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„Auf positive Resonanz stossen“ – diese Redensart kennen Sie vermutlich. Ursprünglich stammt der Begriff Resonanz aber aus der Physik und meint, dass ein System durch periodische Einwirkung zu starken Schwingungen angeregt wird. Klingt kompliziert? Keine Sorge! Wir erklären alles von Anfang an und in einfachen Worten: die Bedeutung der Resonanz in Akustik, Musik und Soziologie, wie die Resonanz physikalisch funktioniert, warum sie manchmal unschöne Soundeffekte verursacht und sogar Brücken zum Einstürzen bringen kann.
Was ist Resonanz?
Bei der Resonanz geht es immer um Schwingungen, genauer gesagt um die Verstärkung von Schwingungen. Was bedeutet das nun konkret in den einzelnen Bereichen?
Resonanz: Definition laut Duden
Die Definition im Duden lautet: „Die Resonanz ist das Mitschwingen oder Mittönen eines Körpers mit der Schwingung eines anderen Körpers.“
Resonanz in der Physik
In der Physik bezeichnet Resonanz ein Phänomen, bei dem ein schwingungsfähiges System (wie ein Pendel, eine Luftsäule oder ein Bauwerk) durch eine Energiezufuhr von aussen im immer gleichen Zeitabstand zu besonders starken Schwingungen angeregt wird. Man spricht dann davon, dass die Amplitude der Schwingung deutlich zunimmt. Voraussetzung ist, dass diese Energiezufuhr in einer bestimmten Frequenz stattfindet, und zwar in der Eigenfrequenz dieses schwingenden Systems.
Einfach erklärt
Ein Kind auf einer Schaukel ist ein schwingungsfähiges System. Wenn man es in regelmässigen Abständen anschubst, dann steigern sich die Schwingungen stark – das ist Resonanz. Das Anschubsen muss aber genau in dem Rhythmus passieren, in dem die Schaukel schwingt: Die Zeitabstände zwischen dem Anschubsen und zwischen einem Hin- und Herschaukeln müssen gleich sein. Vereinfachend gesprochen meint Resonanz nichts anderes als „Aufschaukeln“.
Resonanz findet also dann statt, wenn die Anregungsfrequenz fE gleich der Eigenfrequenz des Schwingers f0 ist (oder ein ganzzahliges Vielfaches davon). Mathematisch gesprochen gilt:
fE = f0
Um das Ganze ein bisschen klarer zu machen, erklären wir noch zwei weitere Begriffe – und zwar freie Schwingungen und erzwungene Schwingungen:
- Freie Schwingungen entstehen, wenn man ein System einmal anregt und dann sich selbst überlässt, also beispielsweise ein Pendel einmal anhebt und dann schwingen lässt.
- Erzwungene Schwingungen entstehen, wenn ein System immer wieder, also periodisch, von aussen angeregt wird.
Resonanz ist ein Spezialfall einer erzwungenen Schwingung, bei der das System genau im Rhythmus seiner Eigenfrequenz angeregt wird.
Eigenfrequenz: Erklärung & Beispiele
Die Eigenfrequenz ist die Frequenz, mit der ein Körper bei einer freien Schwingung schwingt. Jeder Körper hat eine bzw. mehrere Eigenfrequenzen, die von seiner Form abhängig sind. Bei einem Pendel sieht man die Eigenfrequenz, wenn man es einmal anhebt und zum Schwingen loslässt. Bei einem Weinglas hört man die Eigenfrequenz in Form von Schallwellen, wenn man es anklopft und das Glas so zum Schwingen bringt.
Resonanz im Alltag
Das Phänomen der Resonanz begegnet uns an zahlreichen Stellen im Alltag – ein paar Beispiele:
- Schwappende Suppe: Wenn Sie einen Teller mit Suppe transportieren und dabei das Hin- und Herschwappen der Suppe genau im Takt mit Ihren Schritten liegt, kommt es zu Resonanz. Dadurch wird das Schwappen immer stärker werden.
- Brummendes Auto: Lockere Autoteile können bei bestimmter Geschwindigkeit zu dröhnen oder brummen beginnen, und zwar dann, wenn deren Schwingungsfrequenz gerade im Bereich der Motordrehzahl liegt.
- „Zersingen“ eines Glases: Trifft jemand beim Singen genau jenen Ton, dessen Frequenz mit der Eigenfrequenz eines Glases übereinstimmt, so kann dieses Glas so stark mitschwingen, dass es schlussendlich bricht – eine Resonanzkatastrophe ist eingetreten.
