Physik: Unverständnis, meine Fragen dazu

[Ash-Zayr]

Hi,
ich schweife hin und wieder in wissenschaftlich-philosophischen Gedanken und konstruiere meist physikalische Fragen mit realem Bezug, die ich mit meinem Laienwissen und Verständnis nicht erfassen und erklären kann, und die sich mir als Paradoxon erweisen.
Dennoch, echte Physiker oder Wissende können mir die Sachverhalte vielleicht einleuchtend erklären.

Meine Fragestellungen sind als Mehrteiler gedacht....heute Folge 1 aus der Disziplin: Akustik


Ist Schall Energie?
Ich denke, ich hoffe ja, ansonsten zerbricht meine Fragestellung hier bereits. Aber hey, "sie hört Musik nur wenn sie laut ist"...ja, Bass geht rein...Schall ist Energie!

Szenario Weltraum: der ewig geduldete Filmfehler entgegen der Wissenschaft, dass es in Sci-Fi Filmen Knallbummpeng macht. Wir wissen: im All ist es lautlos! Warum? Weil der Schall die Luft zur Ausbreitung und als Trägermedium braucht? Soweit ok?

Aber: bedeutet dies, dass es im Vakkum keinen Schall per se gibt? Also die Energie, das Ereignis, welches Schallwellen produzieren würde, könnten diese sich ausbreiten....und von einem Sinnesorgan oder Mikrofon wahrgenommen werden?

Versuch auf der Erde: große Kammer mit Vakuum. Darin gegeben seien ein Amboss und ein Hammer. Der Hammer wird mit mächtig Wumms robotisch auf den Amboss geschlagen. Ein Mikrofon, welches in der Kammer ebenfalls platziert ist, würde demnach Null db messen??
Aber, der Hammer auf dem Amboss, außer dass es Energie und Wärme in Form der Reibung und Verformung der Metalle ob des Schlages gibt, würde doch ohne Vakuum ein lautes Geräusch erzeugen, also Energie. Im Vakuum kann diese Energie nicht transportiert werden, nicht abgeführt werden über die Luft als Schallwellen.
Was passiert also?

Das Schallereignis fällt zeitlich zusammen mit sich selbst und müsste sich demnach potenzieren als angestaute Energie am Ereignisort?

Meine Laien-These/Frage: würde im Versuch der Hammer immer wieder auf den Amboss im Vakuum knallen, müssten die Metalle irgendwann glühen, und zwar nicht wegen der kinetischen Reibungsenergie oder Verformung, sondern wegen der Schall-Energie, die nicht abgeführt werden kann?

Das ist meine Frage zur Akustik im All? Nimmt man das ganze mal kosmisch, eine Supernova....die gewaltige Schallenergie entsteht, kann aber im Vakuum nicht weg, und verbleibt am Entstehungsort und heizt noch richtig mit ein?
Oder: wird Schall im Vakuum nicht nur nicht transportiert, sondern Schall entsteht im Vakuum gar nicht erst?

Wie verhält es sich? Bin ich nah dran, oder ganz anders....;)

Ash

[00-Schneider]

Ich schlage vor, du legst dich ins Bett und schläfst erst mal deinen Rausch aus.

Morgen sehen wir dann weiter.

[ChaosTM]

Ich hasse dich!

solche Sachen lassen mir auch keine Ruhe

https://www.forschung-und-wissen.de/nachrichten/physik/schallwellen-im-vakuum-uebertragen-13377932

was Schall grundsätzlich ist weißt du sicher

[Brillus]

Schall sind Schwingungen und damit eine Form von Energie ähnlich wie Wärme.

Und bei der Vakuum Kammer da würde jetzt erstmal nur der Amboss und Hammer in schwingung versetzt und da nichts ist was es direkt aufnimmt würden die erstmal drin bleiben. Und Wohl durch interne Reibung zu Wärme werden.

Oder bei richtigen Schlagfrequenz gibt es Resonanzkatastrophe und entweder Hammer oder Amboss zerspringt.

[Nightspider]

Meine Laien-These/Frage: würde im Versuch der Hammer immer wieder auf den Amboss im Vakuum knallen, müssten die Metalle irgendwann glühen, und zwar nicht wegen der kinetischen Reibungsenergie oder Verformung, sondern wegen der Schall-Energie, die nicht abgeführt werden kann?

