„Blipp… Blipp…“ Wie entsteht das charakteristische Geräusch, wenn Tropfen auf eine Wasseroberfläche fallen? Erstmals hat nun eine Studie dokumentiert, dass nicht der Tropfen selbst den Ton verursacht, sondern eine kleine Luftblase, die beim Auftreffen unter der Wasseroberfläche eingeschlossen wird. Die Forscher geben zudem einen Rat, wie man die manchmal lästige Geräuschentwicklung dämpfen kann.
Wie Anurag Agarwal von der University of Cambridge berichtet, entstand die Idee zu der Studie durch eine unangenehme Erfahrung als er bei einem Freund übernachtete, dessen Hausdach ein kleines Loch aufwies. “Ich wurde durch das Geräusch von Tropfen wachgehalten, die in einen unter dem Leck platzierten Eimer fielen. Dabei begann ich, über dieses Klangphänomen nachzudenken”, so Agarwal. “Am nächsten Tag diskutierte ich das Thema mit meinem Freund und einem anderen Gastwissenschaftler. Nach einer Recherche waren wir überrascht, dass bisher offenbar niemand die Frage nach der Klangursache eindeutig beantwortet hatte“, berichtet der Akustik-Experte.
Wie er betont, sind die Prozesse beim Aufprall eines Tropfens auf einer Wasseroberfläche hingegen gut bekannt: In der Wasseroberfläche entsteht dabei zunächst eine Vertiefung, die durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit anschließend schnell wieder geschlossen wird, was zu einer aufsteigenden Flüssigkeitssäule führt. Im Rahmen dieses Effekts entsteht außerdem eine kleine Luftblase, die unter der Wasseroberfläche eingeschlossen wird. Bisher ging man davon aus, dass der typische Tropf-Ton durch den Aufprall selbst entsteht sowie durch die Resonanz der Vertiefung in der Wasseroberfläche – experimentell nachgewiesen wurde dies allerdings bisher nicht.
Das Bläschen sorgt für den Ton
So entschlossen sich Agarwal und seine Kollegen, dem Klang-Phänomen eine Studie zu widmen. Sie nutzten dazu eine Ultrahochgeschwindigkeitskamera, um den Tropfprozess genau zu dokumentieren und Mikrofone sowie Unterwassermikrofone, um die Geräuschentwicklung präzise zu erfassen. “Dank dieser modernen Video- und Audiotechnologie konnten wir endlich klären, woher der Klang kommt”, so der Akustik-Experte.
Es zeigte sich: Entgegen der bisherigen Annahme sind der Aufprall und die Bildung der Vertiefung in der Wasseroberfläche so gut wie geräuschlos. Die Quelle des Klangs ist hingegen die eingeschlossene Luftblase, zeigten die Experimente. Die Blase versetzt die Wasseroberfläche in Vibration, wodurch der starke Schall entsteht, der sich in der Luft anschließend weit ausbreiten kann, erklären die Forscher.
Sie konnten außerdem zeigen, dass eine Änderung der Oberflächenspannung den Schalleffekt mildern kann. Daraus ergibt sich ein praktischer Rat, für vom Tropfgeräusch genervte Menschen, sagen die Wissenschaftler: Einfach einen tropfen Spülmittel in die Auffangwanne geben – dadurch sinkt die Oberflächenspannung und das Topfgeräusch wird gedämpft.
Quelle: Cambridge University, Scientific Reports doi: 10.1038/s41598-018-27913-0
Wenn Sie auch eine Frage oder einen Themavorschlag für unsere Rubrik „Nachgefragt“ haben, schicken Sie uns einfach eine E-Mail an: fragen@wissenschaft.de
Auf Tuchfühlung mit der Sonne
