Kann man im Vakuum telefonieren? Warum?

Dieser Artikel basiert auf der Beantwortung ähnlicher Fragen von Internetnutzern, siehe Screenshot:

Die einfache Antwort lautet: Nein. Wie können Sie telefonieren, wenn Sie im Vakuum nicht einmal atmen können? Außerirdische sind eine andere Sache.

Aber wenn Sie Astronaut sind und einen Raumanzug und einen abgedichteten Helm tragen, können Sie natürlich bequem telefonieren, denn ein Raumanzug ist ein kleines Raumschiff, das von einer Person benutzt wird und mit Luft und Vorräten gefüllt ist. In den Raumanzügen befinden sich Kommunikationsgeräte und das Mikrofon befindet sich in der Nähe des Mundes, sodass das Telefongespräch einfach durch Sprechen geführt werden kann.

Radiowellen benötigen keine Luft, um sich auszubreiten, und je größer das Vakuum, desto besser ist die Ausbreitungseffizienz. Alle elektromagnetischen Wellen, einschließlich sichtbares Licht, benötigen kein Ausbreitungsmedium und breiten sich im Vakuum am schnellsten mit 300.000 Kilometern pro Sekunde aus. Auf diese Weise durchquert die elektromagnetische Strahlung der Sonne 150 Millionen Kilometer Hochvakuumraum, um unsere Erde zu erreichen.

Auch bei Telefongesprächen werden zur Informationsübermittlung Funkwellen verwendet, die über Kabel oder drahtlos übertragen werden können. Wenn das der Fall ist, warum können wir dann nicht im luftleeren Raum telefonieren?

Um dieses Problem klar zu erklären, müssen wir zunächst das Prinzip des Telefonierens verstehen.

Das Telefon ist eine großartige Erfindung der Menschheit. Es kam im 18. Jahrhundert auf und wurde ab Mitte des 19. Jahrhunderts offiziell als Telefon verwendet. Der erste Patentanmelder für das Telefon war der britische Erfinder Alexander Graham Bell, der im März 1876 ein Patent für das Telefon anmeldete und daher als Vater des Telefons gilt.

Dennoch verabschiedete der Kongress der Vereinigten Staaten am 15. Juni 2002 die Resolution 269, die Antonio Meucci als Erfinder des Telefons bestätigte, da Meucci seine Erfindung 1860 erstmals der Öffentlichkeit vorführte und in einer italienischen Zeitung ankündigte.

Es gibt also zwei Väter des Telefons auf der Welt. Wer ist der wahre Vater des Telefons? Wir werden nicht versuchen, Dinge in der Welt zu unterscheiden, die keine Schlussfolgerung haben. Heute werden wir nur kurz die Prinzipien des Telefons verstehen.

Seit der Erfindung des Telefons hat es sich schrittweise von den einfachsten Punkt-zu-Punkt-Kurzstreckengesprächen zu Ferngesprächen mit mehreren Personen, Videoanrufen usw. entwickelt, von manuellen Schaltern zu Wählscheibentelefonen, programmgesteuerten Telefonen, Mehrfrequenztelefonen mit Zweitonschaltung usw. Und es entstehen in einem endlosen Strom neuer moderner Technologien wie Internettelefone, digitale Mobiltelefone, Videoanrufe usw. mit immer mehr Varianten und Annehmlichkeiten.

Doch egal, welche Tricks es gibt, das Wesentliche am Telefon hat sich nicht geändert: Eine Person spricht, die andere antwortet, und sie kommunizieren miteinander über die Stimme. Das Grundprinzip ist: Menschen senden Schallwellen durch ihren Mund aus, übertragen die Schallwellen an das Mikrofon, und im Mikrofon werden die Schallwellen durch den Tonabnehmer in Audioschwingungen umgewandelt, und dann wird die Stärke der Schwingungen in wechselnden elektrischen Strom umgewandelt.

Der elektrische Strom wird über Kabel oder Funkwellen an das Telefon des Empfängers übertragen. Der Empfänger im Telefon wandelt den elektrischen Strom durch einen dem Sender entgegengesetzten Prozess in Schallschwingungen und dann in Sprachschallwellen um, die durch die Luft an das menschliche Ohr übertragen werden. Auf diese Weise wird ein Kommunikationskanal zwischen den beiden Teilnehmern des Telefongesprächs gebildet.

Durch das Verständnis der oben genannten Grundprinzipien des Telefons sollte uns klar sein, dass das Telefon neben der Verwendung von Radiowellen zur Übertragung auch ein grundlegendes und unverzichtbares Übertragungsmittel benötigt – Schallwellen. Ohne Schallwellen gäbe es keine Telefonübertragung und keinen Telefonempfang.

Im Vakuum können sich keine Schallwellen bilden, daher ist das Telefonieren nicht möglich.

