Äther als Analogie zu den Verhältnissen in Luft

[Gerhard Kemme]

Allerdings behalten die Moleküle im Medium unberührt von der äußeren Einwirkung ihre Geschwindigkeit in alle Richtungen. Da muss immer zwischen dem Teil und dem Ganzen unterschieden werden. Es bedarf also einer Extratheorie, wie es jetzt kommen soll, dass aus einer ungerichteten Bewegung von Molekülen in einem Gas eine gerichtete Impulsübertragung in die Richtung der zuvor erfolgten Bewegung erfolgen soll.

Die "Hauptgeschwindigkeit" der Moleküle ändert sich auch kaum, Es wird nur diese kleinere Geschwindigkeit einfach nach dem Superpositionsprinzip überlagert. Das angestoßene Molekül stößt mit dem nächsten Nachbar-Molekül und verliert wieder die "aufgeprägte" Geschwindigkeit der Membran usw.. Das kann im gewissen Sinne mit Kugelstoßpendel verglichen werden.

Vorweg geschickt, es gibt keine signifikant feststellbare Schallwelle, wenn Luft durch eine Handbewegung bewegt wird. Diese für jedermann feststellbare Tatsache findet auch ihre Bestätigung durch eine Betrachtung auf atomarer Ebene. Wenn ein Luftvolumen verschoben wird, ändert sich für die Moleküle kaum etwas, d.h. es wird nur der Druck in Schieberichtung weiter gegeben bis Freiraum für die Bewegung vorhanden ist. Diese Druckausbreitung hat nur lokale Auswirkung und geschieht mit der Geschwindigkeit der Auslenkung. Das Überlagern des Schiebevorganges des Luftvolumens mit den thermischen Bewegungen der Moleküle hat nichts miteinander zu tun - denn wie sollte es. Das werden ausschließlich unbegründete verbale Aussagen, wenn man einfach sagt, dass die ungerichteten Molekülgeschwindigkeiten durch einen (langsamen) Schiebevorgang plötzlich gerichtet wären und somit eine Schallwelle mit Schallgeschwindigkeit bilden würden. Insbesondere hört man nichts, wenn nur eine leichte Luftbewegung erzeugt wird.

mfg

[Gerhard Kemme]

Das Überlagern des Schiebevorganges des Luftvolumens mit den thermischen Bewegungen der Moleküle hat nichts miteinander zu tun - denn wie sollte es. Das werden ausschließlich unbegründete verbale Aussagen, wenn man einfach sagt, dass die ungerichteten Molekülgeschwindigkeiten durch einen (langsamen) Schiebevorgang plötzlich gerichtet wären und somit eine Schallwelle mit Schallgeschwindigkeit bilden würden. Insbesondere hört man nichts, wenn nur eine leichte Luftbewegung erzeugt wird.

Die Molekülgeschwindigkeiten bleiben weiterhin ungerichtet, nur eine Geschwindigkeitskomponente wurde geringfügig verändert und diese Änderung wird vom Molekül zum Molekül gerichtet "weitergegeben". Die auslösende Geschwindigkeit kann ganz leicht berechnet werden. Wenn z.B. eine Lautsprechermembran sinusförmig schwingt rechnet man:

Auslenkung: x=A*sin(ω*t),
Geschwindigkeit: v=ω*A*cos(ω*t)
und maximale Geschwindigkeit V=ω*A.

Wenn A=1mm und Frequenz ω=2*π*16Hz dann ist v=0,001m*2*3,14*16/s=0,1m/s.

