Schall- im Wasser schneller als in der Luft?
Ich habe in der Schule etwas über Schall gelernt, da kam vor, dass Schall im Wasser schneller ist als in der Luft, woran liegt das?
3 Antworten
Überlege doch mal, was Schall ist und was der Unterschied zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit ist!
Schall ist physische Wellen. Sprich: Da ist was in Bewegung. Schallweiterleitung funktioniert so, dass sich die Teilchen der Reihe nach "anschubsen" und dadurch in Bewegung versetzen.
In einem Gas schwirren Teilchen meist frei herum und es ist die Ausnahme, dass sie sich mal berühren. Wenn sie sich selten berühren, können sie sich auch nicht so gut gegenseitig anschubsen, bzw. es dauert immer eine Weile, bis ein angeschubstes Teilchen die Gelegenheit bekommt, ein anderes anzuschubsen. Also wird Schall schlecht weitergeleitet.
In einer Flüssigkeit liegen die Teilchen ziemlich dicht aneinander, in ständiger Berührung zueinander. Dadurch schubst jedes Teilchen, das seinerseits angeschubst wurde, sofort wieder das nächste Teilchen an. So wird Schall gut weitergeleitet.
Noch besser funktioniert die Schallweiterleitung logischerweise in Feststoffen.
Das mit den Teilchen hatte ich verstanden, wie es aber dazu kommt, das Schall im Wasser schneller war als in der Luft war das Problem😅, übrigens danke für deine ausführliche Antwort
Federpendel kennst du? (Eine Feder, an der eine Masse befestigt ist, die sich in Richtung der Feder hin- und herbewegt)
Je größer die Masse, desto kleiner die Frequenz. Je "härter" die Feder, desto höher die Frequenz.
Wenn man viele solche Feder-Massepunkt-Systeme hintereinander schaltet, kann man damit Wellen übertragen. Je größer die Massen, desto langsamer bewegen sich die Wellen. Je "härter" die Federn, desto schneller bewegen sich die Wellen.
In Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern übernehmen die einzelnen Atome/Moleküle die Rolle der Massenpunkte und ihre Stöße (im Fall von Gasen und Flüssigkeiten) bzw. Bindungen (im Fall von Festkörpern) die Rolle der Federn. Die Größe der Masse überträgt sich direkt auf die Masse der Atome/Moleküle und indirekt auf die Dichte des Stoffes, die "Härte" der Federn auf den "Kompressionsmodul".
Zwar ist die Dichte von Wasser ca. 1000mal so groß wie die von Luft, aber der Kompressionsmodul ist (nach https://de.wikipedia.org/wiki/Kompressionsmodul#Beispiele) ca. 15.000 mal so groß. Damit erklärt sich, dass die Schallgeschwindigkeit in Wasser ca. 4mal so groß ist wie in Luft.
An der höheren Dichte.
Also, jeder Stoff besitzt eine Dichte.(ro) Wasser zb. wiegt ein Liter auf der Erde ziemlich genau 1kg im flüssigen Zusatand. Luft hat eine viel geringere Dichte. Ich weiß nicht wieviel,aber auf jeden Fall,knapp ein Kilo weniger. Das bedeutet,daß in Luft weniger Atome pro Liter vorhanden sind als in Wasser. Schall besteht aus Wellenund wellen breiten sich mit zunehmender Dichte schneller aus,weil sie ja mehr Teile hat um die Information ( Frequenz, Lautstärke) weiterzugeben.
Laut meinem Wissen verbreitet sich aber der Schall im Wasser anders als in der Luft aufgrund dem Abstand der Teilchen, oder?
Ja, genau,wegen der Dichte. Deswegen ist die klangliche Übertragung eher breiig,jedenfalls kein HIFI wie in Luft.
In Helium ist die Schallgeschwindigkeit deutlich höher als in Luft und in Xenon deutlich niedriger.
wie meinst du