Haben Sie sich jemals gefragt, warum Donner Fenster oder Häuser zum Vibrieren bringt? In der Regenzeit, wenn Blitze einschlagen, hört man meist Donner. Manchmal bringt der Donner Fenster, Häuser oder andere Gegenstände zum Vibrieren. Haben Sie das schon einmal erlebt? Tatsächlich ist es nicht nur Donner, der Fenster zum Vibrieren bringt; auch Musik aus Basslautsprechern kann Fenster oder Häuser zum Vibrieren bringen! Warum bringt Schall Fenster, Häuser oder andere Gegenstände zum Vibrieren?
Vielleicht wissen Sie bereits, dass jeder Gegenstand aus Atomen oder Molekülen besteht. Die Atome oder Moleküle eines Festkörpers vibrieren ständig. Wenn die Atome eines Festkörpers ständig vibrieren, warum scheinen die festen Gegenstände um uns herum, wie Steine, Glas und Eisen, dann nicht zu vibrieren? Das liegt daran, dass die Amplitude dieser Schwingungen so gering ist, dass sie mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Dasselbe gilt für Wände und andere Gegenstände.
Warst du schon mal auf einer Schaukel? Nachdem man sich hingesetzt hat, wird man nach vorne geschoben, und dann schwingen Schaukel und man selbst vor und zurück. Damit die Schaukel in Bewegung bleibt, muss man ständig angeschoben werden. Wenn die Schaukel rückwärts schwingt, der Schub aber nach vorne gerichtet ist, wird die Bewegung unregelmäßig. Damit die Schaukel regelmäßig schwingt, muss der Schub mit der Schaukelbewegung synchronisiert sein.
Stellen Sie sich die Atome und Moleküle, aus denen Fensterglas besteht, wie eine Schaukel vor, die hin und her schwingt. Um die Schwingungsamplitude der Atome und Moleküle zu erhöhen und ein regelmäßiges Schwingungsmuster aufrechtzuerhalten, ist eine treibende Kraft erforderlich, die mit den Schwingungen übereinstimmt.
Schall ist eine Welle, die sich durch ein Medium ausbreitet. Bei einem Blitzeinschlag breiten sich Donnerwellen vom Blitzort in alle Richtungen durch die Luft aus. Die Luftatome und -moleküle bewegen sich dabei hin und her. Treffen die Donnerwellen auf ein Fenster oder ein Haus, drückt die Hin- und Herbewegung der Luftatome und -moleküle gegen das ebenfalls vibrierende Glas. Wie bei einer Schaukel schwingen die Luftatome und -moleküle mit den Glasatomen und -molekülen mit, wodurch die Schwingungsamplitude erhöht und die Donnerwellen wahrnehmbar werden. Anders ausgedrückt: Die Frequenz der Donnerwellen entspricht der Eigenfrequenz der Glasatome und -moleküle bzw. des jeweiligen vibrierenden Objekts.
Das Vibrieren einer Fensterscheibe oder einer Hauswand bei Donner ist ein Beispiel für Resonanz, die uns im Alltag begegnet. Auch Stimmgabeln können Resonanz erzeugen. Haben zwei Stimmgabeln die gleiche Frequenz, so schwingt die zunächst ruhende Stimmgabel mit, wenn die eine in Schwingung versetzt wird. Die Schwingungen der Luftatome und -moleküle, die von den Schallwellen der ersten Stimmgabel ausgehen, werden durch diese hindurchgeführt. 🙂
