Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2010

Als ich aus der Zelle durch die Tür in Richtung Freiheit ging, wusste ich, dass ich meine Verbitterung und meinen Hass zurücklassen musste, oder ich würde mein Leben lang gefangen bleiben.
(Nelson Mandela)

21. Dezember 2024

Beim Heimatdichter Karl Heinrich Waggerl heißt es in einem seiner Texte: „Advent, das ist die stillste Zeit im Jahr, wie es im Lied heißt. Doch ist sie das wirklich, die stillste Zeit?“ Weil wir im Advent mit Weihnachtsliedern, vor allem in Kaufhäusern, ungefragt und gnadenlos belästigt werden, sollen hier einmal die technischen Grundlagen erläutert werden.

Der Kammerton a ist der zentrale Ton der so genannten chromatischen Tonleiter. Er hat die festgelegte Frequenz von 440 Hertz. Das heißt, dass eine Stimmgabel, eine Gitarrensaite, eine Klaviersaite, die Stimmbänder oder eine Luftsäule in einem Blasmusikinstrument 440 mal in der Sekunde schwingen. Da gleichzeitig unterschiedliche Oberschwingungen entstehen, klingt eine Gitarrensaite zum Glück anders als ein Klavier. Eine Oktav verdoppelt die Frequenz oder halbiert sie. Der Ton a hat eine Oktav höher somit eine Frequenz von 880 Hertz, eine darunter 220 Hertz. Die zwölf Halbtöne, die eine Oktav enthält, berechnen sich komplizierter, worauf hier verzichtet sei. Die Verdoppelung der Frequenz für die nächst höhere Oktave gilt jedenfalls für alle Töne. Die niedrigste Frequenz, die wir hören können, liegt bei 16 Hertz, die höchste ist vom Alter abhängig und liegt bei 20.000 Hertz. Junge Menschen hören, sofern ihre in Diskos gefolterten Trommelfelle nicht sekundär verdickt sind, höhere Töne als alte Menschen.

Die Messung der Lautstärke ist technisch schwieriger. Im Gegensatz zur Frequenz wird hier die „Amplitude“ gemessen. Nicht, wie schnell sich eine Saite bewegt, ist maßgeblich, sondern wie weit sie ausschwingt. Zupft man eine Saite leicht, schwingt sie leise und kaum sichtbar, reißt man gewissermaßen ordentlich an, schwingt sie laut. Die Messung der Lautstärke erfolgt heute in „Dezibel“, ein Wort, das auf Alexander Graham Bell zurückgeht. Das Dezibel (dB) bildet eine so genannte logarithmische Skala. Ein Schritt um 10 dB bedeutet eine Verzehnfachung der Schallintensität, ein Schritt um 20 db eine Verhundertfachung und so weiter. Wenn also eine Lautstärke von 70 auf 100 dB zunimmt, so sind das drei Zehnerschritte, was eine Zunahme der Schallenergie um den Faktor tausend (!) bedeutet.

Hier liegt das Problem für unsere Jugendlichen. In der Disko und auf Rockkonzerten treten nicht selten Lautstärken von 130 dB auf. Eine verkehrsreiche Straße erzeugt einen Krach von ungefähr 80 dB. 130 dB sind nicht bloß 50 dB mehr, es sind fünf Zehnerpotenzen mehr. 130 db attackieren das Trommelfell – unglaublich, aber nachweisbar - mit der fürchterlichen Lautstärke von 100.000 Verkehrsstraßen. Viele Menschen werden daher relativ früh im Leben schwerhörig und erleben dadurch ihre ganz private stillste Zeit.

Gefühlte Wirklichkeit

Helden der Wissenschaft:
Ejnar Hertzsprung
(1873-1967) begründete mit Hilfe des Hertzsprung-Russel-Diagramms die moderne Kosmologie.