Mein kleines TafelwerkSchall und Licht

Schallgeschwindigkeiten in verschiedenen Stoffen

Der Schall braucht ein materielles Medium, um seine Bewegungsenergie in Wellenform an benachbarte Teilchen weiter zu geben. Die laut tosenden Raumschlachten vieler Science-Fiction-Filme sind in der Leere des Weltalls also physikalisch unmöglich, wenn auch sehr effektvoll. Was wäre das auch für eine Schlacht gegen die bösen Außerirdischen, wenn sie in absoluter Stille abliefe.

Zurück zur Realität: Es hängt von der Dichte und der materiellen Struktur des Mediums ab, wie schnell der Schall übertragen wird. Die Frequenzen des Schalls beeinflussen zusätzlich die Übertragunsweite.
So verständigen sich Wale mit ihren Gesängen teilweise über mehrere tausend Kilometer. Der gleiche Gesang würde in der Luft wohl nur wenige Kilometer weit tragen.

Schall wird je nach Frequenz (Tonhöhe) in mehrere Bereiche aufgeteilt. Infraschall mit einer Frequenz unterhalb 16 Hz, der (für den Menschen hörbare) Bereich ab 16 Hz bis 20 kHz und der Ultraschall oberhalb von 20 kHz. Allerdings hört nicht jeder Mensch im gesamten Bereich zwischen 16 Hz und 20 kHz. Das Hörvermögen nimmt mit zunehmenden Alter ab, auch ohne die Hörschäden durch Arbeit oder Freizeitaktivitäten.

Lichtgeschwindigkeiten in verschiedenen Stoffen

Die Lichtteilchen (Photonen) verhalten sich, obwohl sie keine eigene Masse besitzen, wie Materie, aber auch wie Wellen, haben also Eigenschaften von Materie als auch von Energie.

Sie werden durch das Medium, das sie durchqueren, unterschiedlich stark abgebremst. Ein Photon, das im Zentrum unserer Sonne bei der dort ablaufenden Kernfusion freigesetzt wird, braucht, um bis zur Sonnenoberfläche hinaus zu gelangen, etwa eine Million Jahre! Dies liegt an der großen Masse der Sonne, die 1,989 x 10³⁰ kg beträgt und der daraus resultierenden hohen Dichte. Die Photonen werden auf ihrem Weg permanent durch andere Teilchen in alle möglichen Richtungen abgelenkt, was ihren Weg derart verlängert, dass sie durchschnittlich die oben genannte Zeit für den Austritt aus der Sonnenoberfläche benötigen.