Es würde sowieso nur ein winziger Bruchteil der Energie in Geräusche umgewandelt werden.

Wenn der Schmied oft genug auf kaltes Eisen kloppt fängt das Eisen auch an zu glühen.

https://www.youtube.com/shorts/sL0QXBIbRSM?feature=share


sondern wegen der Schall-Energie

Wenn keine Bewegungsenergie an Gasmoleküle weitergeleitet werden kann, gibts auch keinen Schall und dementsprechend bleibt die Schwingungsenergie im Festkörper und wird zu Wärme umgewandelt.

Schall in Form von Geräuschen entsteht erst wenn Bewegungsenergie auf das gasförmige Medium übertragen wird.

Physikalisch gesehen gibts natürlich noch den Schall in Fastkörpern und Flüssigkeiten.

[x-force]

Aber, der Hammer auf dem Amboss, außer dass es Energie und Wärme in Form der Reibung und Verformung der Metalle ob des Schlages gibt, würde doch ohne Vakuum ein lautes Geräusch erzeugen, also Energie. Im Vakuum kann diese Energie nicht transportiert werden, nicht abgeführt werden über die Luft als Schallwellen.
Was passiert also?

guck dir mal energieerhaltung an.
es wird keine energie erzeugt.
die kinetische energie des hammers wird entweder nur in wärme, oder in wärme und schall umgewandelt.
letztlich schwingen hammer und amboss und regen die teilchen der luft zum schwingen an. ist keine luft da, werden nur amboss und hammer warm.

[Mortalvision]

Wenn, dann müsstest Du schon das Vakuum zum Schwingen bringen, sprich den Raum verzerren. Gibts! Nennt sich Gravitationswellen, die man mit unglaublich sensitiven Instrumenten erfassen kann und die Ergebnisse übern PC fürs menschliche Ohr hörbar machen kann (wenngleich verzerrt und verlangsamt)

[Dicker Igel]

Ist Schall Energie?

https://svantek.com/de/akademie/schallwelle/

[Iscaran]

Ist Schall Energie?

Nein - nicht direkt. Schall ist die korrelierte Bewegung von Teilchen.

=> Im Vakuum = Weltraum gibt es keinen Schall, da keine Teilchen.
Diese effiziente Energieübertragung von Teilchen zu Teilchen...

Ja man kann mit "Schall" Energie übertragen - aber Schall ist nicht wie Licht(teilchen) direkt "Energieträger"...der Träger der Schall-Energie sind die Teilchen die korreliert bewegt werden. ("Schall-Druckwelle").

[Orko]

Ist Schall Energie?

> Schall transportiert Energie.

Szenario Weltraum: der ewig geduldete Filmfehler entgegen der Wissenschaft, dass es in Sci-Fi Filmen Knallbummpeng macht. Wir wissen: im All ist es lautlos! Warum? Weil der Schall die Luft zur Ausbreitung und als Trägermedium braucht? Soweit ok?

> OK

Aber: bedeutet dies, dass es im Vakkum keinen Schall per se gibt?

> Ja. Schall sind schwingende Moleküle / Atome. Im Vakuum gibt es keine solchen Moleküle / Atome.

Versuch auf der Erde: große Kammer mit Vakuum. Darin gegeben seien ein Amboss und ein Hammer. Der Hammer wird mit mächtig Wumms robotisch auf den Amboss geschlagen. Ein Mikrofon, welches in der Kammer ebenfalls platziert ist, würde demnach Null db messen??

> Ja

Aber, der Hammer auf dem Amboss, außer dass es Energie und Wärme in Form der Reibung und Verformung der Metalle ob des Schlages gibt, würde doch ohne Vakuum ein lautes Geräusch erzeugen, also Energie.

> Ja

Im Vakuum kann diese Energie nicht transportiert werden, nicht abgeführt werden über die Luft als Schallwellen.
Was passiert also?

Das Schallereignis fällt zeitlich zusammen mit sich selbst und müsste sich demnach potenzieren als angestaute Energie am Ereignisort?

> Deine Vorstellung ist falsch. Es wird einfach keine Energie in "Form von Raum-Schall" erzeugt. Es staut sich also nichts an.

