Schallgeschwindigkeit
Die Schallgeschwindigkeit beträgt bei Normalbedingungen (trockene Luft, 20 °C.) etwa 343,2 m/s (1235.5 km/h). Unser Ohr kann Unterschiede in der Schall-Laufzeit sehr fein wahrnehmen. Schon 5 Millisekunden Differenz können bei perkussiven Klängen hörbar sein, das entspricht einem Abstand von nur 3 Metern. Bei nichtperkussiven Klängen ist es aber weit weniger heikel.
Unten siehst du zwei synchron laufende Metronome (MM = 60, simuliert), wo der Abstand verschiedene Werte annimmt. Höre das Ergebnis! (am Standort von A)
| Abstand der Metronome A und B | Dauer des Schalles von A nach B. | |
| 34 m | 0.1 sec. | gut hörbar |
| 10 m | 0.03 sec. | gut hörbar |
| 5 m | 0.015 sec. | hörbar |
| 3 m | 0.01 sec | knapp hörbar |
| 1 m | 0,003 sec. | unhörbar |
| 0 m | 0 sec. | unhörbar |
Denk als Musiker/in immer daran, dass der Schall ein eher langsamer Geselle ist! In einer Sekunde kommt er gerade mal 340 m weit, während das Licht in der gleichen Zeit etwa 7,5 mal um die Erde flitzt.
Zwei Musizierende A und B im Abstand von 34 m hören sich bereits um eine Zehntelsekunde verschoben. Dabei muss man bei einer gegenseitigen Kommunikation eigentlich den Hin- und den Rückweg beachten, also das Doppelte.
Stell dir folgende Situation vor: A spielt einen Ton und wartet auf die Antwort von B, die erst 2 Zehntelsekunden später kommt. A glaubt, B spiele langsamer und spielt daher seinerseits langsamer, worauf B noch langsamer spielt ....etc.
Die Funktion eines Dirigenten ist deshalb auch, durch optische Signale die Laufzeitunterschiede zwischen den Mitspielenden teilweise auszugleichen.Wird in einem Sport-Stadion die Nationalhymne gesungen, tönt es ja oft chaotisch. Schuld ist aber nicht (nur) mangelnde Musikalität der Leute, sondern die zeitlichen Verschiebungen auf Grund der Stadion-Größe.
Berechne hier die Schalldauer für beliebige Distanzen:
Der Schall braucht dafür ? sec.
Faktoren, die mit der Schallgeschwindigkeit (normal 343m/s) zusammenhängen:
- Feuchtigkeit lässt die Schallgeschwindigkeit leicht zunehmen.
- Temperatur lässt sie ebenfalls zunehmen:
Luft -50°C 300 m/s Luft 0°C 332 m/s Luft +50°C 361 m/s
- Medium:
Helium 981 m/s Meer-Wasser 1500 m/s Buchenholz 3300 m/s Diamant 18000 m/s
- Luftdruck: Hat grundsätzlich keinen Einfluss auf Schallgeschwindigkeit, solange die Luft als ideales Gas betrachtet wird. Die beobachtete Abnahme in großer Höhe folgt wegen tiefer Temperatur, nicht wegen Druck.
- Frequenz: Hat unter Normalbedingungen keinen Einfluss auf Schallgeschwindigkeit (in dispersiven Material aber schon, z.Bsp Gummi).
Erstaunlicherweise gibt es für den Schall eine theoretische Obergrenze von etwa 36 km/sec, was immer noch 8000 mal langsamer als Licht ist. (www.newscientist.com/article/2256743-physicists-have-discovered-the-ultimate-speed-limit-of-sound).
Höhere Frequenzen werden wesentlich stärker absorbiert als tiefe Frequenzen. Deshalb hört man aus der Ferne von einem Openair-Konzert nur noch das Wummern der Bässe.