Warum ändert sich der Klang, wenn man in einer Tasse Cappuccino mit dem Löffel auf den Boden klopft?

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bene
schrieb am 20.12.2011, 10:20 Uhr
Das ist ja cool, dass Kopfball diesen Effekt mal untersucht hat. Ich zerbreche mir da schon seit Jahren den Kopf drüber. Nach meinen Erkenntnissen könnte es aber sein, dass es nicht die Luftbläschen sind, sondern die Fett-Tröpfchen der Milch, die für den Effekt verantwortlich sind. Denn es geht in Kaffee mit Milch auch völlig ohne Schaum, nicht aber in Kaffee ohne Milch.

kathi
schrieb am 22.02.2011, 11:51 Uhr
ist schon mal jemandem aufgefallen, dass wenn man nach dem klopfen in der Tasse wieder rührt, der ton wieder tiefer wird? da brauch ich keinen Kompressor dazu.. aber warum wird der ton auch schon tiefer wenn ich nur wieder umrühr?

Harald
schrieb am 19.02.2011, 20:47 Uhr
... alle schreiben, daß der Ton durch das Klopfen tiefer wird. Also bei mir wird der Ton deutlich wahrnehmbar höher. Wie kommt denn das???

Mathias
schrieb am 15.02.2011, 14:00 Uhr
Die Erklärungen sind ja schon alle ganz prima. Wo noch überhaupt nicht darauf hingewiesen wurde, ist dass ich das Geräusch doch nicht durch den Cppuccino hindurch höre. Zumindest der Milchschaum oben drauf dämpft doch gewaltig. Ich höre das Geräusch direkt aus der Tasse! Es geht hier also um die Klangentstehung, nicht um die Leitung durch Wasser oder Schaum. Das "Trommelfell" Tassenboden mit Temperaturspannung und Schaumbedämpfung ist hier bestimmt des Rätzels Lösung.

Kopfball-Redaktion
schrieb am 14.02.2011, 23:44 Uhr
Lieber Peter, leider machst du in deinem Beitrag einige falsche Annahmen. Nur ein Beispiel: Du schreibst: "Die Tonhöhe ist abhängig von der Wellenfrequenz und nicht von der Wellengeschindigkeit." Das stimmt einfach nicht: Ein bekanntes Beispiel ist die Micky-Maus-Stimme, die man beim Einatmen von Helium bekommt: Dabei ändert sich im Resonanzraum nichts. Das heißt, dass die Wellenlänge der stehenden Welle gleichbleibt. Da aber in Helium die Schallgeschwindigkeit schneller als in Luft ist - und der Zusammenhang "Schallgeschwindigkeit = Frequenz mal Wellenlänge" gilt, MUSS sich bei Änderung der Schallgeschwindigkeit "automatisch" die Tonhöhe (Frequenz) ändern. Vielleicht ist nicht ganz klar geworden, dass in der Tasse eine stehende Welle entsteht, die sich - genauso wenig wie in einer Orgelpfeife - ändern kann, weil sie eben mit der Größe der Tasse (Orgelpfeife) zusammenhängt. Daher darf man zwar noch letzte Zweifel an unserer Erklärung haben, aber sie ist definitiv plausibel.

Peter
schrieb am 14.02.2011, 23:44 Uhr
Tatsächlich hört sich diese Theorie überhaupt nicht plausibel an. Die "Geschwindigkeitstheorie" hat soviele Lücken und falsche Annahmen, dass es schon bald dreist ist die als Erklärung für den Cappuccino-effekt heranzuziehen. 1. Die Tonhöhe ist abhängig von der Wellenfrequenz und nicht von der Wellengeschindigkeit. 440 Hz bleiben 440 Hz, egal wie schnell die Wellen sich bewegen. ...oder hat hier wieder mal einer den Doppler-effekt im Sinn? Dabei geht es zwar schon um Geschwindigkeiten, aber eben um die Geschwindigkeit der Signalquelle und nicht um unterschiedliche Wellen-Geschwindigkeiten in unterschiedlichen Medien. 2. Ja klar, wenn man mit einem Löffel auf den Boden einer Tasse klopft, hört man ja auch nur den Schall der genau an der Stelle entsteht an der der Löffel auftrifft, und der Schall bewegt sich dann auch nur nach oben, also durch den Tasseninhalt hindurch... Dafür muss man nicht mal Physik-Leistungskurs gehabt haben, um zu merken , dass das völlig unlogisch ist. Schließlich hört man den Ton, der da entsteht ja auch an der Seite oder sogar unter der Tasse. Was da schwingt und den Ton liefert ist ja eben die ganze Tasse und nicht nur die Boden-Innenseite (und ein bißchen natürlich auch der Löffel) und der größte Teil der Tassenoberfläche hat keinen Kontakt zur Flüssigkeit. 3. Wenn es denn die Luftblasen sind, die eingerührt werden, wo kommen die denn her? Aus dem oberen Teil der Flüssigkeit. Und da sollten sie, nach der hier "angwandten" Theorie ja sehr stark bremsen. wenn die nun untergerührt werden, dann bremsen sie also im unteren Teil der Flüssigkeit, aber dafür nicht mehr oben.... Viel eher plausibel ist da tatsächlich die Theorie der unterschiedlichen Dämpfung, wobei es eben wohl nicht nur auf den Luftgehalt der Flüssigkeit, sonder auch die Temperaturverteilung und die Geschwindigkeit ankommt ( auch ohne Schaum ändert sich der Ton ja, je nachdem wie stark man die Flüssigkeit umrührt)... und dann geht es eben auch noch um die Tasse und nicht nur die Flüssigkeit. Da findet dann ein eher sehr komplexes Zusammenspiel vieler Komponenten statt. Da sollte man dann eigentlich schon einen etwas weniger leichtfertigen Erklärungsversuch erwarten dürfen.

