Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 13-12-2018

Donder

betekenis & definitie

Donder - Het krachtig, rollend geluid, waarmede de electrische ontlading tusschen onweerswolken gepaard gaat en dat zich, wat zijn ontstaan betreft, laat vergelijken met het knetteren der electrische vonken van een electriseermachine, en met den knal bij de ontlading eener Leidsche flesch. Wall. (1708) maakte het eerst op de overeenkomst van den d. met het geluid van een electrische vonk opmerkzaam, terwijl daarop Franklin (1746—53) nog een aantal gronden aangaf, die voor het electrisch karakter van den d. pleiten. Het d.-geluid ontstaat gelijktijdig met het overslaan van den bliksem. Men neemt aan, dat de lucht in de bliksembaan door de plotselinge verhitting, uitzetting of zuiver mechanisch door een explosie wordt weggedrongen; rondom de bliksembaan ontstaat een luchtverdichting; de daarin na het overslaan van den bliksem ontstane verijling wordt weer aangevuld met lucht uit de omgeving, waardoor dan er rondom een verdunning ontstaat.

Van uit de ruimte om de bliksembaan gaan dus periodisch verdichtingen en verdunningen uit en deze zijn de geluidsgolven of in het algemeen de luchttrillingen, waaruit de d. bestaat. Doordat echter de voortplantingssnelheid der druk- en geluidsgolven door de lucht zooveel geringer is dan die van het licht, verloopt er een geruimen tijd tusschen het zien van den bliksem en het hooren van den donder. Daar het geluid zich met rond 340 M. p. sec. voortplant, geeft het aantal secunden, dat verloopt tusschen het zien van den bliksem en het hooren van den d., vermenigvuldigd met 340 den afstand in Meters tot de plaats waar de bliksem oversloeg. Bij onweersbuien geeft dus de meting of schatting van het tijdsverloop tusschen bliksem en d. een oordeel over den afstand waarop de bui van de plaats van den waarnemer verwijderd is. Verder is de duur van den d. langer dan die van den bliksem. Alleen wanneer de bliksem zeer dicht in de nabijheid van den waarnemer eindigt (inslaat), valt de aan vang van den d. samen met het tijdstip, waarop de bliksem zich doet zien.

Het eigenaardig aanzwellen of rollen van den d. heeft zijn oorzaak deels in terugkaatsingen en versterkingen der geluidsgolven, deels ook in onregelmatige breking daarvan in de inhomogene lucht, waardoor interferentie’s van het geluid tot stand komen. In bergachtige streken hoort men den d. sterker en rollender dan in de vlakte, dewijl aldaar ook tegen de bergwanden eene terugkaatsing en versterking der geluidsgolven plaats heeft. Daar de d. bij den overgang van dunnere in dichtere luchtlagen aanmerkelijk verzwakt en verder de geluidstralen bij dezen overgang zich krommen met de bolle zijde naar de dichtere lucht gekeerd en daardoor van de aarde afbuigen, is de d reeds op geringe afstanden onhoorbaar. De grootste tusschen bliksem en d. waargenomen tijdsruimte is 72 secunden, de afstand van het onweer derhalve 24 K.M., terwijl blijkens waarnemingen uit de laatste oorlogsjaren het geluid van zwaar geschut op honderden K.M.’s afstand hoorbaar is. De duur van den d. is verschillend, volgens Deslisle tot 50 sec.

De nieuwste onderzoekingen over den d. zijn die van W. Schmidt (Meteor. 28. 31. 1914). Voor het rollende geluid van den d. stelt hij aansprakelijk de terugkaatsing voornamelijk tegen luchtlagen van hoogere temperatuur. Hij berekent, dat bij een verticale temperatuurtoename van 0° tot 10° C. op een bepaalde hoogte h. boven de aarde de intensiteit van het direct gehoorde geluid wel-is-waar snel geringer wordt (afneemt met het vierkant van den afstand), doch de verhouding van de sterkte van het gereflekteerde geluid tot de intensiteit van het direct tot den waarnemer komende snel toeneemt. Van af een afstand 12 h. zijn beide reeds aan elkaar gelijk en is dus de totale sterkte van het tot ons komende geluid door de echo verdubbeld. Hoewel de bij de berekening gemaakte onderstelling een uitzonderingsgeval voorstelt, blijkt er toch uit, hoe terugkaatsing in de vrije atmosfeer het d.-geluid vooral op grooten afstand belangrijk kan versterken en vooral een oorzaak kan zijn van lang aanhoudende donderslagen, die ons van ver verwijderde bliksems bereiken. Het opvallend verschijnsel, dat de d. langer duurt en sterker is bij het aftrekken dan bij het naderen van een onweer, wat vooral bij front-onweer veel wordt waargenomen, vindt in het bovenstaande een verklaring. Immers na het onweer zijn in vergelijking van daarvóór, de onderste luchtlagen sterk afgekoeld en kan zich de toestand vormen, dat een koude luchtlaag onder een warmere ligt, al is de temperatuursprong zelden van de orde en grootte, als Schmidt bij zijn berekening aanneemt. Bij nauwkeurige waarnemingen van den d. valt het verder op, dat we bij een zwaren donderslag naast zeer zware geluiden met lagen toon en soms ook hooge ratelende geluiden, rammelen der vensterruiten waarnemen, waardoor we als het ware zelfs met den tastzin drukgolven waarnemen, die nu en dan zelfs den grond doen trillen.

