Blitz und Donner!

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo liebe Leute!

Ich hoffe, ich bin hier richtig!

Seit längerem diskutieren mein Freund und ich über Donner + Blitze!
Als Kind wird dir erzählt, dass du nach dem Blitz die Sekunden zählen sollt, DANN weißt du, wie weit er weg ist. Pro Sekunde EIN Kilometer!
Da ich kein Mathematiker + Physiker bin, hab ich halt das mal geglaubt.
Nun kommt mein Freund mit der Theorie, dass man zwar auch Sekunden zählen soll, aber da bei ihm eine Sekunde 330 Meter ausmacht (was der Blitz in der Sekunde zurücklegt), ist es erst nach 3 Sekunden EIN Kilometer.
Mensch, ich hoffe, ich kann das so erklären, dass ihr euch auskennt!

Nun stellt sich die Frage, wie schnell eigentlich ein Blitz in die Erde fährt!
Gibt es da unterschiedliche Geschwindigkeiten? Gibt es eine Norm?
Der Donner ist ja das Blitzgeräusch, warum ist der so laut? Beträgt da die Geschwindigkeit vom Blitz mehr als 1.000km/m? (Schallgeschwindigkeit?)
Welche „Schulmädchenrechnung“ stimmt nun, wenn man Blitz sieht und dann Donner hört?
Kann man das evt. mathematisch nachvollziehen?

Ich hoffe, diese Fragen sind nicht zu blöde! :smile:

Danke auf alle Fälle schon mal im voraus!
Liebe Grüße
Nicola

#2

Hallo Nicola!

Ich hoffe, ich bin hier richtig!

Bist Du. Mathe und Physik wäre auch ok gewesen.

Nun kommt mein Freund mit der Theorie, dass man zwar auch
Sekunden zählen soll, aber da bei ihm eine Sekunde 330 Meter
ausmacht (was der Blitz in der Sekunde zurücklegt), ist es
erst nach 3 Sekunden EIN Kilometer.
Mensch, ich hoffe, ich kann das so erklären, dass ihr euch
auskennt!

Das war völlig verständlich.
Dein Freund hat Recht. Allerdings ist es nicht die Geschwindigkeit, die der BLITZ hat, sondern die Schallgeschwindigkeit (ca. 340 m/s, wenn ich mich nicht irre).

Nun stellt sich die Frage, wie schnell eigentlich ein Blitz in
die Erde fährt!

Hmm, das weiß ich so genau jetzt auch nicht. Steht aber sicher auch in irgendwelchen schlauen Büchern. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist mit sicherheit sehr viel größer als die Schallgeschwindigkeit und deutlich kleiner als Lichtgeschwindigkeit (300 000 km/s).

Gibt es da unterschiedliche Geschwindigkeiten? Gibt es eine
Norm?

Du meinst die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Blitzes?
Bei uns ist ja so ziemlich alles genormt. Fragt sich, ob der Blitz die Norm kennt …
Ich vermute, diese Geschwindigkeit hat keine praktische Bedeutung und deshalb wird sie auch nicht genormt sein. Es gibt aber eine Norm, die z.B. den Stromanstieg eines Blitzes beschreibt; um mit solchen Norm-Blitzen alle möglichen Schutzeinrichtungen zu testen. Das ist aber nur ein halbwegs realistischer Modellfall.
Ich vermute, die Geschwindigkeit hängt von Luftfeuchte und Temperatur ab. Vielleicht auch von der Feldstärke und der Ladung und was weiß ich noch alles.

Der Donner ist ja das Blitzgeräusch, warum ist der so laut?

Naja, weil da eine ziemliche Energie umgesetzt wird. Zunächst in Wärme und dann durch die Ausdehnung der Luft in einen Schallimpuls. Zahlen hab ich gerade nicht zur Hand.

Beträgt da die Geschwindigkeit vom Blitz mehr als 1.000km/m?
(Schallgeschwindigkeit?)

Welche Geschwindigkeit meinst Du jetzt?
Sollen das km/Minute sein?
Zur Schallgeschwindigkeit, s.o.

Welche „Schulmädchenrechnung“ stimmt nun, wenn man Blitz sieht
und dann Donner hört?

Wie gesagt, 3s entspricht 1 km.

