Thermodynamik lernen mit Muse

Thermodynamik ist ja doch oft ein bisschen zach, wenn man es lernen muss, jedoch nicht ganz versteht, und der Stoff meistens relativ trocken präsentiert wird!

Mit der britischen Rockband Muse macht es vielleicht ein bisschen mehr Spaß! ;-)
Natürlich kann man über Thermodynamik und Entropie viel mehr sagen als im Liedtext vorkommt (einen Aspekt der Entropie habe ich vor kurzem ja in einem Artikel beschrieben). Aber niemand anderer wird einem beim Physik lernen so die Ohren durchpusten wie Muse mit ihrem Lied "The 2nd Law: Unsustainable".
Auch das Album heißt "The 2nd Law" - also hat auch dieser Titel mit der besungenen Entropie zu tun (Stichwort: zweiter Hauptsatz der Thermodynamik).

Na dann: Lautstärke aufdrehen und durchdrehen! ;-)
Unter dem Video gibt's dann den Text zum Mitlesen.

All natural and technological processes proceed in such a way that the availability of the remaining energy decreases.
In all energy exchanges, if no energy enters or leaves an isolated system, the entropy of that system increases.

Energy continuously flows from being concentrated, to becoming dispersed, spread out, wasted and useless.
New energy cannot be created and high grade energy is being destroyed. An economy based on endless growth is... Un-sus-tain-able!

The fundamental laws of thermodynamics will place fixed limits on technological innovation and human advancement.
In an isolated system the entropy can only increase. A species set on endless growth is... Un-sus-tain-able!

Das wohlkalkulierte Klavier

Haben zwei Saiten mit gleicher Spannung unterschiedliche Längen, so geben sie verschiedene Töne ab, wenn man sie in Schwingungen versetzt. Seltsamerweise klingen die Töne für ein Längenverhältnis von beispielsweise 2:1 oder 3:2 besonders angenehm in unseren Ohren - geradezu harmonisch. Andere (kompliziertere) Längenverhältnisse erzeugen im Gegensatz dazu unangenehmere Töne.

Wie die meisten von euch bestimmt wissen, wird der Unterschied in der Tonhöhe von einem Ton zum anderen in Intervallen angegeben. Das heißt, man misst den "Abstand" zweier Töne in diskreten Schritten auf einer Art musikalischer Skala.

Das prominenteste und grundlegendste Intervall ist die Oktave. Zwei Töne, deren Tonhöhenunterschied (gemessen in Intervallen) eine Oktave ergibt, harmonieren besonders gut. Das liegt einfach daran, dass für den Fall einer Oktave das Längenverhältnis der Saiten 2:1 lautet. Anders formuliert: Die höher klingende Saite schwingt doppelt so schnell wie die tiefer klingende. So spielt man Oktaven auf (Saiten-)Instrumenten, wie z. B. Violine, Gitarre, etc., indem man die Saite genau an ihrer Mitte mit dem Finger gegen das Griffbrett drückt und somit die Länge, auf der die Saite schwingen kann, einfach halbiert.

Es gibt natürlich noch zahlreiche andere Intervalle. Für das musikalische Verständnis und Empfinden der "westlichen" Kultur besonders wichtig sind die Längenverhältnisse 4:3 (vierte Stufe, Quarte) und 3:2 (fünfte Stufe, Quinte). Dies entspricht den Tönen "F" und "G" auf der Skala CDEFGAHC, welche durch die weißen Tasten auf einem Klavier repräsentiert wird. (Dabei sind das erste und das letzte "C" eine Oktave voneinander "entfernt".)

Klaviertastatur einer Oktave¹

Doch wie kommt man überhaupt zu dieser Skala CDEFGAHC? Es kann sich dabei um keine reine Willkür handeln, denn sonst würden nicht so viele Töne davon miteinander harmonieren.