Lege ein Ohr an die Öffnungen der verschieden langen Rohre! Hörst du einen Unterschied?
WORUM GEHT ES?
An einem Pfeiler hängen Röhren in vier unterschiedlichen Längen. Mit seinem Ohr verschließt man das eine Ende einer Röhre und hört dann mit dem anderen offenen Ende in den Raum hinein.
Man hört in den Röhren ein Rauschen, ähnlich wie das Rauschen in großen Muscheln, und stellt fest: Je länger die Röhren sind, desto tiefer klingen sie.
WESHALB IST DAS SO?
In dem Raum, in dem die Resonanzröhren angebracht sind, entstehen viele verschiedene Geräusche. Auch von draußen dringt Straßenlärm herein. Alle diese Geräusche bestehen aus hohen und tiefen Tönen, die sich dementsprechend in ihrer Wellenlänge unterscheiden.
Die tiefen Töne bestehen z.B. aus Schallwellen mit großen Wellenlängen. Man sagt, sie haben niedrige Frequenzen. Bei hohen Tönen ist es genau umgekehrt. Durch die Überlagerung entsteht ein Ton-Klang-Geräusch-Gemisch, ein sogenanntes Klangspektrum.
Die Schallwellen der verschiedenen Geräusche breiten sich im Raum aus und bringen auch die Luft in den Röhren zum Schwingen. Je nach Länge der Röhren passen bestimmte Wellenlängen besonders gut hinein – je länger das Rohr, desto länger die passende Wellenlänge und desto tiefer der Ton. Die Schwingung der Luft für diese Töne überlagert sich mit der Reflexion am Ende des Rohrs. Die Lautstärke wird verstärkt und schaukelt sich so auf, dass die anderen Geräusche davon übertönt werden. Zu jeder Rohrlänge gehört ein typischer Ton. Die Frequenz dieses Tons nennt man Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz. Auch Töne mit doppelter, dreifacher usw. Frequenz werden verstärkt und bilden zusammen mit dem Grundton einen gemeinsamen Klang.
Alltagsbezug
Da die Röhren unterschiedlich lang sind, ist an jeder etwas anderes zu hören. Auch bei Musikinstrumenten wird diese Eigenschaft ausgenutzt. Zum Beispiel ändert sich bei der Posaune der Ton durch Verlängern oder Verkürzen des Rohres am Instrument. Bei einer Panflöte ist es etwas anders. Hier sind die Längen der Röhrchen fest und daher wird eine große Anzahl von ihnen nebeneinander angeordnet. Und auch bei der Orgel gibt es verschieden lange Pfeifen für die verschieden hohen Töne.