Die tibetische Klangschale, ein Musikinstrument aus dem alten Tibet, enthüllte Wissenschaftlern ihre Geheimnisse. Die Physiker verstanden, wie Schalen klingen und was sie mit Wasser machen
Tibetische Schalen, ein altes Musikinstrument, das in Asien für religiöse Rituale und Meditationen verwendet wird, haben die Aufmerksamkeit amerikanischer Gelehrter auf sich gezogen. Physiker am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben herausgefunden, wie Instrumente klingen und wie sie mit Wasser interagieren.
Typischerweise werden Klangschalen aus einer Bronzelegierung hergestellt, die Kupfer, Zinn, Zink, Eisen, Silber, Gold und Nickel enthält. Der Musiker fährt mit einem mit Leder überzogenen Stößel am Rand der Schüssel entlang und extrahiert aus der Schüssel dicke, mit Obertönen gefüllte Geräusche. Wissenschaftler beschlossen, diese akustischen Eigenschaften von Schalen zu nutzen, um die Wechselwirkung von Feststoffen und Flüssigkeiten zu untersuchen.
Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zeigten, wie die Schallschwingungen der Schüsselwände konzentrische Wellen auf der Wasseroberfläche erzeugen. Das Interessanteste wurde jedoch mit zunehmender Amplitude beobachtet. Bei einer bestimmten Schallintensität beginnen Wellen auf der Wasseroberfläche zu brechen, und Hunderte kleiner Tropfen fliegen in die Luft. Diese Levitation wird stabil und die Tropfen selbst können lange in der Luft bleiben und sich entlang der Oberfläche bewegen. Ähnliche Effekte können bei einem Glas Wein beobachtet werden.
Die Physiker haben die an der Wasseroberfläche auftretenden Phänomene mathematisch beschrieben und die Parameter berechnet, von denen der Beginn der Levitation abhängt.
Die erhaltenen Daten können bei der Berechnung der Windlasten von Gebäuden und Brücken hilfreich sein. „Trotz der Tatsache, dass das System die Wechselwirkung eines Feststoffs mit einer Flüssigkeit demonstriert, waren wir mehr von Neugierde als von der Möglichkeit technischer Anwendungen motiviert. Jeder kann eine neue Überraschung erleben, wenn er die Schüssel oder die Eigenschaften der Flüssigkeit ändert “, erklärte John Bush, Autor des in der Zeitschrift Nonlinearity veröffentlichten Papiers.
