Cappuccino-Klang-Effekt

Achtung Physik
// 16 Februar 2015
Rooch-Physik-Cappuccino-14bearb

Ein Cappuccino ändert beim Umrühren sein Geräusch. Diesen erstaunlichen Effekt kann man am besten in einem hohen Becher beobachten: Man rührt den Cappuccino einige Male um und klopft danach in regelmäßigem Takt mit dem Löffel auf den Boden. Auch ohne musikalisch geschulte Ohren hört man deutlich, dass das Klopfgeräusch innerhalb weniger Sekunden immer höher wird.

Das Geheimnis ist der Milchschaum: Rührt man den Cappuccino um, bringt man Schaum und damit Luft in die Flüssigkeit, und die ändert die akustischen Eigenschaften des Getränks. Im Cappuccino mit Luftbläschen breitet sich Schall langsamer aus. Denn wie schnell Schall in einem Medium ist, hängt unter anderem davon ab, wie leicht man das Medium zusammendrücken kann – in Fachsprache: wie „kompressibel“ es ist. Wasser kann man, verglichen mit Luft, so gut wie gar nicht zusammendrücken; eine Schall-Druckwelle wird hier deshalb schnell weitergegeben. Luft ist jedoch vergleichsweise stark kompressibel, und schon ein winziger Anteil an Luftbläschen sorgt dafür, dass die Schallgeschwindigkeit im Cappuccino dramatisch sinkt. Mit der Zeit steigen die untergerührten Luftbläschen jedoch an die Oberfläche, und mit jedem Bläschen, das aus dem Cappuccino verschwindet, wird das Getränk weniger kompressibel, der Schall damit schneller und der Klopfton höher.

Der Cappuccino-Effekt wurde 1982 in der Fachzeitschrift „American Journal of Physics“ erstmals untersucht. Seither fasziniert er Physiker: Sie untersuchen nicht nur, in welchen anderen Stoffen außer Cappuccino er sonst noch auftritt, sondern auch, wie sie ihn umgekehrt nutzen können, um anhand der Klangänderung etwas darüber zu erfahren, wie Gas aus einer Flüssigkeit austritt.

16.02.2015
BR 2, IQ – Wissenschaft und Forschung
Serie „Achtung Physik“