Naturwissenschaftliche Lösung der Woche 2

Naturwissenschaftliche Lösung der Woche 2

Okay, die Frage war:

Warum erzeugt ein Löffel, mit dem man wiederholt an die Innenwand einer Tasse mit frisch zubereitetem, löslichen Kaffee oder Kakao schlägt, einen immer höheren Ton?

Der Grund für dieses Phänomen scheint arg umstritten zu sein.

Zunächst einmal: Ein angeschlagener Becher verhält sich wie eine Glocke: Der Klang hängt in erster Linie von Material, Dicke, Umfang und Höhe des Bechers ab. Außerdem vom Abstand zwischen dem Wasserspiegel und dem Boden, aus dem sich eine besondere Frequenz ergibt.

Ein Teil der Klangveränderung könnte also daher rühren (kleines Wortspiel), dass wir beim Umrühren den Wasserpegel in der Mitte absinken und am Rande ansteigen lassen. Allerdings reichen diese Veränderungen nicht aus, um die deutlich wahrzunehmende Klangveränderung zu erklären. Da muss es mehr geben.

Und dieses mehr ist Luft.
Wenn man kochendes Wasser aus Pulverkaffee gießt, bilden sich sehr, sehr viele kleine Luftbläschen. Sie bremsen die Fortpflanzung der Klänge im Wasser, indem sie die Dichte verändern – die Schallwelle braucht länger, um die Oberfläche zu erreichen und so sinkt die Tonhöhe, wenn sich das Pulver anfangs auflöst.
Sobald die Bläschen an die Oberfläche gestiegen und geplatzt sind, kann sich der Schall wieder schneller ausbreiten und die Tonhöhe steigt.

Dies erklärt auch, warum der Effekt bei Kakao und Pulverkaffee viel deutlicher wahrzunehmen ist, als bei Tee.

2 Replies to “Naturwissenschaftliche Lösung der Woche 2”

    1. Habe ich das nicht geschrieben?
      „Sobald die Bläschen an die Oberfläche […] kann sich der Schall wieder schneller ausbreiten“.
      Auf Grund der Veränderung der Dichte 🙂

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