Mechanische Wellen, Wasserwellen, Erdbebenwellen und Schallwellen entstehen, wenn viele gleichartige Oszillatoren aneinander gekoppelt sind und ein Oszillator in Schwingung versetzt wird. Dann überträgt sich die Schwingungsenergie auf die anderen Oszillatoren. Es entsteht eine Welle. Für die Untersuchung der Eigenschaften von Wellen eignen sich Wasserwellen besonders gut. Wie entsteht eine Wasserwelle? Was geschieht, wenn verschiedene Wellen aufeinandertreffen? Können sich die Wasserwellen gegenseitig auslöschen? Oder gibt es dann eine Riesenwelle? Können Wellen ums Eck wandern? Wenn wir Fragen wie diese am Beispiel der Wasserwelle beantworten können, dann wissen wir auch mehr über das Verhalten von Erdbebenwellen, von Schallwellen und von Licht- und Radiowellen. Erdbebenwellen können große Schäden anrichten. Die Erdoberfläche besteht aus großen Platten. Verschieben sich diese, entstehen große Spannungen, die sich bei einem Erdbeben entladen und als Welle ausbreiten. Bei Erdbeben im Meer (Seebeben) können durch die Hebung und Senkung von Teilen des Meeresgrundes große Wasserwellen, Tsunamis, entstehen, die an den Küsten verheerende Schäden verursachen. Für den Aufbau verlässlicher Erdbeben-Warnsysteme sind umfangreiche Messungen erforderlich. Zu deren Interpretation benötigt man eine gute Kenntnis des Erdaufbaus und der Ausbreitung von Erdbebenwellen. Die Lehre von der Erzeugung und Ausbreitung von Schallwellen bezeichnet man als Akustik. Die Akustik arbeitet eng mit anderen Wissenschaften zusammen, etwa mit der Physiologie (wenn es um Stimme oder Gehör geht), mit der Materialwissenschaft (bei Fragen der Wechselwirkung von Materie und Schall), der Elektrotechnik (zur Wiedergabe und Aufzeichnung von Schall) oder der Musikwissenschaft (z. B. zur Analyse von Klängen). Interdisziplinär arbeitet man auch in der Bioakustik: Welche Töne produzieren Tiere? Wie entsteht das laute Quaken der Frösche? Wie können sich Wale über Hunderte von Kilometern verständigen? Ein Teilgebiet der Akustik ist die Ultraschalltechnik. Ultraschallaufnahmen von Embryos haben die Pränataldiagnostik revolutioniert, aber es gibt noch zahlreiche andere Anwendungen. Für Wasser-, Erdbeben- und Schallwellen gilt, dass neben dem umfangreichen, bereits vorhandenen theoretischen Wissen immer auch Erfahrungswissen wichtig ist: Vielleicht ist es gerade diese Verbindung von Theorie und Praxis, die diese Gebiete für uns so spannend macht. 44.1 Ein Dopplersonogramm zeigt eine Verengung der Halsschlagader. Wie kann man mit Schallwellen den Blutfluss in Adern messen? 44.2 Hörgeräte gehören heute zum Alltag vor allem vieler älterer Menschen. Physikalische Schäden am Gehör entstehen durch langfristige, laute Geräusche, aber auch durch kurze intensive Geräusche oder einfach aufgrund von Altersprozessen. Verletzungen am Trommelfell können durch hohen Druck oder durch Druckabfall entstehen. 44.3 Die Schallblase dieses Frosches dient als Resonanzkörper. Damit werden die von den Stimmbändern erzeugten Töne verstärkt. Das Quaken des Männchens muss laut genug sein, um auch von einem weit entfernten Weibchen gehört zu werden. 44 Wellen 2 Mechanische Wellen In diesem Kapitel erfährst du, – was eine Welle ist und wie sie entsteht, – dass Wellen einander auslöschen und verstärken können, – was Schallwellen sind und wie sie sich ausbreiten, – wie man Klänge analysieren kann, – was Tiere und Menschen gerade noch hören können, – unter welchen Voraussetzungen uns Schall schaden kann. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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