Heuler - das Heulrohr

Hält man diesen Heulschlauch an einem Ende fest und wirbelt ihn im Kreis herum, so entstehen ab einer bestimmten Drehgeschwindigkeit schaurig heulende oder pfeifende Töne. Je schneller man den Heulschlauch dreht, desto höher werden diese Töne. Es entsteht eine sogenannte Naturtonreihe. Interessant ist auch das Zusammenspiel mehrerer Heulschläuche. Alternativ kann man einen Heulschlauch auch als Flüsterrohr bzw. Sprachrohr verwenden. Auf der einen Seite spricht jemand leise hinein, auf der anderen Seite ist das Gesagte von einer anderen Person gut zu hören, da der Schall gebündelt zum Ohr geleitet wird. Auf diese Art und Weise funktioniert auch die altbekannte Flüstertüte.

Wie funktioniert ein Heulrohr?

Wirbelt man das Heulrohr in der Luft herum, so wirkt auf die Luft die Fliehkraft. Das bedeutet, dass die Luft im Rohr nach außen gepresst wird und entsprechend neue Luft nachströmen muss. Ohne diesen Luftstrom funktioniert das Heulrohr nicht. Dies kann man ausprobieren, indem man die eine Seite des Heulrohres verschließt, während es rotiert. Sind beide Seiten des Rohres jedoch offen, strömt Luft durch das Rohrinnere. Dadurch bilden sich stehende Wellen aus. Dabei sind die Frequenzen der im Rohr erzeugbaren stehenden Wellen ganzzahlige Vielfache der tiefsten möglichen Frequenz, der sogenannten Grundfrequenz. Verdoppelt sich die Frequenz, so liegt das musikalische Intervall einer Oktave vor. Normalerweise kann man mit dem Heulrohr drei bis vier Töne erzeugen. Dreht man es noch schneller, können es natürlich noch mehr werden.

Was sind stehende Wellen?

In Instrumenten aller Art werden stehende Wellen erzeugt. Solche stehenden Wellen lassen sich leicht veranschaulichen. Bindet man etwa ein Seil an einen Baum oder einen anderen festen Punkt und bewegt das lose Ende einmal kräftig hoch und runter, wandert eine Welle durch das Seil. Am Baum angekommen, wird die Welle reflektiert und läuft wieder zurück. Schickt man nicht nur eine, sondern mehrere Wellen in kurzen Abständen durch das Seil überlagern sich diese Wellen beim Vor- und Zurücklaufen. Es bildet sich eine stehende Welle mit einer ganz bestimmten Grundschwingung aus. Das heißt, die Wellenbäuche und die sogenannten Wellenknoten befinden sich immer an ein und derselben Stelle. Voraussetzung ist natürlich, dass man das Seil sehr regelmäßig anschlägt.

Bei Instrumenten hängt der Ton bzw. die Tonhöhe ab von der Frequenz dieser Grundschwingung. Der Kammerton A hat zum Beispiel eine Frequenz von 440 Hertz. Das bedeutet: Schlägt man eine Stimmgabel an, schwingt sie genau 440 Mal pro Sekunde. Diese Schwingungen breiten sich in der Luft aus und lassen uns den Kammerton A hören.

Quelle: Die Physik der Musikinstrumente, Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 1988