2020 – das Jahr mit dem Pfiff

Eine etwas skurrile Performance: Wir beginnen das neue Jahr mit einem mit den Lippen erzeugten Pfeifton der Tonhöhe (Frequenz) von genau 2020 Hertz (typischer Einfall eines Physikers). In meinem PC ist, wie üblich, ein Mikrofon eingebaut, dessen Signal in einer Soundkarte digitalisiert wird. Das digitalisierte Signal wird nach der Tonhöhe sortiert (Fourier-analysiert) und das Spektrum der Tonhöhen auf dem Bildschirm dargestellt. In dieser Anordnung lässt sich die Frequenz des Pfeiftons messen. Ich beobachte also, während ich drauflos pfeife, das Tonhöhengebirge auf dem Computer-Bildschirm. Änderungen in der Lage von Zunge und Unterkiefer ergeben verschiedene Tonhöhen. Nach etwas Übung zeigt sich tatsächlich ein Matterhorn-ähnlicher Peak bei 2020 Hertz: Treffer (Abbildung oben). – Ein kleiner Mangel: Das Matterhorn dürfte etwas schroffer sein. Physiker bevorzugen Peaks mit steileren Flanken. Peaks mit Flanken in Eiger-Nordwand-Qualität bedeuten, dass der Ton sehr rein ist. Auch damit kann ich dienen – allerdings mit einer anderen Art der Tonerzeugung: Der Deckel meiner Edelstahl-Teekanne sieht in etwa aus wie eine Glocke und klingt auch so. Beim Anschlag mit dem (Tee-)Löffel schwingt er mit einer ganzen Reihe von gut definierten Tönen. Per Zufall entdecke ich unter ihnen auch einen mit genau 2020 Hertz. Die untere Abbildung zeigt, dass der 2020 Hertz-Peak der Teekannendeckelglocke sehr viel schlanker ist der mit den Lippen erzeugte.

Ein Maß für die Schlankheit eines Ton-„Gebirges” ist der Quotient aus der Frequenz des Tons und der Breite des Peaks, bei der die Leistung auf den halben Wert des Maximums abgefallen ist. Dieser Quotient wird Güte Q (des schwingenden Systems) genannt. Ohne auf die Physik einzugehen: In unserer Darstellung der Intensität pro Frequenzintervall in der Einheit Dezibel (dB) ist die Breite bei halber Leistung die horizontale Ausdehnung des „Gebirges” 3 dB unterhalb des Gipfels. Danach hat das gepfiffene „Matterhorn” in Abbildung 1 eine Breite von etwa 18 Hz. Daraus folgt eine Güte von Q = 2020 Hz/18 Hz = 112. Beim Pfeifen schwingt die Mundhöhle als Helmholtz-Resonator, ein Q-Wert von etwa 100 erscheint in diesem Fall plausibel. Der Peak meiner Teekannendeckel-„Glocke” mit seinen „Eiger-Nordwand”-Flanken (Abbildung 2) hat eine Breite von rund 5,8 Hz und ergibt Q = 2020 Hz/5,8 Hz = 348, ein gegenüber dem Pfeifton dreifach größerer Wert. Der Q-Wert einer Kirchenglocke ist offenbar noch einmal um einen Faktor 3 bis 5 größer: Das mir vorliegende Spektrum1 eines Glockentons der Frequenz 697,5 Hz zeigt beispielsweise eine 3dB-Breite von 0,65 Hz, also Q = 1073. Eine andere Arbeit2 nennt Q-Werte von 1300, 1000 und 2000 bei den Frequenzen 624 Hz, 981 Hz  bzw. 1310 Hz.

Als Kurzwellen-Amateur fühle ich mich natürlich verpflichtet, die Zahl 2020 auch im Kilohertz-Bereich zu realisieren: Hier die Beschreibung eines HF-Kreises aus Kondensator und Spule, der mit der Frequenz 2020 kHz schwingt.

1   J. Bauer: Ursachen des Missklangs von Glocken. Diplomarbeit, Fachhochschule Heidelberg, Fachbereich Informatik, Studiengang Elektrotechnik und md-pro GmbH Karlsruhe, Heidelberg 2003.