Kann man das evt. mathematisch nachvollziehen?

d = V * t
Distanz d zwischen Blitz und Beobachter, Schallgeschwindigkeit V = 330 m/s, t ist die Zeit zwischen Blitz und Donner.
Übrigens, die Zeit, die das Licht braucht, um vom Blitz zu Dir zu gelangen, kannst Du ja mal überschlagen für Entfernungen, in denen man den Donner noch hört. :wink:

Ich hoffe, diese Fragen sind nicht zu blöde! :smile:

Keineswegs.

Danke auf alle Fälle schon mal im voraus!

Gerne!

Gruß
Arndt

#3

Servus Nicola

Ganz genau kann ich es auch nicht erklären, aber ich will dir einmal meine bescheidenen Kenntnisse mitteilen.

Der Donner ist ein Geräusch, besteht also aus Schallwellen, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten. Die Schallgeschwindigkeit beträgt ca. 300 m/s (Meter pro Sekunde), also braucht der Donner ca. 3 Sekunden für 1 km.
300 m/s = knapp über 1000 km/h

Der Blitz dagegen ist Licht, breitet sich also mit Lichtgeschwindigkeit aus, das sind 300.000 km/s!
300.000 km/s = ca. 1 Milliarde km/h

Da ein Gewitter immer viel näher als 300.000 km zur Erdoberfläche ist, ist der Blitz also praktisch sofort sichtbar, während der Donner eben mit „nur“ 1000 km/h hinterher trottet.

Wenn zwischen Blitz und Donner 3 Sekunden vergangen sind, dann ist das Gewitter 1 km weit weg (siehe oben, 300 m/s = 3 Sek. für 1 km).
Wenn zwischen Blitz und Donner 6 Sekunden vergangen sind, dann ist das Gewitter 2 km weit weg usw.

Die Sekunden müssen also immer durch 3 dividiert werden, um die Anzahl der Kilometer auszurechnen.

Ich hoffe, ich habe das halbwegs verständlich (und richtig) erklärt.

MfG
Roland

Als Kind wird dir erzählt, dass du nach dem Blitz die Sekunden
zählen sollt, DANN weißt du, wie weit er weg ist. Pro Sekunde
EIN Kilometer!
Nun kommt mein Freund mit der Theorie, dass man zwar auch
Sekunden zählen soll, aber da bei ihm eine Sekunde 330 Meter
ausmacht (was der Blitz in der Sekunde zurücklegt), ist es
erst nach 3 Sekunden EIN Kilometer.

Nun stellt sich die Frage, wie schnell eigentlich ein Blitz in
die Erde fährt!
Gibt es da unterschiedliche Geschwindigkeiten? Gibt es eine
Norm?
Der Donner ist ja das Blitzgeräusch, warum ist der so laut?
Beträgt da die Geschwindigkeit vom Blitz mehr als 1.000km/m?
(Schallgeschwindigkeit?)
Welche „Schulmädchenrechnung“ stimmt nun, wenn man Blitz sieht
und dann Donner hört?
Kann man das evt. mathematisch nachvollziehen?

Danke auf alle Fälle schon mal im voraus!
Liebe Grüße
Nicola

#4

Moin

Nun kommt mein Freund mit der Theorie, dass man zwar auch
Sekunden zählen soll, aber da bei ihm eine Sekunde 330 Meter
ausmacht (was der Blitz in der Sekunde zurücklegt), ist es
erst nach 3 Sekunden EIN Kilometer.

330m/sek. ist in etwa richtig. Es geht um die Lichtgeschwindigkeit (Biltz sehen, eigentlich instantan) zur Schallgeschwindigkeit (so um 320m/s, Biltz hören)

Der Donner ist ja das Blitzgeräusch, warum ist der so laut?

Die Luft wird vom Blitz in sehr kurzer Zeit sehr stark erhitzt. Dadurch dehnt sie sich schnell aus => Donner.

Beträgt da die Geschwindigkeit vom Blitz mehr als 1.000km/m?

1000km/m ?? 1000km/h ist schallgeschwindigkeit.

Der Biltz müsste deutlich drüber liegen, Hängt aber von vielem ab (Luftfeuchte, Druck, Spannung)

Kann man das evt. mathematisch nachvollziehen?

klar:
Licht kommt „sofort“ an.
Der Schall braucht ein bisschen weil er nur 320m/s schafft.

cu

#5

Hi Nicola,

der Fehler liegt bei der Geschwindigkeit: Schall breitet sich in Luft mit ca 340 m/s aus, nicht mit 1000.