Schallwellen sind mechanische Wellen. Der Unterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen besteht darin, dass elektromagnetische Wellen kein Medium zur Ausbreitung benötigen, während Schallwellen ein Medium zur Ausbreitung benötigen. Das einfachste und gebräuchlichste Medium ist Luft. Schallwellen können sich nur durch Schwingungen in Medien wie Luft ausbreiten. Die Geschwindigkeit von Schallwellen in der Luft beträgt etwa 340 Meter pro Sekunde, und die Geschwindigkeit von Schallwellen in Stahl ist sogar noch höher, etwa 5200 Meter pro Sekunde.

Im Vakuum gibt es kein Ausbreitungsmedium. Auch wenn eine Person nicht erstickt, kann ihre Stimme nicht an das Mikrofon übertragen werden. Befindet sich die Person, die den Anruf entgegennimmt, ebenfalls in einem Vakuum, kann der Ton nicht über den äußeren Gehörgang an das Trommelfell übertragen werden, da keine Schallwellenvibration vorhanden ist und die Person den Ton vom Mikrofon nicht hören kann.

Es gibt jetzt einen Knochenleitungslautsprecher und -empfänger, der elektrische Signale direkt in Schallwellen umwandelt und die Schallwellen dann in mechanische Schwingungen unterschiedlicher Frequenzen umwandelt, die über den menschlichen Schädel, das Knochenlabyrinth, die Lymphe des Innenohrs, das Spiralorgan und das Hörzentrum an das menschliche Gehirn übertragen werden, ohne durch die Luft übertragen zu werden.

Es gibt aber auch eine Voraussetzung, nämlich dass sich in der Lunge, im Mund und im Rachen des Menschen Luft befinden muss, um Schallwellen auszusenden. Und selbst wenn der Empfänger es durch Knochenleitung direkt in Schall umwandeln kann, selbst wenn er im Vakuum den Atem anhält, wird der niedrige Luftdruck Flüssigkeit und Gas aus dem Körper ziehen, und er wird anschwellen und sterben, bevor er erstickt.

Sowohl die menschliche Stimme als auch das Tonempfangssystem benötigen Luft.

Die Fähigkeit des Menschen, Geräusche zu erzeugen, wird durch die Beteiligung mehrerer Organsysteme erreicht. Zunächst einmal ist das Atmungssystem das Energiesystem der Aussprache. Der von der Lunge erzeugte Luftstrom übt Druck auf die Stimmritze aus und bringt die Stimmbänder zum Vibrieren, wodurch Grundtöne erzeugt werden können. Die Grundlaute werden durch Resonanzräume wie Nasenhöhle, Rachenraum, Mundhöhle und Brustraum und anschließend durch die Aktivitäten der Artikulationsorgane wie Lippen, Zunge, Zähne und Gaumen moduliert, bevor sie schließlich die für den Menschen hörbaren Laute bilden können.

Die menschliche Aussprache ähnelt ein wenig einem Blasinstrument. Die Stimmbänder entsprechen den Rohrblättern, die Stimmhöhle entspricht den Resonanzhöhlen wie Rachen, Nase und Mund und die Kraftquelle ist der Luftstrom. Wenn in einem dieser Aspekte ein Problem vorliegt, wirkt sich dies auf Tonhöhe, Klangfarbe und Intensität aus. Viele Menschen mit Hals-, Mund- oder Nasenproblemen weisen eine abnormale Aussprache auf.

Grundvoraussetzung für die Funktion dieser Orgelstrukturen bzw. Blasinstrumente ist die Mitwirkung von Luft. Ohne Luftstrom wird die Schallquelle abgeschnitten und jegliche Resonanz und Artikulation sind nutzlos. Es kann kein Ton erzeugt werden und es entstehen keine Schallwellen.

Das menschliche Gehör ist ebenfalls das Ergebnis der Schallwellen, die über eine Reihe empfindlicher Mechanismen wie das Hammerbein zum Trommelfell übertragen werden und dann die Cochlea erreichen. Die Cochlea wandelt die Vibrationssignale in elektrische Signale um, die über mit der Cochlea verbundene Nervenfasern an das Gehirn übertragen werden. Erst nach der empirischen Verarbeitung durch das Gehirn können Menschen verschiedene Geräusche wahrnehmen.

Ohne Luft können Schallwellen nicht übertragen werden. Daher kann es, auch wenn das Headset am Ohr getragen wird, nicht zu einer Übertragung vom äußeren Gehörgang zum Trommelfell kommen und der Anruf kann nicht entgegengenommen werden. Tatsächlich dient die Erfindung des Telefons dazu, den Vorgang zu simulieren, wie Menschen Geräusche erzeugen und empfangen. Egal, ob jemand Geräusche erzeugt oder empfängt, die wichtigste Brücke ist die Luft.

Daher können Menschen in einem Vakuumzustand nicht nur nicht überleben, sondern auch keine Geräusche machen und keine Anrufe tätigen oder empfangen. Willkommen zur Diskussion, danke fürs Lesen.

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