Diese Diskussionen führe ich seit 5 Jahren. Nichts wäre mir lieber als einfach zu sagen, dass die Lautsprechermembran schwingt und dadurch wird eine Schallwelle erzeugt. Nur Fakt ist einfach, dass mit 0,1 m/s keine Schallwelle initiiert wird, denn fächelt man mit dem Arm hin und her dann empfängt ein Mikrofon im Abstand von einigen Metern kein deutliches Schallsignal. Wir hatten auch am Anfang die Betrachtung eines Stahlkolbens, der sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen kann und der unterhalb von 333 m/s keine Schallwelle erzeugt - denn Automobile mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erzeugen keine Schallsignale, die ihrer Größe entsprechen.
Dies sind die Fakten, die jeder messen kann: Mikrofon aufstellen, Abstand einnehmen, mit dem Arm Luft wedeln, Band abhören - und feststellen, dass durch Luftwedeln kein Ton erzeugt worden ist. Daraus folgt, dass mit einer Bewegung von 0,1 m/s kein Ton erzeugt werden kann, wenn keine Zusatzvorrichtung hinzu genommen wird.

Zur Schallerzeugung bedarf es dann eines besonderen Materials und abrupter Bewegung um im Grenzbereich des Materials der Membran die Auslenkung eines Luftvolumens mit Schallgeschwindigkeit zu bewirken - erst dann kommt es zu einem Effekt, der gut dokumentiert und erfahrbar ist.

mfg

[Sebastian Hauk]

Hallo Herr Kemme,

Diese Diskussionen führe ich seit 5 Jahren. Nichts wäre mir lieber als einfach zu sagen, dass die Lautsprechermembran schwingt und dadurch wird eine Schallwelle erzeugt. Nur Fakt ist einfach, dass mit 0,1 m/s keine Schallwelle initiiert wird, denn fächelt man mit dem Arm hin und her dann empfängt ein Mikrofon im Abstand von einigen Metern kein deutliches Schallsignal. Wir hatten auch am Anfang die Betrachtung eines Stahlkolbens, der sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen kann und der unterhalb von 333 m/s keine Schallwelle erzeugt - denn Automobile mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erzeugen keine Schallsignale, die ihrer Größe entsprechen.
Dies sind die Fakten, die jeder messen kann: Mikrofon aufstellen, Abstand einnehmen, mit dem Arm Luft wedeln, Band abhören - und feststellen, dass durch Luftwedeln kein Ton erzeugt worden ist. Daraus folgt, dass mit einer Bewegung von 0,1 m/s kein Ton erzeugt werden kann, wenn keine Zusatzvorrichtung hinzu genommen wird.

ich stimme ihnen hierbei zu. Die Erklärung zu den Schallwellen ist so nicht richtig. Aber ich halte auch Ihre Erklärung für nicht richtig.

Gruß

Sebastian

[Gerhard Kemme]

ich stimme ihnen hierbei zu. Die Erklärung zu den Schallwellen ist so nicht richtig. Aber ich halte auch Ihre Erklärung für nicht richtig.

Im Vordergrund steht bei mir die Überzeugung, dass eine oder auch konkurrierende Erklärungen notwendig sind, um einerseits die Wirkungsweise der Schallübertragung und andrerseits solche von elektromagnetischen Wellen unter Berücksichtigung der Signalgeschwindigkeiten Schall- und Lichtgeschwindigkeit zu erklären. In diesem Bereich gibt es nach meiner - begrenzten - Kenntnis nur oberflächliche oder abstrakte mathematisch verschachtelte Erklärungsversuche. Wie erzeugt man also Schallwellen mit konstanter Schallgeschwindigkeit im Gegensatz zu Windbewegungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten?

mfg

[Sebastian Hauk]

Hallo Herr Kemme,

Wie erzeugt man also Schallwellen mit konstanter Schallgeschwindigkeit im Gegensatz zu Windbewegungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten?

bei dieser Erklärung

Diese Diskussionen führe ich seit 5 Jahren. Nichts wäre mir lieber als einfach zu sagen, dass die Lautsprechermembran schwingt und dadurch wird eine Schallwelle erzeugt. Nur Fakt ist einfach, dass mit 0,1 m/s keine Schallwelle initiiert wird, denn fächelt man mit dem Arm hin und her dann empfängt ein Mikrofon im Abstand von einigen Metern kein deutliches Schallsignal. Wir hatten auch am Anfang die Betrachtung eines Stahlkolbens, der sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen kann und der unterhalb von 333 m/s keine Schallwelle erzeugt - denn Automobile mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erzeugen keine Schallsignale, die ihrer Größe entsprechen.
Dies sind die Fakten, die jeder messen kann: Mikrofon aufstellen, Abstand einnehmen, mit dem Arm Luft wedeln, Band abhören - und feststellen, dass durch Luftwedeln kein Ton erzeugt worden ist. Daraus folgt, dass mit einer Bewegung von 0,1 m/s kein Ton erzeugt werden kann, wenn keine Zusatzvorrichtung hinzu genommen wird.