2  J. Woodhouse et al.: The Dynamics of a Ringing Church Bell, Advances in Acoustics and Vibration, Volume 2012, Article ID 681787, doi:10.1155/2012/681787

 

Neues Bauen in Gladbach-Rheydt

Noch ein Beitrag zum Jubiläum 100 Jahre Bauhaus: In meiner Heimatstadt Rheydt, damals Gladbach-Rheydt, steht etwas abseits der Straße das Schülerinnenwohnheim des Maria-Lenssen-Berufskollegs. Ein Highlight des Neuen Bauens, auch wenn es mit keinem der großen Namen Gropius, Meyer oder Mies van der Rohe verknüpft ist. Entworfen hat es der preußische Regierungsbaumeister Bruno Kleinpoppen, der Bau wurde Anfang der 30-er Jahre fertiggestellt. Inwiefern in dem Gebäude die Ideen des Bauhauses verwirklicht wurden, hat Birgit Gropp1 in hervorragender Weise beschrieben.

Als Beitrag zum Jubiläum nehme ich mir vor,  das Bauwerk noch einmal zu fotografieren – als bescheidene, aber persönliche Hommage an den Baumeister. Eine Gesamtansicht, wie ich sie von den Postkarten meiner Eltern her kenne, schwebt mir vor. Vor Ort stelle ich fest, dass daraus nichts wird: Bäume und Sträucher verdecken den Blick auf die volle Länge. Also nehme ich eine der alten Ansichtskarten hervor und zeichne das Gebäude ab.

1 Birgit Gropp: In Neues Bauen im Westen, https://www.baukunst-nrw.de

Durchblicke

… durch die Vorhangfassade am Bauhaus Dessau – fotografiert bei einem Besuch anlässlich des Jubiläums 100 Jahre Bauhaus. Wir werden durch das Bauhaus-Gebäude und die Meisterhäuser geführt. Dabei muss man dem Rudel folgen, so dass zum Fotografieren wenig Zeit bleibt. Die Ausbeute an guten Fotos ist deshalb dürftig. Hier einige Bilder zum Thema Glasfassade. Übrigens ist die Vorhangfassade (engl. curtain wall facade) keine Erfindung des Bauhauses. Die ersten Gebäude in Skelettbauweise mit vorgehängter Glasfassade wurden um 1900 gebaut.

Käfer auf Reise – 1969

Vor 50 Jahren (kleine Notiz zum Jubiläum): Eine Reise durch die USA mit dem VW-Käfer. Dauer etwa ein Monat, zurückgelegte Strecke 15000 km. Fotos (von links oben im Uhrzeigersinn): Abilene (Texas), Death Valley, Bluff (Utah), Yosemite Park, Rocky Mountains.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Route: New Haven  – New Orleans – El Paso – Mesa Verde Natl Park – Monument Valley – Grand Canyon – Las Vegas – Death Valley – Los Angeles (Disneyland) – Monterey – San Francisco – Yosemite Natl Park – Salt Lake City – Grand Teton Natl Park – Yellowstone Natl Park – Devils Tower – Mt Rushmore – Badlands – Chicago – New Haven.  Siehe auch hier.

Hamburg in Grau

Unter einem grauen Himmel ist auch das Wasser grau – Fotos von einem Spaziergang rund um die Außenalster in Hamburg. Trübes, regnerisches Wetter.
Wer fit ist und das auch zeigen will, legt die neun Kilometer natürlich als Jogger zurück. Beim nächsten Trip an die Alster bringe ich meine Sportsachen mit.

Güte-Faktor

 

Drei Hochfrequenzspulen (Foto) unterschiedlicher Bauart: eine HF-Drossel (links), eine mit Cu-Draht bewickelte Ringkern-Spule (mitte) und eine aus HF-Litze gefertigte Kreuzwickelspule (rechts). Sie haben vergleichbare Induktivitäten (400.. 600 μH), sollten sich aber in ihren Hochfrequenz-Eigenschaften voneinander abheben. Sieger in Sachen HF-Tauglichkeit müsste die Kreuzwickelspule sein. Das prüfen wir nach, indem wir aus jeder der Spulen und einem Kondensator (Kapazität 10 nF) einen Schwingkreis bilden und  dessen Güte-Faktor (Q-Wert) messen.  Hier das Ergebnis.  Die Resonanzfrequenz des Kreises ist von der Größenordnung 70 kHz. Bei höheren (oder niedrigeren) Frequenzen erhalten wir möglicherweise andere  Werte. Ist die Kreuzwickelspule wirklich besser als die beiden anderen?

Seebüll (Nolde-Museum)

    Das Nolde-Museum in Seebüll haben wir gerade besichtigt, wir warten auf den Bus nach Klanxbüll.
    Nach dem Farbenrausch der Nolde-Gemälde und -Aquarelle jetzt ein Blick in die Landschaft – von der
    Bushaltestelle aus.