Richte den Luftstrahl auf die Löcher in der sich drehenden Scheibe!
WORUM GEHT ES?
Drückt man den Startknopf, wird die Lochscheibe in schnelle Rotation versetzt. Gleichzeitig strömt aus dem Schlauch vor der Lochscheibe Luft. Man kann den Schlauch vor die verschiedenen Lochreihen schieben und so unterschiedliche Töne erzeugen. Wer besonders geschickt ist, kann vielleicht sogar eine kleine Melodie spielen.
WESHALB IST DAS SO?
Durch den schnellen Wechsel von Löchern und Metall wird der Luftstrom aus dem Gummischlauch gleichsam in „Stücke“ geschnitten. Dadurch erhält die Luft hinter der Platte schnell aufeinanderfolgende Stöße. Diese Druckwellen breiten sich über die Luftmoleküle aus und bilden eine Schallquelle, die wir als typischen Sirenenklang wahrnehmen. Er äußert sich darin, dass die Druckänderungen nicht harmonisch wie bei einer Stimmgabel erfolgen, sondern abrupt. Überträgt man die Töne in grafische Linien, erhält man bei harmonischen Schwingungen eine Sinuskurve und bei Sirenenklängen eine Rechteckschwingung. Je nachdem wie häufig der Luftstrom pro Sekunde unterbrochen wird, entsteht ein anderer Ton. Bewegt man den Schlauch zum Beispiel zu einem der äußeren Ringe, wird der Luftstrom wesentlich häufiger unterbrochen. Das liegt daran, dass hier mehr Löcher vorhanden sind, die den Luftstrom in derselben Zeit passieren wie die Öffnungen auf den inneren Kreisen. Je häufiger der Luftstrom unterbrochen wird, desto schneller schwingt die Umgebungsluft. Man sagt auch, die Frequenz erhöht sich.
Insgesamt lässt die Lochsirene das Spielen aller Töne der Dur-Tonleiter zu. Ließe man die Scheibe schneller rotieren, wäre es sogar möglich, die Dur-Tonleiter in unterschiedlichen Oktaven oder zu unterschiedlichen Grundtönen zu spielen.
Alltagsbezug
Mechanische Sirenen funktionieren ähnlich. Eine mit Hand oder Elektromotor angetriebene Trommel mit Luftschaufeln erzeugt einen Luftstrom, der vom umschließenden, mit Löchern versehenen Gehäuse zerhackt wird. Dabei entsteht ein lauter, weithin hörbarer Warnton.