Gruß Ralf

#6

WOW supa! :smile:
hallo roland!

also erstmal echt danke für die genaue antwort!
ich find das immer frustrierend, wenn dir so „lügengeschichten“ aufgetischt werden, die du dann ganz stolz an die nächste generation weiter gibst, und das ja nichtmal annähernd stimmt! :o))

DANKE!
nicola

#7

Hallo !

Hier etwas über Blitz und Donner :

Donner gehört zu den intensivsten Geräuschen, die in der Natur entstehen. Vorausgegangen sein muß ein Blitz, denn dieser erzeugt in der Luft einen leitenden Kanal, der einen bestimmten elektrischen Widerstand aufweist.
Und dieser Blitzkanal wird durch den Stromdurchgang erwärmt - auf bis zu 30 000 Grad Celsius. Das ist wie beim Kupferdraht, der erwärmt wird, wenn Strom durchfließt. Diese hohen Temperaturen erzeugen einen Druck, der bis zu 100 bar gehen kann. Es ist dieser schlagartig erzeugte Druck, der für die akustische Erscheinung des Donners verantwortlich ist.
Der Hochdruckkern breitet sich zunächst als Schockwelle mit Überschallgeschwindigkeit aus. Mit zunehmender Entfernung vom Blitzkanal nimmt die Schwingungsweite (Amplitude) der Welle ab und nach einigen Metern geht sie in eine gewöhnliche Schallwelle über. Nur ein Prozent der ursprünglichen Energie gelangt noch in das akustische Feld und erzeugt den Donner, der Rest wird im Schockwellenbereich in Wärme umgewandelt.
Ein Mensch, der sich im Schockwellenbereicch aufhielte, würde lebensgefährlich verletzt, auch ohne mit dem Blitzkanal und der elektrischen Ladung in Berührung zu kommen. Allein der Luftstoß würde ihn mit einer Kraft von vielen Tonnen wegschleudern.

Warum ist der Donner als Rollen und nicht als Knall wahrzunehmen? Die Ursache dafür liegt im Entstehungsmechanismus selbst. Der Blitz ist eine linienförmige Wärmequelle. Jedes Linienelement erzeugt einen explosionsartigen Knall. Diese Elementarknalle entstehen praktisch gleichzeitig. Ihre Entfernung zum Beobachter ist aber verschieden. Wegen der Auswirkung der Schallgeschwindigkeit vernimmt er sie nicht gleichzeitig, sondern nacheinander. So nehmen wir eine kontinuierliche Foge von Knallen als Rollen wahr.

Gruß max

#8

moin,

den Blitz sieht man bekanntlich bevor man den Donner hört, weil die Augen weiter vorne sind als die Ohren.
:wink:

Gruß
L.

#9

Dafür gibts n * (owt)
.

1 Like
#10

Hallo Lohengrin,

eine weitere bedeutende Erkenntnis:

Bei den alten Radios früher ging immer zuerst das Licht an, und nach einer Weile hörte man erst den Ton.
Der Grund ist natürlich, dass das Licht viel schneller ist als der Schall.

Klio

#11

Hallo Klio,

eine weitere bedeutende Erkenntnis:

Bei den alten Radios früher ging immer zuerst das Licht an,
und nach einer Weile hörte man erst den Ton.
Der Grund ist natürlich, dass das Licht viel schneller ist als
der Schall.

Keineswegs. Wenn man genau hinhört, hört man deutlich das Klicken des Schalters, bevor das Licht angeht. Die Angelegenheit ist also wissenschaftlich noch nicht endgültig geklärt. Das wird auch von neuen Untersuchungen bestätigt, die belegen, dass bei Reaktionstests mit Licht- und Schallquellen die Reaktionszeit bei Tonsignalen um einige hundertsel kürzer ist als bei Lichtsignalen.
Dass man den Blitz trotzdem vor dem Donner wahrnimmt liegt vermutlich daran, dass die gewaltige Energieentladung eine Subraum-Schockwelle verursacht, die die Photonen so stark beschleunigt, dass sie die Schallwelle am Ende doch noch einholen können.

Jörg

#12

Korrektur - auch off topic
Hallo,

Bei den alten Radios früher ging immer zuerst das Licht an,
und nach einer Weile hörte man erst den Ton.
Der Grund ist natürlich, dass das Licht viel schneller ist als
der Schall.

Nein. Das war, damit man den Ton besser finden konnte…

Axel