Die Physik der Resonanzkatastrophe: Grundlagen und Beispiele
Die Resonanzkatastrophe ist ein faszinierendes physikalisches Phänomen, das unter bestimmten Bedingungen zu dramatischen Folgen führen kann. Bei diesem Prozess wird ein schwingungsfähiges System durch regelmäßige äußere Einwirkungen in seiner Eigenfrequenz angeregt, was zu immer stärkeren Schwingungen führt.
Definition: Eine Resonanzkatastrophe tritt auf, wenn die zugeführte Schwingungsenergie die Verlustenergie durch Dämpfung übersteigt, sodass die Amplitude unkontrolliert anwächst.
Ein klassisches Beispiel ist das Zerbrechen eines Weinglases durch Schallwellen. Entgegen der populären Darstellung in Filmen ist es nicht möglich, ein Glas allein durch die menschliche Stimme zu zerstören. Jedoch kann durch präzise elektronisch erzeugte Töne, die exakt der Eigenfrequenz des Glases entsprechen, tatsächlich eine Resonanzkatastrophe herbeigeführt werden.
Bei einer Frequenz von 780 Hz und einem Schalldruck von 131 dB kann ein typisches Weinglas zum Bersten gebracht werden. Dies geschieht, weil die Schwingungsamplitude so stark anwächst, dass sie die mechanische Belastungsgrenze des Materials überschreitet.