wird in der Tat Wind erzeugt und kein Schall. Meines Erachtens wird Schall durch Druckschwankungen der Luft erzeugt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck

Ich bin diese Meinung weil die Lautstärke hier anscheinend vom Schalldruck abhängt:

Situation
und
Schallquelle Schalldruck p

Pascal Schalldruck-
pegel Lp
dB re 20 µPa
M1 Garand Gewehr aus 1 m Entf. 5000 168
Düsenflugzeug in 30 Meter Entfernung 630 150
Gewehr aus 1 m Entfernung 200 140
Schmerzschwelle 100 134
Gehörschäden bei
kurzfristiger Einwirkung 20 ab 120
Düsenflugzeug
100 m entfernt 6,3 - 200 110 - 140
Presslufthammer,
1 m entfernt / Diskothek 2 100
Gehörschäden bei
langfristiger Einwirkung >8 Stunden täglich 0,63 ab 90
Hauptverkehrsstraße,
10 m entfernt 0,2 - 0,63 80 - 90
Pkw, 10 m entfernt 0,02 - 0,2 60 - 80
Fernseher in
Zimmerlautstärke
1 m entfernt 0,02 ca. 60
Normale Unterhaltung,
1 m entfernt 2 · 10-3 - 6,3 · 10-3 40 - 50
Sehr ruhiges Zimmer 2 · 10-4 - 6,3 · 10-4 20 - 30
Blätterrauschen,
ruhiges Atmen 6,3 · 10-5 10
Hörschwelle bei 1 kHz 2 · 10-5 0

Schalldruck in Wasser:

Und um die Lautstärke geht es Ihnen ja gerade. Sie möchten wissen wie ein hörbares Geräusch erzeugt wird. Entscheidend scheint mir bei dieser Erklärung der
Schalldruck-pegel Lp und nicht der Schalldruck p zu sei (Tabelle oben). Worin sich diese beiden Größen unterscheiden ist mir noch unklar.


Gruß

Sebastian

[Gerhard Kemme]

Wie erzeugt man also Schallwellen mit konstanter Schallgeschwindigkeit im Gegensatz zu Windbewegungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten?

Und um die Lautstärke geht es Ihnen ja gerade. Sie möchten wissen wie ein hörbares Geräusch erzeugt wird. Entscheidend scheint mir bei dieser Erklärung der
Schalldruck-pegel Lp und nicht der Schalldruck p zu sei (Tabelle oben). Worin sich diese beiden Größen unterscheiden ist mir noch unklar.

Wobei die Verwendung des Begriffes "Schall" bereits bedeutet, dass es sich um ein Schallsignal mit Schallgeschwindigkeit handelt. Es geht um signifikante Schallereignisse im Unterschied zu undefinierbaren und keinem Phänomen zuordbaren Minigeräuschen. Was macht den Unterschied aus zwischen der Luftbewegung eines Sturmes, die sehr spürbar aber kaum hörbar ist und dem klar hörbaren Ton z.B. eines geflüsterten Wortes?

mfg

[Gerhard Kemme]

Hallo Forum,

Ostern ist vorbei und die (Forschungs-)Arbeit geht weiter. Im Gegensatz zu manchem anderen praktiziere ich die Methode, erst eine physikalische Aufgabenstellung theoretisch solange zu durchdenken und zu erörtern bis aus eigener Sicht die Sache theoretisch klar ist und erst dann kommt der Laborversuch. Beim Durchdenken von Ladevorgängen der Kondensatoren stoße ich auf eine Lücke der mathematischen Modellierung von Einschaltvorgängen über längere Leitungen und bitte andere Forenmitglieder um ein Statement:

Ein Ampere-Meter wird über eine 10 km lange Doppelader an eine Spannungsquelle im Niederspannungsbereich angeschlossen. Nach meiner Erinnerung dauert es eine Zeitlang, bis der Wert eines konstanten Stromes erreicht wird. Die handelsübliche Erklärung wäre hier, dass die Leitung eine induktive Komponente hätte und daher bei Stromänderung eine Selbstinduktionsspannung erzeugt. Nach meiner Ansicht reicht diese Erklärung nicht aus oder besteht nur aus der halben Wahrheit, d.h. im Moment der Zuschaltung der Spannungsquelle sind einfach nicht genügend freie Elektronen in der Leitung, so dass auch noch kein entsprechender Strom fließen kann. Was meinen die anderen?

mfg

[Trigemina]

Die Änderung des magnetischen Flusses durch eine Leiterschleife induziert eine Spannung. Der dadurch fliessende elektrische Strom baut ein Magnetfeld auf, das dem magnetischen Fluss entgegenwirkt und Ursache für eine mögliche Kraftübertragung durch die Lorentz-Kraft sein kann.

In diesem Fall hattest du eine Gleichspannung angelegt. Bei einer Wechselspannung wäre es nach dem Einschalten kurzzeitig zu einem höheren Stromfluss gekommen.

Gruss

[Gerhard Kemme]

Hin und wieder ein kleiner Zwischenbericht bezüglich der Weiterentwicklung solcher Äthertheorie:
Die Übertragung von EM-Wellen von einer Antenne zur anderen benötigt spezifische Bedingungen. Schließt man an eine Spannungsquelle die zwei Enden eines Dipols an und regelt die Spannung langsam hoch, so bekommt man an einem Digitalvoltmeter, an welchem beide Meßschnüre ebenfalls durch die zwei Antennenstäbe eines Empfangsdipols verlängert worden sind, keine signifikante Anzeige. Wird am Sende-Dipol ein Hochspannungs-Impuls mit hoher Flankensteilheit erzeugt, dann gibt es am Empfänger einen entsprechenden Ausschlag. Es wäre nun im Rahmen der vorgestellten Äthertheorie notwendig, die Bedeutung des Gradienten des Elektrischen Feldes am Sende-Dipol zu interpretieren. Wie bereits beschrieben, gehe ich in diesem Modell davon aus, dass die Aussendung elektromagnetischer Wellen den Effekt des Durchbrechens einer Art von Äthermauer zur Vorraussetzung hat, d.h. Objekte müssen auf ein Tempo beschleunigt werden, das die Komprimierung und dann den Durchbruch durch ein Medium gewährleistet. Die so auftretenden Impulse der Bruchschwingung stellen dann das Phänomen dar, welches als Elektromagnetische Welle bezeichnet wird. Die Erklärung, warum ein hoher Gradient vorhanden sein muss, damit in dem Metall des Antennen-Dipols Elektronen auf - vermutlich - Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können, ergibt sich einfach aus dem Coulomb-Gesetz, wonach die Kraftwirkung auf ein Elektron im Elektrischen Feld von der feldverursachenden Ladung Q abhängt. Ganz grob ausgedrückt, wären beim langsamen Hochregeln der Spannung am Sende-Dipol bereits relevante Negative Ladungen vorhanden, welche das Potential der Spannungsquelle schwächen, so dass resultierend das antreibende Elektrische Feld wesentlich schwächer ist, als wenn bei einem Hochspannungsimpuls mit hoher Flankensteilheit der Weg ohne störende gleichnamige Ladungen frei wäre.

mfg

[Gerhard Kemme]

Nachfolgend als visuelle Ergänzung zu diesem Thread noch zwei kleine Videos, die eine Vorstellung geben sollen, dass es bei der Übertragung von elektromagnetischen Wellen auf einen hohen Spannungs-Gradienten in der Antenne an kommt:

http://www.youtube.com/watch?v=Ax-s3fw7OBg

http://www.youtube.com/watch?v=5RsA6Px9uvU

mfg