine Öffnung, die Stimmritze.
Wird von der Lunge her Luft durch die Stimmritze gepresst, so geraten die Stimmbänder in Schwingungen. Es entstehen Töne, Klänge oder Geräusche. Werden die Stimmbänder straffer gespannt, so schwingen sie schneller. Die Töne werden höher. Wird mehr Luft durch die Stimmritze gepresst, so schwingen die Stimmbänder heftiger. Die entstehenden Töne sind lauter.
Die menschliche Stimme übertrifft in der Vielfalt der Töne, Klänge und Geräusche jedes Musikinstrument. Die individuellen Unterschiede kommen durch den unterschiedlichen Bau der Stimmbänder und der Resonanzräume zustande.
Stimmbänder und Stimmritze beim Atmen(A) und beim Sprechen (B)
Bei Tieren erfolgt die Schallerzeugung sehr unterschiedlich, wobei jede Tierart charakteristische Laute von sich gibt.
Bei vielen Säugetieren, z. B. Hunden, Katzen, Kühen oder Bären, wird Luft aus den Lungen gepresst und erzeugt im Rachenraum Schwingungen, die wir als Tierlaute wahrnehmen.
Die Lungen der Vögel sind mit kleinen Luftsäcken verbunden, in die Luft gepresst werden kann. Die Luft strömt über eine gespannte Membran aus und bringt diese zum Schwingen. Je nachdem, wie stark diese Membran gespannt ist, entstehen tiefe oder hohe Töne.
Grashüpfer erzeugen Geräusche dadurch, dass sie mit den Hinterbeinen über zahlreiche kleine Erhöhungen an den Vorderflügeln streichen.
Musikinstrumente
Mithilfe von Musikinstrumenten lässt sich in unterschiedlicher Art und Weise Schall erzeugen:
- Bei Zupf- und Streichinstrumenten wie Gitarre, Klavier oder Violine werden durch Zupfen, Anschlagen oder Streichen Saiten in Schwingungen versetzt.
- Bei Blasinstrumenten wie Trompete, Saxofon, Flöte oder Orgel schwingen Luftsäulen.
- Bei Schlaginstrumenten wie Pauken oder Trommeln werden Membranen in Schwingungen versetzt.
Nähere Erläuterungen zu einzelnen Instrumenten sind in dem Artikel „Schall und Musik“ gegeben.
Schwingende Teile von Fahrzeugen, Geräten und Anlagen
Schwingen Teile von Fahrzeugen hinreichend schnell hin und her, so erzeugen sie Schall. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren führt die periodische explosionsartige Verbrennung bei Drehzahlen von 1 000 je Minute bis 5 000 je Minute zu Schall, teilweise auch zu Lärm. Hinzu kommen insbesondere bei älteren Fahrzeugen mitschwingende Fahrzeugteile, die ebenfalls wie Schallquellen wirken. Schnelle Schwingungen von Fahrzeugteilen treten auch auf, wenn diese über unebene Straßen oder Wege fahren.
Bei solchen Geräten und Anlagen wie Staubsauger, Presslufthämmer, Bohrer, Lüfter oder Waschmaschinen treten ebenfalls Schwingungen auf, die zu Schall führen.
Bei Fahrzeugen können sehr unterschiedliche Teile schwingen und Schall erzeugen
Schallquelle - Straßenverkehr
L. Meyer, Potsdam
Hupen, Klingeln, Glocken und Pfeifen
Hupen, Klingeln, Glocken und Pfeifen sind Schallquellen, mit denen Aufmerksamkeit hervorgerufen werden soll. Die Art der Schallerzeugung ist unterschiedlich.
Bei Hupen wird eine Membran durch einen Elektromagneten in intensive Schwingungen versetzt. Genutzt wird das Prinzip, das man auch beim Lautsprecher verwendet.
Bei Klingeln , die elektromagnetisch und mechanisch betätigt werden können, wird eine kleine Glocke angeschlagen und gerät dadurch in Schwingungen.
Kirchenglocken oder die Glocken eines Glockenspiels werden ebenfalls durch Klöppel angeschlagen und dadurch zu Schwingungen angeregt. Der Klang einer Glocke hängt u. a. von der Größe der Glocke, ihrer Form und der Wandstärke ab.
Bei Pfeifen werden durch Schneiden oder durch eine periodische Unterbrechung der Luftzufuhr Luftsäulen zu Schwingungen angeregt.
Glocken werden durch Klöppel zu Schwingungen angeregt.
Schallquellen - Glocken
L. Meyer, Potsdam
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