Experiment: Warum hören wir unter Wasser anders?

von André Lampe
Slinky mit Schnur

Slinky mit Schnur

Material:

  • Bindfaden oder andere Schnur
  • 2 Löffel oder Slinky (lange Feder) aus Metall

Ein Experiment das sich um das Hören dreht – und das sehr einfach nachzumachen ist. Löffel so am Stil-Ende zusammen binden, dass die Löffel mit ihren runden Seiten aufeinander schlagen können, ca. 50cm Faden, beidseitig übrig lassen. Slinky an Faden binden, so dass ebenfalls zwei Fäden von ca. 50cm Länge übrig bleiben. Jeweils an die Enden der Fäden Schlaufen knoten.

Experiment:

zwei Löffel an einer Schnur
Zwei Löffel an einer Schnur, so dass die Rundungen aneinander schlagen können.

Jeweils einen Zeigefinger durch eine Schlaufe am Ende der Schnur stecken und dann die Zeigefinger in die Ohren stecken. Nun beugt man sich leicht vorne über, so dass Löffel/Slinky frei schwingen kann. Bei den Löffeln hilft es, wenn eine Tischkante in der Nähe ist oder jemand zweites den Löffeln einen Schubs geben kann. Man wird abgefahrene Töne hören. Die Löffel klingen wie Kuhglocken und die lange Feder (Slinky) wie ein Laserschwert.

Warum:

Der Ton, den man hört, ist die Eigenschwingung oder Eigenfrequenz der Löffel beziehungsweise der langen Feder (Slinky). Und man nimmt diesen Ton besonders voll wahr, da der Schall über den Faden direkt zum Finger geleitet wird, wie bei einem Dosentelefon. Hier kommen dann zwei Effekte ins Spiel: Einmal überträgt der Finger einen Teil der Schwingung an den Schädelknochen, der sehr gut Schall leitet (Körperschall) und zum anderen wirken die Finger in den Ohren wie In-Ear-Kopfhörer. Letztere haben genau dann einen tollen Klang, wenn sie dicht nach außen Abschließen. Schall ist nämlich eine Druckschwankung in der Luft, und wenn der Finger (oder der In-Ear-Kopfhörer) das Ohr komplett verschließt, muss nur ein sehr kleines Luftvolumen angeregt werden, und die Energie der Schwingung kann auch nicht nach außen entweichen.

Aber was hat das nun mit dem Hören unter Wasser zu tun?

lange Spiralfeder (slinky) an einer Schnur, von oben gesehen
Lange Spiralfeder (Slinky) an einer Schnur, von oben betrachtet.

Schall breitet sich unter Wasser 4,4-mal schneller aus als in der Luft. Aber nicht nur das: Wasser leitet Schall auch viel besser als Luft das tut.  Genau wie die Schnur in unserem Experiment den Schall direkt an das Ohr bringt, hört sich unter Wasser jedes Geräusch deutlicher und auch näher an. Besonders niedrige Frequenzen sind unter Wasser ohne besondere Geräte noch in vielen Kilometern Entfernung zu hören, zum Beispiel die Motoren von großen Schiffen.

Man könnte sagen, dass unser normales Hören in Luft eigentlich “schlecht” ist, da Luft den Schall nicht besonders gut leitet. Unter Wasser können wir also eigentlich “besser” hören, Geräusche werden deutlicher und der Schall wird viel weiter transportiert. Unter Wasser ist es also lauter. Deswegen führt auch gleich der erste Link bei unseren “Tauchtiefen” zum Bundesamt für Naturschutz, denn die Lärmbelastung in unseren Meeren und Ozeanen ist ein Problem.

Erste Tauchtiefe

Zweite Tauchtiefe

Text: CC-BY-SA 4.0, Dr. André Lampe für Plötzlich Wissen!