Wie entsteht ein Überschallknall?

Schall und Überschallknall

Beim Schall handelt es sich um diejenigen Geräusche, die auditiv - also mit dem Ohr - wahrgenommen werden können. Üblicherweise wird auch von Lärm oder von Tönen gesprochen.

• Wichtig ist, dass sich der Schall ausbreitet. Diese Ausbreitung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von circa 1200 Kilometern pro Stunde aus, was jedoch auf Luft und eine gemäßigte Temperatur bezogen ist. In Wasser oder bei größerer Hitze bzw. Kälte ändern sich diese Daten.
• Übrigens ist die "geringe" Geschwindigkeit, verglichen mit der Geschwindigkeit des Lichts von über einer Milliarde Kilometern die Stunde, auch der Grund, warum Sie einen Donner erst nach dem Blitz hören. Denn beides passiert nahezu gleichzeitig.
• Von einem Überschallknall ist nun die Rede, wenn ein Objekt schneller wird, als die Schallgeschwindigkeit. Denn hier spielen verschiedene Effekte eine Rolle. Derartiges entsteht beispielsweise bei Jagdflugzeigen, aber auch bei dem angesprochenen Donner.

Wie dieser Effekt entsteht

• Wenn sich ein Objekt fortbewegt, wird das Medium, in dem es sich bewegt, verschoben. Beispielsweise die Luft, über welche der Schall als Geräusch transportiert wird. Bildlich ausgedrückt handelt es sich um Wellen, die sich von dem Objekt wegbewegen.
• Je schneller ein Objekt fliegt, desto näher kommt dieses den eigenen Schallwellen. Ab der Schallgeschwindigkeit wird die Luft, einfach ausgedrückt, jedoch nicht mehr verschoben sondern vor dem Gegenstand hergeschoben und zusammengepresst.
• Die zusammengepresste Luft und damit auch der Schall können dabei als Stoßwelle beschrieben werden, die vor und hinter dem Objekt entsteht. Diese breitet sich nur noch kreisförmig nach hinten aus und nicht mehr in alle Richtungen.
• Dadurch kommt der Schall nicht mehr in Abständen, sondern als Knall bei Ihnen als Hörer an. Bei größeren Objekten kann es auch zu einem Doppelknall - aufgrund der Unterscheidung der jeweiligen Schallwellen vor und hinter dem Objekt - kommen.
• Diese Schockwellen halten solange an, wie sich ein Objekt mit Überschall bewegt. Da die Geräusche jedoch konzentriert sind, werden Sie normalerweise nur den Überschallknall einmalig wahrnehmen und ansonsten kein anderes Geräusch des jeweiligen Objekts.
• Gleichermaßen bedeutet dies, dass Sie bei einem Knall nicht unbedingt das Durchbrechen der Schallmauer eines Objekts wahrnehmen. Vielmehr handelt es sich meist um ein Objekt, welches mit einer entsprechend hohen Geschwindigkeit fliegt. Denn Sie nehmen nur die konzentrierten Schallwellen wahr.