Tropfender Wasserhahn Rätsel um "Plopp"-Geräusch gelöst

Ein tropfender Wasserhahn kann einen in den Wahnsinn treiben. Doch wie entsteht das nervige Geräusch eigentlich? Und was lässt sich dagegen tun? Auf beide Fragen gibt es nun Antworten.

Tropfender Wasserhahn (Archivbild)
DPA

Tropfender Wasserhahn (Archivbild)


Manchmal entsteht eine Idee für ein Forschungsprojekt in einer schlaflosen Nacht. Anurag Agarwal von der University of Cambridge war zu Besuch bei einem Freund, dessen Hausdach undicht war. Tropfen für Tropfen fiel in einen Wassereimer, der unter der undichten Stelle platziert worden war.

Wachgehalten von diesem nervigen Geräusch dachte Agarwal über die Physik dahinter nach. Der Mann hat Ahnung von solchen Dingen - schließlich ist er der Leiter des Akustikzentrums an seiner Uni. Zusammen mit Kollegen kam Agarwal tags darauf zu dem Schluss: "Bisher hat noch niemand herausgefunden, wie das Geräusch genau entsteht."

Dabei befassen sich Forscher seit mehr als einem Jahrhundert immer wieder mit dem Phänomen des tropfenden Wasserhahns. Erste Fotografien von aufprallenden Wassertröpfchen stammen aus dem Jahr 1908.

Doch neue Technik erlaubt einen deutlich detaillierteren Blick auf das Geschehen: Aufnahmen mit Hochgeschwindigkeitskameras zeigten den Forschern: Das "Plopp"-Geräusch entsteht nicht - wie bislang angenommen - allein durch den Aufprall des Tropfens auf eine Wasseroberfläche, wie die Forscher im Fachmagazin "Scientific Reports" schreiben.

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Bekannt war bisher bereits, dass ein ins Wasser fallender Tropfen zunächst eine Einwölbung in der Oberfläche erzeugt, bevor das Wasser an dieser Stelle wieder nach oben schießt. Durch den schnellen Rückprall entsteht im Wasser eine kleine Luftblase direkt unter der Wölbung.

Bei der Auswertung des Materials stellten die Forscher nun den eigentlichen Ursprung des Tropflautes fest: Es ist die Luftblase. Der eigentliche Aufprall sei hingegen relativ leise.

Luftblase in Schwingung

"Mit Hilfe der Hochgeschwindigkeitskameras und der hochempfindlichen Mikrofone konnten wir zum ersten Mal die Schwingung der Luftblase beobachten", sagt Sam Phillips, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt war. Die Messungen zeigten, dass die Luftblase sowohl für ein Unterwassergeräusch als auch für das unverwechselbare, durch die Luft übertragene "Plopp" verantwortlich ist.

Das hörbare Tropfgeräusch sei aber nicht einfach der Unterwasserton, der sich über die Oberfläche fortsetzt. Stattdessen übertrage die Luftblase ihre Schwingungen insbesondere auf die Unterseite der Einwölbung, die der Tropfen schaffe. Dadurch entstehe letztlich der besondere Ton.

Sind wir dem "Plopp" aber hilflos ausgeliefert? Nein, schreiben die Forscher. Eine Veränderung der Oberflächenspannung der Wasserpfütze, etwa durch ein wenig Spülmittel, verhindere den Ton des auftreffenden Tropfens.

Laura Almanza, dpa/chs

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