Achtung – Resonanzkatastrophe!
Bei der Resonanzkatastrophe steigert sich die Amplitude der Schwingungen (also deren Auslenkung) so sehr, dass die Belastungsgrenze des schwingenden Systems überschritten wird. Ein Beispiel dafür sind Brücken: Wenn der Wind diese genau in der Eigenfrequenz zum Schwingen bringt, entsteht Resonanz. Die Schwingungen können dann im ungünstigsten Fall so gross werden, dass die Brücke einstürzt. Gleiches kann auch passieren, wenn Menschenmengen im Gleichschritt über eine Brücke gehen.
Resonanz in der Musik
In der Musik spielt Resonanz eine wichtige Rolle. Sicher haben Sie schon einmal den Begriff des Resonanzkörpers gehört: Er dient dazu, die Schwingungen, die beim Spielen eines Musikinstruments entstehen, aufzunehmen und zu verstärken. Dadurch wird die Amplitude der erzeugten Schallwellen erhöht – und der Ton klingt lauter.
Beispiele für Instrumente mit Resonanzkörper sind etwa alle klassischen Zupf- und Streichinstrumente:
- Gitarre
- Violine
- Cello
- Harfe
Elektronische Instrumente, etwa E-Gitarren, haben keinen Resonanzkörper. Klaviere und Flügel haben einen Resonanzboden in Form einer Holzplatte. Der Resonanzkörper bzw. -boden ist so gefertigt, dass er mehrere Eigenfrequenzen hat und mit einer Vielzahl von Frequenzen (= Tonhöhen) mitschwingen kann.
Resonanz im übertragenen Sinne
Der Begriff der Resonanz wurde aus der Physik bzw. Musik auch auf andere Bereiche übertragen. Es gibt beispielsweise einige Redewendungen, die das Wort Resonanz enthalten:
- etwas stößt auf grosse Resonanz = etwas ruft eine starke Reaktion hervor
- die Resonanz war positiv = die Reaktionen waren positiv, es gab viel Zustimmung
- etwas findet keine Resonanz = es gibt wenig oder kein Interesse an einer Sache
Auch in andere wissenschaftliche Disziplinen, etwa die Soziologie und Psychologie, hat der Begriff der Resonanz Eingang gefunden.
Der Resonanzbegriff in der Soziologie
In der Soziologie beschreibt der Begriff „Resonanz“ eine lebendige und tiefgehende Beziehung zwischen Menschen und ihrer Umwelt. Es geht um ein gegenseitiges Echo, bei dem sowohl die Person als auch die Welt beeinflusst werden. Entwickelt wurde dieses Konzept vom Soziologen Hartmut Rosa. Es betont die Wichtigkeit echter, bedeutungsvoller Interaktionen im Gegensatz zu oberflächlichen oder distanzierten Beziehungen, die in der modernen Gesellschaft oft vorherrschen.
Der Resonanzbegriff in der Psychologie
In der Psychologie ist mit „Resonanz“ das Mitschwingen mit den Gefühlen eines anderen gemeint. Es geht also darum, auf die Emotionen eines Gegenübers anzusprechen und mit diesem gewissermassen mitzufühlen. Besonders bedeutsam ist diese emotionale Resonanz beispielsweise in der Psychotherapie.
Resonanz: Synonyme
Was könnte man statt dem Wort „Resonanz“ noch sagen? Das kommt ganz auf den Kontext an. Möglichkeiten wären z. B.:
- Mitschwingen
- Nachhall
- Echo
- Nachklang
- Widerhall
- Feedback
- Reaktion
Beachten Sie aber, dass keiner dieser Begriffe genau deckungsgleich ist mit „Resonanz“. Im physikalischen Sinn ist z. B. ein Echo nicht das Gleiche wie Resonanz.
Resonanz und Raumakustik
Resonanz im physikalischen Sinn kann sowohl erwünscht – etwa bei Musikinstrumenten – als auch unerwünscht sein. In der Raumakustik ist die Resonanz oft störend, da bestimmte Frequenzen verstärkt werden, was zu ungleichmässigem Klang führt. Abhilfe schaffen können Resonanzabsorber bzw. sogenannte Bassfallen.
Wie kann die Resonanz akustische Probleme bereiten?
