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Akustik

Schallwellen und wie sie unseren Alltag bereichern oder auch beeinträchtigen.

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Akustik im Alltag

Nach dem Sehen ist das Hören wohl der zweitwichtigste Sinn des Menschen und spielt eine große Rolle im Alltag. Dadurch, dass du reden und hören kannst, kommunizierst du mit deinen Mitmenschen. Aber nicht nur Menschen, sondern auch Tiere verwenden Laute, um sich gegenseitig Informationen zu übermitteln, z.B. wo es Nahrung zu finden gibt oder ob Gefahr naht.

Vermutlich beginnt auch dein Tag mit dem Klingeln des Weckers, den du ohne deine Ohren gar nicht hören könntest. Beim Frühstück lauschst du den Klängen des Radios und auf dem Schulweg hörst du sich nähernde Autos frühzeitig, sodass du die Gefahr eines Unfalls vermeiden kannst. Viele Menschen hören gerne ihre Lieblingsmusik, die sie glücklich macht und entspannt. All das basiert auf der Akustik, denn die Akustik ist die Lehre des Schalls. Das Thema Grundlagen der Akustik beschäftigt sich mit dem Schall im Alltag und vermittelt dir die Grundlagen der Schallentstehung, -ausbreitung und -wahrnehmung. Außerdem kannst du hier erfahren, warum Musik angenehm ist aber Baustellenlärm nervtötend, und was der Unterschied zwischen Tönen, Klängen und Geräuschen ist.

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Akustik als Teilgebiet der Physik

Die Akustik ist als Teilgebiet der Mechanik eine physikalische Disziplin. Vielleicht fragst du dich, warum die Akustik zur Mechanik gehört, obwohl sie nicht „greifbar“ ist wie etwa Kreisel, schiefe Ebenen und Stöße. Das liegt daran, dass sich die Akustik mit Schall beschäftigt und Schall ist eine mechanische Welle, da sie ein Medium benötigt, in dem sie sich ausbreiten kann. Da du nun die Grundlagen der Akustik beherrschst, kannst du dich im nächsten Thema mit den physikalischen Eigenschaften der Akustik auseinandersetzen.

Schallwellen sind in Prinzip schwingende Teilchen, die sich gegenseitig anstoßen und so ausbreiten. Dies funktioniert in der Luft und sogar besser unter Wasser oder in Festkörpern. Ein gutes Beispiel hierfür ist Walgesang.

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Die wichtigsten Größen zur Beschreibung einer Schallwelle sind die Wellenlänge $\lambda$ mit der Einheit Meter (m), die Frequenz $f$ mit Einheit Hertz (Hz) bzw. $\frac{1}{\text{s}}$ und das Produkt daraus: die Ausbreitungsgeschwindigkeit $c$ mit der Einheit $\frac{\text{m}}{\text{s}}$. Ähnlich wie bei den elektromagnetischen Wellen können Schallwellen anhand ihrer Frequenz eingeteilt werden. Die Menschen können nur bestimmte Frequenzen hören, genau wie sie nur bestimmte Frequenzen sehen können. Daher hörst du auch nicht, wie sich Fledermäuse oder Giraffen unterhalten.

Stattdessen kannst du aber um die Ecke hören, da Schallwellen gebeugt, gebrochen und reflektiert werden können. Dies wirst du in diesem Thema ebenfalls lernen. Abschließend lernst du hier auch, was der Dopplereffekt ist und warum ihn wahrscheinlich fast jeder schon aus dem Alltag kennt, ohne es zu wissen.