Warum macht Eis so seltsame Geräusche? [Duplikat]

Die Tonhöhe der Töne beginnt hoch und endet tief. Ist das eine Art Dopplereffekt?

Nein. Dies ist ein durch Dispersion hervorgerufenes Chirpen , das die akustische Version desselben Phänomens für Licht ist . Dies bezieht sich auf die Tatsache, dass sich allgemein Schallwellen unterschiedlicher Frequenzen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten.

Dies kann durch die Materialeigenschaften des Mediums verursacht werden und kann auch auftreten, wenn die Schallwelle in einer Art Wellenleiter (wie einem Loch oder einer Eisschicht) eingeschlossen ist. Für jede einzelne Probe ist eine vollständige Analyse erforderlich, um zu verstehen, welcher Teil der Umstände die Streuung verursacht hat (es ist also schwer bis unmöglich, Ihnen Einzelheiten zu den einzelnen Aufnahmen zu sagen, die Sie gegeben haben), aber das Phänomen ist ziemlich allgemein, also wirklich spielt keine große Rolle.

Wenn Sie kurze, scharfe Töne haben, hat die Wellenform normalerweise einen sehr hohen harmonischen Gehalt, dh wenn Sie sie als Überlagerung monochromatischer Wellen bei verschiedenen Frequenzen zerlegen, deckt sie ein breites Band solcher Frequenzen ab. Bei den Tönen, die Sie gegeben haben, breiten sich die höheren Frequenzen schneller aus, und Sie erhalten dieses absteigende Zwitschern, wenn der Ton zu den niedrigeren Frequenzen übergeht, die länger brauchen, um anzukommen.

Der Grund, warum dies einem Sci-Fi-„Blaster“-Sound so ähnlich klingt, liegt darin, dass Blaster-Sounds zuerst auf diese Weise aufgenommen wurden: Star Wars-Toningenieur Ben Burtt hat diesen Sound erstellt (aufgenommen), indem er den Abspanndraht eines Turms aufzeichnete, als er darauf klopfte mit schlüssel:

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Unter Spannung haben die Transversalwellen genau die gleiche Streuung wie das Eis, also ist die Physik die gleiche und der Klang ist der gleiche.

Weitere Informationen hierzu finden Sie in dieser vorherigen Frage auf dieser Website .

Erwähnenswert ist auch, dass das äquivalente Phänomen für Licht – einen kurzen Impuls zu nehmen und ihn durch ein dispersives Element zu leiten, so dass die höheren und niedrigeren Frequenzen zu unterschiedlichen Zeiten ankommen – das Herzstück dessen ist, was Chirped-Pulse Amplification ausmacht (die vorherrschende Technologie zum Erstellen von intensive Lichtimpulse) funktionieren.

Dieses Phänomen ist als akustische Dispersion bekannt .

Akustische Dispersion ist das Phänomen einer Schallwelle, die sich beim Durchgang durch ein Material in ihre Teilfrequenzen aufteilt.

Dies geschieht, weil die Phasengeschwindigkeit einer Schallwelle in einem dispersiven Medium eine Funktion der Frequenz ist $^{\dagger}$. Ähnlich wie sich elektromagnetische Wellen zerstreuen, wenn sie ein Prisma passieren.

Schallwellen bestehen aus Wellen mit vielen verschiedenen Frequenzen. Wenn sich eine Schallwelle durch die Luft bewegt, bewegen sich ihre Komponentenfrequenzen normalerweise gemeinsam mit der gleichen Geschwindigkeit, sodass sie alle mehr oder weniger gleichzeitig das menschliche Ohr erreichen. Aber da Eis ein dispersives Medium ist, zerstreuen sich die Schallwellen, die sich durch es ausbreiten. Daher werden hohe Frequenzen von tiefen Frequenzen getrennt. Und das verleiht dem Sound, den Sie hören, diesen Sci-Fi-Effekt.

Das wurde hier erklärt:

• Was bringt gefrorene Seen zum Singen? - Skunk Bear von NPR

• Das Springen von Steinen auf Eis macht verrückte Sci-Fi-Sounds

Nützlich:

• $^{\dagger}$Warum breiten sich manche Arten von Wellen aus?