De laatste verschijnselen, waaraan een veel grooter energie is toe te kennen dan aan die van de geluidsgolven, bewijzen dus, dat er in den d. behalve de hoorbare trillingen nog andere trillingen aanwezig zijn, trillingen van groote sterkte, doch van een te klein trillingsgetal om met het oor te kunnen worden waargenomen. Experimenteel onderzoek bevestigt dit laatste. In den d. zijn het meest frequent de niet als geluid waarneembare trillingen en wel verstoringen van 16—25 trillingen per sec. en zulke met 105—115 trillingen per sec.; in de eersten is 57 % der geheele energie van den d. vervat. Van de hoorbare trillingen ligt het meerendeel tusschen 76 (Dis) en 120 trillingen (A); die van 40 (laagst hoorbare toon) tot 75 zijn evenals de trillingen, die in de muziek de hooge tonen geven, minder sterk vertegenwoordigd. Echter komen nog langzame trillingen voor met belangrijk grooter energie. Bij nauwkeurige analyse van 10 krachtige donderslagen werden drukschommelingen geregistreerd van een trillingsduur van 0.2 tot 0.5 sec.

Deze trillingen vielen niet samen met de momenten, waarop het rommelen van het geluid het zwaarst werd gehoord, doch gingen deze vooruit, in dier voege, dat eerst de langzamere trillingen aankwamen en eerst daarna, al was het tijdsverschil ook gering, de begeleidende en volgende snellere. Overeenkomstig met de geluidsindrukken van dichtbij ontstane donders, welke steeds met een luiden knal beginnen en dan rommelend uitloopen, kan uit de opteekening der luchtdrukgolven van ver verwijderde donders worden opgemaakt, dat de donders in het algemeen in twee groepen gesplitst kunnen worden, n.1. de plotseling verloopende en die, welke meer geleidelijk inzettende verstoringen geven. Na het afleggen van een langen weg, als bij de geregistreerde donders het geval was, komt de sneller zich voortplantende verstoring aan het eerste; deze plotseling aankomende sterke drukstoot is dus op te vatten als een explosiegolf, welke verreweg het meerendeel der energie van de geheele verstoring bevat en zich met een snelheid grooter dan die van het geluid voortplant. Zij wordt gevolgd door een sterke luchtverdunning en daarna door de met geluidsnelheid voortgaande, veel minder energie bevattende geluidsgolven, welke dus als het ware als een secundaire verstoring t. o. v. de eerste zijn te beschouwen. Het geluid van den aanvankelijk enkelvoudigen knal van een dichtbijzijnden donder wordt op grooter afstand zwakker en verliest zich ten slotte in het nagerommel.

De geheele bliksemslag geeft dus aanleiding tot één sterke explosiegolf. Echter is het denkbaar, dat de weerstand op verschillende stukken van de vonkenbaan niet dezelfde is en dus de explosiegolf is opgebouwd uit stukken van meer en minder energie. Deze geven echter aanleiding tot verschillend sterke geluidsverstoringen, die, met elkaar interfereerend, nagenoeg gelijktijdig ons oor bereiken en het geluid dus doen aanzwellen en afnemen. Terwijl verder de krachtige explosiegolf bij haar voortgang weinig invloed ondervindt van onregelmatige luchtbewegingen en onregelmatige dichtheidsverschillen, worden de geluidsgolven hierdoor sterk vervormd, wat mede een oorzaak is van het intermitteerend aanzwellen en afnemen van den donderslag, wat het sterkst is voor ver verwijderde donders en dus mede als oorzaak van het rollen van den d. moet worden opgevat.