Werkstoffprüfung mit Ultraschall

Die Lehre vom Schall, die Akustik, beschreibt die Vorgänge der mechanischen Schwingungen und ihre Ausbreitung in festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen. Im leeren Raum gibt es keinen Schall, weil es die Materieteilchen selbst sind, die schwingen, im Gegensatz etwa zu den Lichtschwingungen oder Hochfrequenz schwingungen, bei denen der elektrische und magnetische Zustand des Raumes an sich schwingt. Durch eine Schallwelle in Luft wird ein kleines Luftvolumen aus seiner Ruhelage heraus hin- und herbewegt, während eine Lichtwelle den Bewegungszustand des Raumes nicht beeinflußt. Unterscheidet man solche mechanischen Bewegungen in Materie, die wenigstens eine zeitlang regelmäßig wiederkehren, also periodisch sind, durch die Anzahl der Perioden in der Sekunde voneinander, so können wir einen Bereich abgrenzen, in dem sich unser Ohr zum Nachweis eignet: Wir hören den Schall, wenn er durch die Luft oder unseren Körper an unser Ohr gelangt und wenn seine Frequenz weder zu tief noch zu hoch ist. Unter etwa 10 Hz (Hertz, d. h. Schwingungen in der Sekunde) hören wir keinen Ton, auch nicht mehr über etwa 15000 bis 20000 Hz. (Das erstere ist allerdings nur dann richtig, wenn es sich um eine sinusförmige Schwingung handelt. Andere Formen zerlegt das Ohr in Obertöne, wodurch die Schwingung als Ton- oder Knallfolge hörbar wird. ) Ähnlich wie man im Bereich der Lichtwellen, die unserem Auge nicht mehr wahrnehmbaren, höheren Frequenzen als Ultraviolett bezeichnet, hat man die Schallwellen über 20000 Hz als Ultraschall abgegrenzt.