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Tonträger – ein Medium der Musik

Vor der Digitalisierung waren Tonträger unsere alltäglichen musikalischen Begleiter. Doch was ist ein Tonträger und woraus besteht dieser? Ein Tonträger ist ein Medium, das Töne speichern und diese mithilfe von Abspielgeräten wiedergeben kann. Zu den bekanntesten Tonträgern gehören das Tonband, die Schallplatte, die Kassette, die CD und die DVD. Die Chemie liefert den Grundstoff für die verschiedenen Tonträger. Denn Tonbänder, Compact Discs und Co. bestehen aus Polymeren. Die Geschichte der Tonträger reicht bis ins 19. Jahrhundert zurück. Lesen Sie hier, wie die verschiedenen Tonträger funktionieren und welchen Einfluss die Chemie auf deren Entwicklung hatte.

Phonograph - eine Erfindung von Thomas EdisonPhonograph - eine Erfindung von Thomas EdisonPhonograph - eine Erfindung von Thomas Edison

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Walzer auf Walzen

Bei seiner Premiere walzte er 1878 die althergebrachte ...Vorstellung, dass Töne nicht konservierbar seien, einfach nieder: Vor gebanntem Publikum gab der Phonograph – laut Überlieferung – die Worte „Hello, hello, hello!“ seines Erfinder Thomas Edison wieder. Herzstück der Apparatur war eine sich drehende, mit Stanniolpapier bezogene Walze. Eine Nadel las auf dem Stanniol befindliche Vertiefungen aus und gab diese Auslenkungen an eine Membran weiter, die dann, durch einen Trichter verstärkt, Schallwellen aussandte. Die Tonaufnahme selbst erfolgte auf dem umgekehrten Weg: Man sprach oder musizierte (mit viel Schalldruck!) durch den Trichter auf die Membran, die die Nadel zum Ritzen in die Stanniolfolie bewegte. Dieser erste, hauchdünne Tonträger bestand zu 96 Prozent aus Zinn und etwas Blei, Kupfer und Nickel.

Schallplatten: einer der ersten TonträgerSchallplatten: einer der ersten TonträgerSchallplatten: einer der ersten Tonträger

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Schwarzes Gold

1948 erfuhren Schallplatten eine wichtige Entschleunigung. ...Während die bis dato gebräuchliche Schellack-Version mit 78 Umdrehungen auf dem Grammophon raste, reichten bei Vinylscheiben 33 1/3 Runden pro Minute aus. Das neue Material Vinyl (chemisch = Polyvinylchlorid = PVC) erlaubte zudem feinere Rillen. Das erhöhte die Spieldauer deutlich; auch war das Rauschen bei der Wiedergabe geringer. Dadurch wurden auch die Zuhörer entschleunigt, denn jetzt ließ sich ein ganzer Symphonie-Satz genießen, bevor man zum „Seitenwechsel“ aufstehen musste. Auch in der Bau-, Automobil- und Verpackungsindustrie sprachen sich die Vorteile von PVC schnell herum, so dass es nach 1945 zum damals weltweit verbreitetsten Kunststoff wurde. Bis heute sind die schwarzen Scheiben für Liebhaber analoger Klänge und für DJs der absolute Hit.

tragbarer Kasettenrekordertragbarer Kasettenrekordertragbarer Kasettenrekorder

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Alle Mann an(s) Deck!

Gleicher Ort, neue Generation in der Geschichte der ...Tonträger: Auf der IFA in Berlin löste die „Compact Cassette“ mitsamt tragbarem Kassettenrekorder 1963 ihren Vorläufer, das Tonband, ab, der dort exakt 28 Jahre zuvor als „Magnetophon“ präsentiert worden war. Beide verband das Band: Ihr hauchdünner Tonträger bestand aus Acetylcellulose und war mit Eisenoxidpulver beschichtet, das durch Magnetisierung die Toninformationen festhielt. Schnell machten die handlichen Kassetten die koffergroßen Tonbandgeräte obsolet. Für den Einsatz unterwegs schützte das robuste Kassettengehäuse aus Kunststoff das empfindliche Band. Mittlerweile haben sowohl Tonbänder als auch Kompaktkassetten Museumswert. Das Eisenoxid aber wurde aus Carbonyleisen hergestellt, das noch heute die Unterhaltungselektronik begleitet: Es schützt die empfindliche Elektronik von Handy & Co. vor Spannungsschwankungen.

Tonträger CDTonträger CDTonträger CD

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Glasklare Klangsphären

15 Gramm leicht und silbrig glänzend, bei einem Durchmesser ...von 12 Zentimetern: ABBAs „The Visitor“ gehörte 1982 zu den ersten drei Tonträgern der Welt in einer neuen Darreichungsform – als Compact Disc (CD). Doch woraus besteht die CD? Wesentlicher Inhaltsstoff ist Polycarbonat, ein in Deutschland entwickelter und 1953 patentierter Kunststoff. Er ermöglichte den Vorstoß in knisterfreie Klang- und Komfortwelten. Bis das kratzfeste Material so transparent war, dass der Laserstrahl die silberne (Musik-) Informationsschicht auf der CD ungetrübt auslesen konnte, vergingen allerdings etliche Versuchsreihen. Die ersten Chargen waren noch cognacbraun, spätere immerhin honiggelb. Dank des nun absolut transparenten Kunststoffs entschweben Musikliebhaber bis heute in glasklare Klangsphären.