Aus physikalischer Sicht kommt es zu Akustikproblemen, wenn durch Resonanz das Phänomen der „stehenden Welle“ eintritt. Vereinfacht gesprochen ergibt sich das so:
- Schallreflexion: In einem geschlossenen Raum mit glatten, harten Wänden werden Schallwellen reflektiert.
- Reflexion bei Eigenfrequenzen: Bei bestimmten Frequenzen (= Tonhöhen) entspricht die Länge der Schallwelle genau den Abmessungen des Raums, z. B. passt die halbe Schallwelle oder ein Vielfaches davon genau zwischen zwei Wände. Dies sind die Eigenfrequenzen bzw. Eigenresonanzen des Raums.
- Resonanz: Spielt man nun den Ton einer dieser Eigenfrequenzen, dann entsteht Resonanz: Eine Schallwelle wird ausgesendet, von der gegenüberliegenden Wand reflektiert, wandert zurück zum Ausgangspunkt und wird dort vom Ton aus dem Lautsprecher verstärkt.
- Stehende Welle: Es entsteht eine stehende Welle. Das bedeutet, die neu ausgesendete Schallwelle und ihre Reflexion, die beide genau die gleiche Frequenz und Amplitude besitzen, überlagern sich. Die resultierende Schallwelle „steht“ im Raum und weist „Knoten“ auf, an denen die Amplitude (= Lautstärke) gleich null ist, und „Bäuche“, an denen die Amplitude maximal ist.
Die Folge davon: Die Lautstärke des Tons ist ungleichmässig im Raum verteilt und dies kann den Höreindruck beeinträchtigen. Ausserdem dauert es länger, bis der Ton verklingt, was zu unwillkommenem Nachhall führt. Da dieses Phänomen nur bei bestimmten Frequenzen (= Tonhöhen) auftritt, klingen manche Tonhöhen übermässig laut oder lang.
Was sind Raummoden bzw. Raumresonanzen?
Raummoden bzw. Raumresonanzen sind nichts anderes als die oben beschriebenen stehenden Wellen. Sie entstehen nur bei bestimmten Frequenzen. In der Regel treten sie vor allem bei tieferen Tönen auf.
Im tiefen Frequenzbereich kann daher – abhängig von der Hörposition – die Basswiedergabe zu stark oder zu schwach sein. Raummoden sind besonders herausfordernd in kleinen Räumen, die als Heimkinos, Musikproberäume oder Tonstudios verwendet werden.
Was kann man gegen Raummoden tun?
Um die Effekte der Raummoden zu minimieren, kommen verschiedene Massnahmen in Frage, zum Beispiel:
- Raumgestaltung und Möblierung: In manchen Fällen kann eine Änderung der Raumdimensionen oder der Raumform helfen, Raummoden zu reduzieren. Dies kann durch bauliche Massnahmen oder das Hinzufügen bzw. Umstellen von Möbeln und anderen Gegenständen erfolgen. Vorteilhaft sind asymmetrische Raumanordnungen, da ein symmetrischer Raum die Raummoden verstärkt.
- Positionierung von Lautsprechern: Die Positionierung der Lautsprecher und des Hörplatzes kann einen grossen Unterschied machen. Versuchen Sie, Lautsprecher und den Hörplatz so zu positionieren, dass diese nicht direkt auf Raummoden-Achsen liegen.
- Schallabsorbierende Hilfsmittel: Diverse Hilfsmittel, wie Bassfallen oder Akustikpaneele, können die Schallreflexion mindern oder in bestimmten Frequenzen den Schall gezielt dämpfen.
Welche Massnahmen zielführend sind, lässt sich in einer Akustikberatung professionell klären.
Resonanzabsorber für Decke und Wand
Absorber verbessern nachweislich die Raumakustik und werden als Paneele an der Decke oder den Wänden angebracht. Sie steigern das allgemeine Wohlbefinden, weil sie den Widerhall verringern und somit für mehr Ruhe sorgen. Somit kann man z. B. auf Konzerten besser entspannen und zuhause konzentriert musizieren.
Während poröse Absorber Schallenergie mittlerer und hoher Frequenzen aufnehmen, eignen sich Resonanzabsorber für tiefere Frequenzen. Diese sogenannten Resonatoren bestehen meistens aus einer luftdichten Platte mit einem dahinter liegenden Lufthohlraum. Es entsteht ein sogenanntes Masse-Feder-System, bei dem der Resonator mitschwingt und die Schwingungen der Schallwellen in Wärme umwandelt (Plattenschwinger).
