Das klingende Eis.
Manchmal erleben auch Physiker Überraschungen, sogar am Silvestertag
beim Spaziergang - zum Beispiel am großen Alpsee bei Immenstadt.
Es war ein Tag um die 0° C- in der Sonne etwas darüber, im Schatten
darunter. Auf dem See hatte sich eine dünne Eisdecke gebildet.
Aus der Ferne hören wir Töne, die sich ein wenig wie
"Vogelgezwitscher" anhören. Als wir näher kommen, bemerken
wir, dass die Geräusche gar nicht von einem Tier kommen, sondern eine ganz
andere Ursache haben!
Seht euch das Video dazu an. Es ist mit einem Handy aufgenommen worden, weil
leider nichts Besseres zur Hand war.
Man erkennt die geworfenen Steine besser, wenn man in den Vollbildmodus
schaltet.
| Kinder haben das ausprobiert, was man im Sommer gerne an einem ruhigen See
macht: Steine hüpfen lassen. Mittelgroße Steine durchbrechen das dünne Eis sofort,wenn sie fast senkrecht auf die Eisfläche geworfen werden, die Eisschicht ist vielleicht 1 cm dick, an manchen Stellen im Uferbereich auch weniger. Wirft man einen Stein - wie beim Steinhüpfen - aber flach, so "schlittert" er über das Eis und erzeugt dabei diese Pfeiftöne. Auch Erwachsene waren von dem Phänomen so begeistert, dass sie mitmachten. Sie werfen kräftiger und mancher Stein kommt dabei - wegen der geringen Reibung auf dem Eis - schon gut 50 m weit, die ganze Zeit erklingt dieser Ton. |
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Das wirft nun eine ganze Menge Fragen auf, die ich auch nicht so recht
beantworten kann......
Aber vielleicht hat der eine oder andere Leser dieser Seite eine fundierte
Erklärung, oder beschäftigt sich sogar mit solcher
Festkörperphysik und kann zur Lösung des Rätsels etwas
beitragen.
Wir nehmen Beiträge dazu dann gerne hier auf dieser Seite mit auf.
Wie entsteht dieser Ton?
- Kann das Reiben des Steins auf dem Eis allein einen so lauten Ton erzeugen? - Wahrscheinlich nicht.
- Entsteht er eher dadurch, dass die ganze Eisfläche ins Schwingen gerät und so wie eine Art riesiger Lautsprecher wirkt?
- Was bestimmt die Schwingungsfrequenz, die wir zu hören bekommen?
- Ist das so ähnlich wie bei den Chladni Klangfiguren, dass hier zwar alle möglichen Frequenzen angeregt werden, aber nur die Eigenfrequenz der Eisplatte schließlich verstärkt wird?
Warum beobachtet man das nicht auch auf der Eisbahn?
| Auf einer Eisbahn oder auf einem dick zugefrorenen Natursee kann man das Phänomen nicht beobachten. Damit das Eis zum Schlittschuhlaufen aber tragfähig genug ist, sollte es schon etwa 10 cm dick sein. So dick war das Eis auf dem Alpsee nicht. Jedem war sofort klar, dass man sich auf diese Eisfläche nicht trauen konnte. Immerhin war es aber dick genug, um auch Steine von einigen Zentimetern Größe zu tragen. |
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- Wenn das mit der Eigenfrequenz so stimmt, dann müsste die Frage, ob man das Phänomen überhaupt beobachten kann, von der Größe der Eisfläche und auch von der Eisdicke abhängen,
- Ist das Eis zu dünn, dann brechen die Steine einfach durch
- Kann das Eis noch richtig schwingen, wenn die Schicht dicker wird?
- Sinkt die Eigenfrequenz mit zunehmender Eisdicke? Würde man bei doppelt so dickem Eis (2cm) auch noch etwas hören?
Wenn du Lust hast, kannst du hier noch ein etwas längeres Video dazu ansehen - am besten wieder im Vollbildmodus.
Im Internet findet man auch Beiträge zu der Erscheinung, die auch andere schon beobachtet haben.
Grüninger, Landesbildungsserver, 2017