Peter Strohbach
schrieb am 13.02.2011, 22:59 Uhr
Das Phänomen ist auch bei heißen Flüssigkeiten ohne Schaum zu beobachten. Durch die Hitze der Flüssigkeit, die sich auch auf die Tasse überträgt, dehnt sich das Material der Tasse geringfügig aus und "erschlafft" ähnlich einem Trommelfell bei einer Trommel. Da der Boden der Tasse ebenso zu einer Außenwand der Tasse gehört, kühlt er schneller ab, als die Flüssigkeit in der Mitte der Tasse. Je mehr man in der Tasse rührt, bringt man die heißere Flüssigkeit wieder an den Rand und somit auch an den Boden der Tasse, der dabei wieder mehr erwärmt wird und somit sich wieder ausdehnt und "erschlafft". Das lässt den Ton dann wieder tiefer klingen. Untersucht das bitte mal in eurem Labor und gebt mir bitte über das Ergebnis Bescheid. Danke. P.S. Um für eine Antwort jetzt nicht meine Mail-Adresse weltweit veröffentlichen zu müssen, kann man mich über Kontakt auf meiner Homepage www.netzadressen (punkt) com erreichen.

ludo
schrieb am 13.02.2011, 17:42 Uhr
genau! mit ohne Luft geht das nämlich auch! Aber das Schall in Wasser Experiment kann man ja so weiter denken: Durch das bewegen/umrühren also das hinzugeben von Energie werden die Moleküle (siehe Boule Kugel Verdeutlichung) auf ein höheres Energie Niveau gehoben, als im Ruhezustand. Deswegen sind sie beim umrühren weiter voneinander entfernt und leiten den Schall schlechte - und sobald alles wieder ruhig ist (ohne Bewegung/Energie) ist der Ton wieder höher, da die Moleküle wieder enger zusammen sind.

Harald
schrieb am 13.02.2011, 13:48 Uhr
Ich sehe das auch so. Es wurde zwar schön mit dem Capuccino-Effekt erklärt, aber meiner Meinung nach hat da damit überhaupt nichts zu tun. Ich kenne diesen Effekt auch von anderen Heißgetränken. Mit Kaffe, Tee und Co. funktioniert das auch. Da könnte man sich im Kopfball-Team mal um die andere Lösung kümmern.

H. P.
schrieb am 13.02.2011, 11:55 Uhr
Der Effekt ist schon ziemlich cool, allerdings ändert sich soweit ich das noch weis in verschiedenen Medien zwar die Schallgeschwindigkeit und mit ihr die Wellenlänge, aber beim Übergang der Welle zwischen Medien nicht die Frequenz (in Abwesenheit nichtlinearer Effekte). Da wir die Frequenz und nicht die Wellenlänge hören, sollte diese nach der Erklärung mit der Schallgeschwindigkeit und damit auch der Ton doch konstant bleiben, oder? Da finde ich persönlich die zweite Erklärung schon etwas schlüssiger, obwohl ich mir auch vorstellen könnte, dass die veränderte Dichte des Cappuccinos an der Tasse, deren Resonanzfrequenz verändert und somit sich der Ton ändert. Schließlich hat auch bei einem Pendel die Dämpfung Einfluss auf die Eigenfrequenz. Da die Eigenfrequenz tiefer ist je stärker die Dämpfung hieße das, dass das Luft-Cappuccino-Gemisch die Tasse weniger dämpft als der pure Cappuccino. Das man sich schneller durch Schaum als durch Wasser bewegen kann (und damit dort die Reibung kleiner ist), darf jeder mal bei einem Vollbad mit der Hand ausprobieren :-)

Elle
schrieb am 13.02.2011, 11:52 Uhr
Das mag soweit stimmen, aber: den Effekt hat mach auch mit schwarzem Kaffee, also ohne Luftbläschen im Milchschaum. Bei kalten Flüssigkeiten funktioniert es nicht. Mal eine gewagte Theorie von einem Nicht-Wissenschaftler: Wasser ist nicht kompressibel. Möglicherweise ist dies bei heißem Wasser (geringere Dichte) anders. Durch das Klopfen mit dem Löffel löst man Vibrationen aus, die bei vielen Stoffen einen Verdichtungseffekt bewirken. Das Umrühren beseitigt diesen Verdichtungseffekt wieder und das Phänomen beginnt von Neuem. Vielleicht können die Kopfball-Experten ja mal prüfen, ob heißes Wasser durch Vibrationswellen verdichtet werden kann? Dann wüsste man, ob diese Erklärung stimmen könnte.