Ist Schall unendlich?
Hallo, meine Frage lautet wie folgt:
Ist Schall unendlich, also das Schallwellen zwar extremst ,,klein'' werden, jedoch nie den Wert 0 erreichen? Also ähnlich wie bei der Gravitation?
Danke im vorraus
-Jean
5 Antworten
Die Frage ist etwas "unkorrekt" gestellt: Bezieht sich die "extremst kleinen Schallwellen" auf die Frequenz, oder den Amplitudenausschlag der Schallwelle?
Wie du ja weißt hört das (nicht abgenutzte, sehr gesunde) Ohr von 16 Hertz bis 20000 Hertz. Unter 16 Hertz ist Infraschall, über 20000 Hertz ist Ultraschall. Das sind die Sinusschwingungen. Je gestreckter sie sind, umso tiefer der Ton, je gestauchter sie sind, umso höher der Ton. Das ist "die eine" Frequenz.
Je größer der Amplitudenausschlag dieser Sinusschwingungen, umso lauter der Ton. Das ist "die andere" Frequenz.
Was du unter "extremst ,,klein'' werden, jedoch nie den Wert 0 erreichen[d]" verstehst, ist im Prinzip nichts anderes als einerseits ein unendlich hoher Ton, den dann vermutlich kein Lebewesen mehr hören kann, andererseits ein unendlich lauter, bzw. bei dem Begriff "klein" ein unendlich leiser Ton. Letzterer wäre ziemlich unpraktikabel.
Eine Schallwelle mit einem "extremst kleinen Amplitudenausschlag" ist ein extremst leiser Ton.
Eine Schallwelle mit einer "extremst kleinen Sinusschwingung" ist ein unendlich hoher Ton.
Da die Sinusschwingung für die Beantwortung deiner Frage vermutlich "praktikabler" ist, bleiben wir dabei: Eine unendlich kleine Sinusschwingung (=unendlich hoher Ton) ist für meßtheoretische Zwecke eher NUR mit einem extremst großen Amplitudenausschlag praktikabel.
Für auditive Zwecke ist es sowieso eine Diskussion um des Kaisers Bart, weil ab 20000 Hertz aufwärts ohnehin niemand das hören könnte (vielmehr bei großem Amplitudenausschlag ohnmächtig wird).
Also sprechen wir - bildlich gesprochen - davon, dass sich ein Propeller, oder eine Gitarrensaite unendlich schnell bewegt - und für meßtheoretische Zwecke unendlich großen Ausschlag hat.
Für praktische Zwecke muss man sich auch auf verschiedenen "Ebenen" bewegen:
Jeder Ingenieur wird dir bestätigen, dass das für praktische Zwecke unmöglich ist, weil das wäre ja sozusagen "unendliche Geschwindigkeit" des Propellers, bzw. Saite.
Jeder Physiker wird ab Lichtgeschwindigkeit mit der Einsteinschen Relativitätstheorie kommen, weil (anscheinend) nichts schneller als Licht sei.
Da zumindestens dieser Teil der Relativitätstheorie ("nichts ist schneller als Licht") von Einstein lediglich als Axiom vorausgesetzt, niemals aber bewiesen wurde - und selbst dessen einziger experimenteller Anhaltspunkt (das Michelson Morley Experiment) in seiner Interpretation (auf der Einstein baute) falsch ist, ist es zumindestens denkbar.
Andererseits bedeutet "extremst ,,klein''", so wie du das ausgedrückt hast, im physikalischen Sinne: "In der Geschwindigkeit extremst groß!"
Jetzt ist natürlich die Frage: Was meinst du mit "extremst 'klein'"? Meinst du damit endlich, oder unendlich?
Im endlichen Falle muß man zwischen "Theorie" und "Praxis" unterscheiden.
Theoretisch:
Nein, wenn Einstein mit seinem Axiom/Postulat "Nichts ist schneller als Licht" (eine Sache, die nie bewiesen, sondern lediglich vorausgesetzt wurde!), richtig lag. Da wäre nämlich ab der Lichtgeschwindigkeit Schluß.
Ja, wenn er falsch lag (Michelson Morley wurde also falsch interpretiert).
Praktisch:
Eigentlich ist es eh egal, weil du ab 20000 Hertz sowieso nichts mehr hören kannst.
Darüber hinaus, weil du ab sehr viel größer als 20000 Hertz irgendwann (bei entsprechend großer Lautstärkenamplitude) ohnmächtig wirst und irgendwann sogar stirbst.
Last, but not least: Nein, weil bis jetzt (und eigentlich auch bis in alle Ewigkeit, weil "unendlich keine Zahl ist) kein Ingenieur so eine unendlich große Geschwindigkeit herstellen kann.
Wenn du mit "klein" die Amplitude meinst, also vereinfacht die Lautstärke, dann nicht (ganz).
Und zwar nicht wegen Reibung, sondern wegen Wärmeaustausch.
Schall sind ja Dichteschwankungen, und, wie du sicher weißt, erwärmt sich Luft beim Verdichten und kühlt sich bei Verdünnen ab. Zwischen den wärmeren und den kälteren Gebieten wird Wärme ausgetauscht, sodass sich die Temperatur- und damit auch die Dichteunterschiede etwas verringern.
In der Praxis dürfte dieser Effekt aber keine große Rolle spielen.
Nein, sie sind keineswegs unendlich. Schallwellen "nutzen sich ab" - die Bewegungsenergie wird durch Reibung letztendlich in Wärmeenergie überführt und dann ist es kein Schall mehr.
Nö, es gibt eine kleinste Energiemenge, Planksches Wirkungsquantum, und kleiner gehts nicht mehr. Mathematisch natürlich schon, aber eben nicht physikalisch.
Nein, nicht unendlich. Das betrifft nebenbei bemerkt auch die Gravitation (zumindest ausserhalb der Mathematik)