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Experimente sind die Grundlage aller Forschung. Experimente können verblüffen und überraschen, sie können überzeugen aber auch enttäuschen. Leonardo-Experimentator Sascha Ott wird einmal im Monat das Radio-Studio zum Labor machen und erstaunliche Phänomene hörbar machen. Warum funktioniert die Welt so und nicht anders? Und wird das Experiment gelingen? Eine spannende Reportage führt nach jedem Experiment raus aus dem Studio-Labor an die Orte, wo das Phänomen im Alltag genutzt wird. Wissenschaft hautnah, spannend und informativ!

Jeder hat es schon einmal gehört, wenn man das Ohr ganz nah an die Schnecke hält: das Rauschen des Meeres, des eigenen Blutes oder von was eigentlich? LeoLabor untersucht das Phänomen genauer und zeigt, wie Hohlkörper die allgegenwärtigen leisen Hintergrundgeräusche verstärken. Sie funktionieren als Resonanzkörper und damit als Verstärker. Je nach Größe und Form erzeugen sie unterschiedliche Geräusche. Und manchmal hört man in den Meeresschnecken tatsächlich das Meeresrauschen

Folge 12: Das Rauschen im Altglas  oder  Wer einmal an der Schnecke lauscht

Experimentieren heißt ja schon vom lateinischen Ursprung des Wortes her nichts Anderes als durch Erfahrung kennen lernen, also: Ausprobieren. Und selten war es im LEO-Labor so einfach ein Experiment daheim nachzuvollziehen, wie dieses Mal. Man benötigt nämlich keinerlei technische Gerätschaften und kein Material aus dem Baumarkt, sondern nur einen halbwegs geräumigen Hohlkörper, wie man ihn überall im Haushalt findet: Becher oder große Tassen, Blumenvasen oder ein leeres Glas aus der Altglaskiste. Wichtig ist allein, dass der Gegenstand innen harte, glatte Wände hat, also nicht aus weichem Kunststoff oder ausgepolstert ist. Diese Glas halten wir uns nun so ans Ohr, dass die Öffnung das Ohr möglichst ganz abdeckt. Was hören Sie? Nichts? Herzlichen Glückwunsch, dann haben sie hervorragend Schall isolierende Fenster oder aber Sie wohnen in einer ausgesprochen ruhigen Wohngegend. Vielleicht öffnen Sie ein Fenster, damit zumindest das Rauschen der Bäume zu Ihnen dringt – wenn Sie schon keine phonstarke Schnellstraße zur Hand haben – und probieren sie das Experiment erneut.

Umgebungslärm sorgt für Resonanz

Denn normalerweise, wenn die Umgebung nicht gänzlich schalltot ist, sollte man im Hohlkörper ein deutliches Rauschen hören. Dieses Rauschen sollte deutlich lauter sein, als die Umgebungsgeräusche, ohne die der Rauscheffekt nicht funktioniert. Dass wir nun aber nicht allein die Umgebungsgeräusche durch eine Glaswand gefiltert wahrnehmen, sondern der Hohlraum am Ohr selbst eine wichtige Rolle spielt, können wir feststellen, indem wir Gläser oder Vasen unterschiedlichen Volumens ausprobieren. Je größer der Hohlkörper ist, desto tiefer ist das Rauschen. Die Gläser wirken wie Resonatoren, wie Resonanzkörper. Minimale Schallwellen des Umgebungslärms bringen die Luft im Glas zum Schwingen. Die Schallwellen werden an den Glaswänden vielfach reflektiert und dabei verstärkt. Besonders gut verstärkt werden Schallwellen einer bestimmten Tonhöhe, der sogenannten Eigenfrequenz des Glases, die vom Volumen des Hohlraumes bestimmt wird. Um diese Eigenfrequenz herum haben wir ein Schallwellengemisch durch die vielfache Reflektion im Glas, das wir als Rauschen in einer bestimmten Tonhöhe wahrnehmen.

Meeresrauschen in der Schnecke

Auch praktisch werden Resonanzkörper eingesetzt, um bestimmte Frequenzen zu verstärken. Auch hier gilt: Je größer der Resonanzraum, desto tiefer die Töne, die verstärkt werden. Deshalb ist zum Beispiel der Korpus eines Kontrabass deutlich größer als der einer Geige. Aber es gibt ein alltägliches praktisches Beispiel, das noch näher an dem im Experiment ausgehorchten Phänomen liegt: das sogenannte „Muschelrauschen“. Zunächst sei betont, dass der Begriff irreführend ist, denn Muscheln rauschen nicht. Es sind Meeresschnecken und hier vor allem die Tritonschnecken, deren gewundenes Haus man mitunter am Strand findet und bei einer entsprechenden Größe unweigerlich ans Ohr drückt, um das Rauschen zu hören. Über die Ursachen dieses Rauschens gibt es erstaunlich blumige Theorien. Eine besagt, dass man beim Horchen an der Schnecke das eigene Blut im Ohr pulsieren hört. Diese Theorie ist leicht zu widerlegen, indem man das Rauschen in der Schnecke mit einem – nachweislich blutleeren – Mikrofon aufzeichnet. Eine andere Hypothese behauptet, dass im Schneckengehäuse das Rauschen des Meeres eingefangen ist. Das ist insofern nicht ganz falsch, als man ja tatsächlich, wenn man die Schnecke am Meeresstrand findet und daran horcht, vor allem die Brandung zum Rauschen verstärkt hört. Nimmt man die Schnecke allerdings mit nach Hause, dann hört man daheim im Wohnzimmer keineswegs das Meer rauschen, sondern den dort herrschenden Umgebungslärm.

Die Welt rauscht rosa

Tatsächlich wird an den harten Innenwänden der Meeresschnecke genauso wie bei den Gläsern im Experiment der Schall vielfach gebrochen und verstärkt. Dabei bildet sich eine dominierende Tonfrequenz heraus, die der Eigenfrequenz des Schneckenhohlraums entspricht. Der Irrtum mit dem Meeresrauschen ist aber insofern naheliegend, als das Rauschen in der Schnecke tatsächlich von der Klangfärbung dem Meeresrauschen ähnelt. Bei beiden handelt es sich eher um „rosa Rauschen“ als um das bekanntere „weiße Rauschen“. Beim letzteren sind die zum Rauschen vermischten Frequenzen gleichmäßig über alle Tonhöhen verteilt. Es entsteht das scharfe intensive Rauschen, das wir aus dem Radio kennen, wenn wir von einem Sender zu einem anderen wechseln. „Rosa Rauschen“ ist so definiert, dass die Amplitude der einzelnen Frequenzen mit der Tonhöhe sinkt. Das heißt, die höheren Frequenzen sind deutlich schwächer wahrzunehmen. Das resultierende dumpfere Rauschen ähnelt Naturereignissen wie dem Meeres- oder Wasserfallrauschen ebenso wie Rauschphänomenen in Astronomie oder Elektronik und Alltagserfahrungen wie dem Rauschen im Glas. Die Welt rauscht rosa.

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