> mit Luft: die zugeführte kinetische Energie wird umgesetzt in Wärme, Festkörperschall in Hammer und Amboss, Raumschall
> im Vakuum: die zugeführte kinetische Energie wird umgesetzt in Wärme, und Festkörperschall in Hammer und Amboss

Meine Laien-These/Frage: würde im Versuch der Hammer immer wieder auf den Amboss im Vakuum knallen, müssten die Metalle irgendwann glühen

> ja

, und zwar nicht wegen der kinetischen Reibungsenergie oder Verformung

> doch, genau deswegen

, sondern wegen der Schall-Energie, die nicht abgeführt werden kann?

> sondern weil die per Hammerschlag zugeführte Energie hauptsächlich in Wärme umgesetzt wird


Das ist meine Frage zur Akustik im All? Nimmt man das ganze mal kosmisch, eine Supernova....die gewaltige Schallenergie entsteht, kann aber im Vakuum nicht weg, und verbleibt am Entstehungsort und heizt noch richtig mit ein?

> Nein. Es entsteht keine "Schallenergie"

Oder: wird Schall im Vakuum nicht nur nicht transportiert, sondern Schall entsteht im Vakuum gar nicht erst?

> Ja.

[BlacKi]

naja, das vakuum im weltall ist relativ.

es gibt kein absolutes vakuum. und das weltall beginnt dort wo wir menschen es definieren. in der umlaufbahn, dort wo satelliten ihre kreise drehen ist das vakuum noch nicht so extrem wie weiter draussen zwischen den sternen. und selbst dort gibt es noch 1000 gasmoleküle pro liter.

und je stärker das vakuum, umso schlechter kann sich der schall fortbewegen. das ist relativ, nicht absolut. und wenn etwas im weltraum explodiert schafft die explosion teilchen im raum, um schall zu übertragen.

der mensch macht sich gerne das leben einfach, gerade in der schule und dann wenn man ins detail geht, merkt man das der mensch sich die wissenschaft gerne zurechtlegt, sodass er damit besser umgehen kann, auch wenns eigentlich nicht korrekt ist.

[Relex]

Man muss sich halt Luft genauso vorstellen wie z.B. Wasser. Es ist ein Medium das durch Bewegung in Schwingung versetzt werden kann bzw. durch das Umschließen der Objekte absorbiert Wasser oder Luft Schwingungen bzw. Bewegungsenergie. Das ist dann für uns in einiger Enfernung hör und spürbar, weil wir ebenfalls im Medium Luft platziert sind und unsere Organe die Energie die in die Luft abgegeben wurde als schwingungen registrieren.

Im Vakuum gibt es kein Medium das deinen Hammer umschließen würde, folglich kann es auch keine Energie beim Schlag absorbieren und abtransportieren. Daher keine Wellen oder "schall" der hörbar sein könnte. Die Energie verteilt sich somit nur innerhalb des Amboss und Hammer, heizt sie auf und gibt sie via infrarotstrahlung (wärme) wieder ab.


Also ja, ich würde sagen, Schall kann im Vakuum nicht entstehen, weil es kein Medium gibt, das angeregt werden kann und dadurch energie abziehen würde. Wobei der Anteil der Energie, der in Schall umgewandelt wird wahrscheinlich sehr klein ist. Vermutlich abhängig davon, wie dicht das Medium ist. Je dichter, desto mehr Energie kann vermutlich abgeführt werden?


So weit mein Verständnis als jemand, der absolut keinen Plan von Physik hat. ;)

[Dicker Igel]

Ich glaube die Serie 'Firefly' hatte das korrekt dargestellt, dass man eben im All nix hört. In dem darauffolgenden Kino-/Spielfilm wurde das leider verworfen. Frag' mich manchmal eh, warum damit im Science-Fiction so oberflächlich umgegangen wird, wobei das doch das einfachste ist. Wohl wegen der Quoten, aber dann sollte sich doch eher das Publikum fragen, obs nicht das falsche Genre ist ...

[Brillus]

The rule of cool.

[Dicker Igel]

Jupp, samt Verdummung vom Zuschauer.

