Bringe das Glas mit dem eingebauten Tongenerator zum Schwingen! Verändere auch die Tonhöhe!
WORUM GEHT ES?
Der Besucher schaltet einen Tongenerator ein, dessen Ton in ein schallgedämpftes Gehäuse übertragen wird. Im Gehäuse steht ein Weinglas, ein Ton mit der richtigen Tonhöhe (Frequenz) bringt das Glas zum Schwingen. Ein Strohhalm im Glas macht die Schwingung sichtbar.
WESHALB IST DAS SO?
Unter Resonanz versteht man in der Physik und Technik das verstärkte Mitschwingen eines schwingungsfähigen Systems. Wird z.B. eine Stimmgabel angeschlagen und direkt neben eine zweite Stimmgabel gleicher Größe gehalten, beginnt auch diese wie von Geisterhand zu schwingen. Das ist ein einfaches Beispiel für Resonanz. Die erste schwingende Stimmgabel sendet über die umgebende Luft wechselnde Impulse mit höherer und geringerer Luftdichte aus, die sich nach allen Seiten ausbreiten. Sie erreichen die zweite Stimmgabel und bringen diese dann zum Mitschwingen.
Ähnlich funktioniert dies Phänomen auch bei komplexeren Gegenständen wie z.B. einem Weinglas. Bei diesem Exponat wird per Lautsprecher ein Ton verstärkt, der von einem Tongenerator erzeugt wurde. Trifft man den „richtigen“ Ton, nämlich die Eigenfrequenz des Glases, wird dieses in Resonanz versetzt. Wenn das mitschwingende Glas eine genügend große Schwingungsweite erreicht hat, werden die Verformungen der Glaswand durch den wackelnden Strohhalm deutlich erkennbar. Die Schwingungsform des Glases entspricht der einer Glocke.
Alltagsbezug
Bei Musikinstrumenten wird der Resonanzkasten bzw. die darin befindliche Luft zum Mitschwingen angeregt und zwar bei allen Tonhöhen möglichst gleich, wodurch der Klang lauter wird.
Wird das Mitschwingen durch Resonanz zu stark, kommt es zu Resonanzkatastrophe: Das beim hohen, lauten Ton der Sängerin mitschwingende Sektglas zerspringt, die Lautsprechermembran im falsch angepassten Gehäuse zerreißt. Langsam laufende Maschinen können den Boden, auf dem sie stehen, bis zur Zerstörung aufschaukeln. Sogar der Wind ist in der Lage eine stählerne Hängebrücke durch Resonanz in immer größere Schwingungen zu versetzen, bis sie einstürzt – so geschehen 1940 bei Tacoma, Washington, USA.