Warum quietscht die Kreide auf der Tafel?

Lorenz Bockisch

Schon gewusst, warum die Kreide an der Tafel quietscht? Der dahinterstehende physikalische Effekt ist der gleiche, der auch das Quietschen von Straßen- und Eisenbahnen auf Schienen und zwischen Gläsern, die frisch aus der Spülmaschine kommen, erzeugt.

Beim Stick-Slip-Effekt gleitet die Kreide nicht gleichmäßig über die Tafel, sondern haftet, spannt sich an, trennt sich von der Tafel, gleitet ein Stückchen, um danach wieder zu haften. Das ganze passiert rasend schnell, wodurch das Kreidestück in Schwingungen versetzt wird. Diese übertragen sich auf die Tafel, die als Resonanzkörper wirkt.


Drei Schülerinnen aus Celle haben das 2005 für den Wettbewerb "Jugend forscht"einmal genauer unter die Lupe genommen: Die hohe Grundschwingung (also das eigentliche Quietschen) beträgt zwischen 2,5kHz und 4,5 kHz und ist abhängig von der Länge des Kreidestücks: Je kürzer, desto höher der Ton.

Hinzu kommen Oberschwingungen, deren Frequenz ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz (für Musiker: Oktaven) sind. Was den meisten Menschen daran so unangenehm ist, ist nicht nur die sehr plötzlich erreichte extreme Lautstärke von über 90 dB(A), was ungefähr dem Schalldruck eines Presslufthammers aus 2 m Entfernung entspricht. Es sind vor allem die mitschwingenden niedrigeren Frequenzen von ungefähr 150 Hz (für Musiker: etwa ein kleines d), die man buchstäblich spürt.

Außerdem stellten die drei Mädels fest, dass die Kreide nur in bestimmten Winkeln zur Tafel, bei bestimmten Geschwindigkeiten und nur mit bestimmter Kraft quietscht. Das aber auch nur, wenn sie nicht zu kurz ist und keine moderne Metalltafel verwendet wird. Auf ihr quietscht nichts mehr.

Mit dem gleichen Prinzip quietscht die Gabel auf dem Teller, die StraBa in der Kurve, der Tisch beim Rücken, die Fingernägel auf der Tafel und die nassen Schuhe auf dem glatten Boden. Das einzige angenehme Geräusch, das dieser Stick-Slip-Effekt zu verantworten hat, ist die Klangerzeugung mit einem Bogen auf einem Streichinstrument. Den physikalischen Ursprung hört man allerdings bei Anfängern noch deutlich heraus.