[Badesalz]

Aber, der Hammer auf dem Amboss, außer dass es Energie und Wärme in Form der Reibung und Verformung der Metalle ob des Schlages gibt, würde doch ohne Vakuum ein lautes Geräusch erzeugen, also Energie. Im Vakuum kann diese Energie nicht transportiert werden, nicht abgeführt werden über die Luft als Schallwellen.
Was passiert also?

Das Schallereignis fällt zeitlich zusammen mit sich selbst und müsste sich demnach potenzieren als angestaute Energie am Ereignisort?haha :smile: Ok :up:
Ja... Du meinst im All könnte man Sachen entweder mit wengier Energie oder sonst schneller schmieden, weil Teil der Energie nicht als Schall an ein/das Gas drumherum abgegeben/übertragen werden kann. Ok...

...hast du mal nachgeschaut wieviel von der Gesamtmenge (Energie) in das Geräusch umgewandelt wird? Ist es ein Tausendstel oder ein Millionstel? Ein Milliardstel vielleicht?

[Mortalvision]

zwischen den sternen. und selbst dort gibt es noch 1000 gasmoleküle pro liter.



Sicher? Ich meine, etwas von 1 H2 Teilchen pro Kubikmeter im intergalaktischen Raum gelesen zu haben.

[Iscaran]

Sicher? Ich meine, etwas von 1 H2 Teilchen pro Kubikmeter im intergalaktischen Raum gelesen zu haben.

Ist ziemlich irrelevant obs 1.000 oder 1 sind..

Nur zum Vergleich "Luft" als Schallmedium enthält ca 2-3 x 10^22 Teilchen pro Liter.

Also schlappe 20 Größenordnungen mehr. Was vielleicht auch erklärt, warum man "Schallwellen" im All nicht hören kann. Egal ob dieses nun 1 oder 1.000 Teilchen pro Liter hat.

[Dr. Lars Sahmströhm]

Ich glaube, wir haben ein kleines Problem damit uns vorzustellen, dass Luft ein Gas ist. Intuitiv ist Luft für uns der physikalische Normalzustand eines "leeren" Raumes, aber das ist es nicht. Der Normalzustand ist das Vakuum. Schall ist daher auch nur eine art "spezieller Nebeneffekt" den Frequenzen erzeugen, wenn sie durch ein Gasgemisch (z.B. Luft) gejagt werden. Das was sie "jagt" ist die Energie, letztlich analog einem Geschoss/Projektil. Bei einem Geschoss haben wir eine Message (Impuls) und einen Messenger (Energie/Joule).

Eine gute art sich das zu visualisieren, ist eine Lasershow. Die Laserstrahlen sind zwar da, aber man sieht sie nicht. Erst wenn der Raum mit dichtem Nebel aus einer Nebelmaschine geflutet (vergast) wird, erst dann kann die Lasershow ihren Zauber entfalten, weil sich die Strahlen an einem (noch) dichteren Medium als Luft brechen können und es diese "Kollision" ist, die wir wahrnehmen.

[Tobalt]

Die Frequenzen werden nicht durch die Luftmassen durchgejagt, sie leben darin.

Die Luftmassen bewegen sich mit einer Frequenz und diesen angeregten Zustand (angeregt/energetisch deshalb weil, sie könnten sich auch einfach nicht bewegen) nennen wir Schall, und wir haben Sinnesorgane haben, die für solche Anregungen empfindlich sind. Wenn wir im Vakuum unsere Finger auf eine Waschmaschine legen, spüren wir die Vibrationen dieser Masse auch, ohne es mit den Ohren zu hören. Vielleicht hört man dann trotzdem etwas weil sich die Vibrationen evtl. durch den Körper ausbreitet und damit letzlich das Ohr doch vibriert.

Aber schall ist letztlich die korrelierte Vibration von Materie.

[Dicker Igel]

Vielleicht hört man dann trotzdem etwas weil sich die Vibrationen evtl. durch den Körper ausbreitet und damit letzlich das Ohr doch vibriert.Man hört ja im Grunde durch den Schutzanzug schon nix, oder nur das, was durch die Kopfhörer kommt. In dem Fall würde man es wie erwähnt eher spüren und nicht hören. Denn um es zu hören, müssen die akustischen Signale der Maschine ja erstmal am Ohr ankommen, was in dem Moment aus vielerlei Hinsicht eben nicht geschehen würde.