s70 Grundzüge der Lehre vom Schall und von der Wellenbewegung.
Entfernung, in welcher man sich von der Schallquelle befindet schliessen kann.
Es liegen Erfahrungen vor, dass ınan bei günstigem Zustande der Atmosphäre den
Schall einer Sirene bis zu etwa 12km hören kann, während man bei ungünstigem
Wetter ihn nicht bis zu 6km Entfernung hört.
X. Reflexion des Schalles.
Die Fortpflanzung des Schalles kann in der bisher betrachteten Weise nur
stattfinden, wenn sie in überall gleich beschaffener Luft oder sonst in einem überall
gleich beschaffenen Medium vor sich geht. Schon vorhin ward darauf hingewiesen,
dass sobald in der Luft Schichten verschiedener Dichtigkeit vorhanden sind, durch
die an diesen Schichten stattfindenden Reflexionen eine Schwächung des sich aus-
breitenden Schalles eintreten muss.
Wenn eine Wellenbewegung in einem überall gleichförmigen Mittel, das heisst
in einem solchen, in welchem die für die Fortpflanzung der Bewegung maassgebenden
Eigenschaften, Elastizität und Dichtigkeit überall dieselben sind, sich fortpflanzt,
so kann sie niemals zurück kehren; vielmehr lässt sie beim Uebergange auf neu«
Schichten die vorher gehenden in absoluter Ruhe zurück. Ebenso wie eine Kugel,
wenn sie auf eine 2. von gleicher Masse stösst, an diese ihre ganze Geschwindigkeit
abgiebt und nach dem Stosse in Ruhe bleibt, so überträgt auch jeder schwingende
Punkt auf den ihm an Grösse genau gleichen, folgenden seine ganze Geschwindigkeit.
In der Ruhelage angekommen verlässt er dieselbe nicht mehr, wenn nicht ein neuer
Impuls von dem erregenden Mittelpunkt her ihn trifft. Die Wellenbewegung
schreitet daher in einem homogenen Punktsystem einfach voran ohne je zurück
zu kehren.
Anders jedoch, wenn eine Wellenbewegung die Grenze zweier verschiedenen
Punktsysteme trifft. Wenn eine Kugel auf eine 2. ruhende stösst, welche mehr
oder weniger Masse als die erste besitzt, so bleibt sie nach dem Stoss in Bewegung.
Hat die gestossene Kugel mehr Masse als die stossende, so wird letztere zurück
geworfen; die gestossene Kugel bewegt sich vorwärts, die stossende ihrer frühern
Bewegung entgegen zurück. Hat die gestossene Kugel eine geringere Masse, so
fährt die stossende Kugel fort sich in dem gleichen Sinne wie vorher zu bewegen.
So muss es auch bei der Wellenbeweeung sein, bei der die Bewegung sich
von Punkt zu Punkt mittheilt. Kommt eine Bewegung an der Grenze zweieı
Mittel an, so geht dieselbe in das 2. Mittel über und erzeugt dort eine nach den
früher erkannten Gesetzen sich fortpflanzende Bewegung. Zugleich bleiben aber
auch die in der letzten Schicht des ersten Mittels liegenden Punkte in Bewegung.
Ist das 2. Mittel weniger dicht, so werden, wie bei dem Stoss einer kleinern
Kugel durch eine grössere, die in der Grenzschicht liegenden Punkte einfach ihre \
Bewegung fortsetzen; nur wird die Amplitude der zurück bleibenden Bewegung
kleiner sein. Dadurch werden diese Punkte Mittelpunkte neuer Wellen,
welche sich rückwärts im 1. System ausbreiten, gerade wie wenn die Bewegung
mit diesen Amplituden in der Grenze neu erregt wären. Da die in das 1. Mittel
zurück kehrende Bewegung in der Grenze in demselben Augenblicke beginnt, in
welchem die Bewegung ankommt, so geht sie mit der gleichen Phase zurück; das
heisst in eleicher Entfernung von der Grenzfläche ist die Phase in der zurück
kehrenden Bewegung dieselbe, wie wenn sich die Bewegung ungestört fort-
gepflanzt hätte.
Fig. 826 stellt diesen Reflexions- Vorgang dar, wenn eine Welle normal zur
Grenzfläche MN fortschreitend an demselben reflektirt wird.
I. zeigt die Welle in dem Augenblick, in welchem sie an der Grenze an-
kommt, 1]I. den Bewegungszustand, nachdem. die in der Grenzfläche liegenden
Punkte das erste Viertel ihrer Schwingung zurück gelegt haben. Die Bewegung
hat sich in das 2. Mittel um '/, einer Wellenlänge fortgepflanzt; gleichzeitig hat
sich an der Grenze das 1. Viertel der zurück kehrenden Welle de’ ausgebildet,
weil eben die Amplitude od in der Grenze erheblich grösser ist, als an den frühern
Stellen der Punktreihe im 1. Mittel. Die in II. getrennt gezeichneten, das 1. Viertel
der zurück kehrenden und das 2. der ankommenden Welle, setzen sich in Wirk-
lichkeit an dieser Stelle nach den Interferenz -Gesetzen zu einem tiefern Wellen-
thal zusammen.