Faustregel: Um alle Frequenzen möglichst gut abzudecken, lohnt sich eine Kombination aus beiden Arten von Absorbern. Somit ist ein optimales Raumakustik garantiert!
Resonanzabsorber für die Decke
Eine sehr unauffällige, aber dennoch ästhetisch ansprechende Akustiklösung bildet die Akustikdecke. Diese kann entweder direkt in der Deckenbekleidung eingebaut oder nachträglich als Unterdecke oder Deckensegel montiert werden.
Die schallschluckenden Materialien Polyester und Gips sorgen für ein verbessertes Raumklima.
Eine Akustikdecke verringert nicht nur den Widerhall, sondern wirkt sich auch positiv auf das Raumdesign aus. Die verschiedenen Oberflächenstrukturen sind ein wahrer Blickfang in jedem Raum. Neben einer klassischen fugenlosen Akustikdecke gibt es ebenfalls gewagtere Modelle mit Löchern und Schlitzen.
Resonanzabsorber für die Wand
Ob unauffällig oder doch lieber kreativer: Für die Wandmontage stehen verschiedene Absorber zur Auswahl. Je nach persönlichem Geschmack kann unter anderem aus den folgenden ausgewählt werden:
Akustikplatten eignen sich sehr gut für Räume, in denen viel Widerhall entsteht. Sie lassen sich entweder als ganzes Set oder als einzelne Bausteine an der ausgewählten Wand montieren. Die Akustikplatten schlucken die auftreffenden Schallwellen und wandeln sie in Wärme um.
Akustikbilder reduzieren den Nachhall und schaffen mehr Ruhe. Ein Akustikkern aus Polyestervlies sorgt für einen wirkungsvollen schalldämpfenden Effekt. Akustikbilder können entweder mit eigenen oder mit vorgegebenen Motiven bedruckt werden und sind daher besonders kreative Absorber.
Akustikvorhänge erfüllen gleich mehrere Funktionen auf einmal. Sie verbessern die Raumakustik, bieten Sichtschutz, eignen sich als Raumtrenner und sind ein dekoratives Raumelement. Akustikvorhänge bestehen aus einem schallschluckenden Material, das den Widerhall nachweislich eindämmt.
Resonanz verstehen und Raumakustik verbessern
Resonanz ist ein zentrales Konzept in der Physik und beschreibt die Verstärkung von Schwingungen durch äussere Einwirkungen auf ein System in seiner Eigenfrequenz. Es ist bei vielen Alltagsphänomenen zu beobachten und spielt eine entscheidende Rolle in der Musik, im übertragenen Sinne auch in Soziologie und Psychologie.
In der Raumakustik ist Resonanz oft unerwünscht, da sie zu stehenden Wellen und ungleichmässigem Klang führt. Diese sogenannten Raummoden beeinträchtigen die Klangqualität in geschlossenen Räumen. Durch gezielte Raumgestaltung, Lautsprecherpositionierung und akustische Absorber kann diesen Effekten entgegengewirkt werden.
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FAQ: Häufige Fragen
Was ist Resonanz in der Psychologie?
In der Psychologie bezieht sich der Begriff „Resonanz“ auf das Mitschwingen mit den Gefühlen einer anderen Person.
Was ist Resonanz einfach erklärt?
Resonanz ist ein Phänomen, bei dem ein schwingendes System – wie ein Pendel oder eine Brücke – bei Anregung mit einer spezifischen Frequenz, die seiner eigenen Schwingungsfrequenz entspricht, zu besonders starken Schwingungen gelangt.
Was ist ein Beispiel für Resonanz?
Ein klassisches Beispiel für Resonanz ist eine Schaukel, die durch regelmässiges Anstossen im Takt ihrer natürlichen Schwingungsfrequenz dazu gebracht wird, immer höher zu schwingen.
Was ist Resonanz in der Kommunikation?
Resonanz in der Kommunikation und im sozialen Bereich bedeutet, dass Menschen emotional und gedanklich mitschwingen, sich aufeinander einstellen und empathisch reagieren, wodurch eine tiefe, wechselseitige Verbindung entsteht.
Woher stammt das Wort „Resonanz“?
„Resonanz“ stammt vom lateinischen Wort „resonare“ ab, was so viel wie „widerhallen“ bedeutet. Es beschreibt ursprünglich ein akustisches bzw. physikalisches Phänomen, wurde aber auf andere Bereiche übertragen.