Musik über StreamingdiensteMusik über StreamingdiensteMusik über Streamingdienste

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Die neueste „Musikströmung“

Immer mehr Deutsche schwimmen beim Musikhören mit ...dem „Strom“. Allein zwischen 2013 und 2015 hat sich die Zahl derer, die Musik per Stream genießen, auf 20 Millionen verdreifacht. Jeder Zweite von ihnen tut es täglich, bei den Jüngeren (bis 29 Jahre) sogar 6 von 10. Aber auch jeder vierte Hörer, der mit den Beatles und Rolling Stones groß wurde (50–64 Jahre), bezeichnet sich als täglicher Nutzer der boomenden Musik-Streamingdienste. In den Wiedergabegeräten – z. B. in Smartphones, Tablets, Streaming Playern und Computern – geben immer leistungsstärkere Mikrochips den Takt vor. Mikrochips sind die Tonträger von heute.Nur mit hochreinen Spezialchemikalien lassen sich deren ultra-miniaturisierte Strukturen auf den Silizium-Wafern gestalten und Milliarden einzelner Transistoren auf einem briefmarkengroßen Chip unterbringen. (Quelle: Bitkom, Stand: Juni 2015)

Silizium-Wafer für ProzessorenSilizium-Wafer für ProzessorenSilizium-Wafer für Prozessoren

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Architektur in Nanometern

Fortgeschrittene Prozessoren können heute über 100 ...Milliarden Transistoren enthalten, die miteinander verschaltet sind. Diese Schaltkreise werden in einzelne Felder auf einer mit Fotolack beschichteten Halbleiterscheibe aus Silizium (Wafer) geätzt. Diese Felder – die späteren Mikrochips – werden bis zu 50 Mal lackiert, belichtet, fixiert und ebenso oft gebrannt, geätzt und gesäubert. Solange, bis alle Informationen untergebracht und zu einem funktionierenden Schaltkreis verbunden sind. Anschließend wird der so über viele Schichten aufgebaute Mikrochip aus dem Wafer ausgesägt und – in einer Vergussmasse geschützt – in ein Gehäuse eingebettet. Jeder dieser vielen Arbeitsschritte kann nur mit speziellen Chemikalien durchgeführt werden. Erst diese Produkte ermöglichen zusammen mit den Silizium-Wafern immer leistungsfähigere Prozessoren für Computer, Smartphones und Tablets.

Film- und TonträgerFilm- und TonträgerFilm- und Tonträger

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Vielseitige Unterhaltungskünstler: Film- und Tonträger

Ohne die Chemie wären das großartigste Konzert und das fabelhafteste Schauspiel nur flüchtige Momentaufnahmen. Denn sie entwickelte Materialien für Fotofilme, Filmbänder und verschiedene Tonträger, wie Tonbänder, CDs und DVDs. So kam Unterhaltung ins Kino und in die eigenen vier Wände. Jederzeit und sooft man mag. 

TonbandgerätTonbandgerätTonbandgerät

Freizeit & Sport

Souverän abgespult: Tonträger vergangener Zeiten

Lange Zeit war das Tonband das Maß der Dinge. In vielen ...Wohnzimmern gehörten die klobigen Tonbandgeräte zur Grundausstattung. Auf den Markt kamen die ersten „Magnetophone“ bereits 1935. Die Tonqualität der „magnetischen Filmbänder“ überzeugte durch ein niedrigeres Grundrauschen und wurde in den Folgejahren immer weiter verbessert. Das Auslesen des Tonbandes erfolgt durch den Kontakt mit einem Tonkopf. Spätestens seit dem CD-Zeitalter eine ungewohnte Vorstellung, denn das Tonband ist als Tonträger inzwischen vom Markt verschwunden. Für Liebhaber sind sie heute Relikte der „guten alten Zeit“ vor der Digitalisierung der Musik.

Polymer in CDsPolymer in CDsPolymer in CDs

Freizeit & Sport

Musikalisches Rundstück: Woraus besteht eine CD?

Kaum eine Kunstform profitierte so sehr von Kunststoffen ...wie die Musik. Von Schallplatten über Tonbänder und Musikkassetten bis hin zu CDs, DVDs und Blu-ray Discs – all diese Tonträger bestehen aus Polymeren. Was ist ein Polymer? Polymere sind kettenförmige, chemische Molekülverbindungen. Aus ihnen werden Kunststoffe hergestellt. Kommt bei Schallplatten seit rund 60 Jahren PVC zum Einsatz, so werden ihre digitalen Nachfahren, die CDs, DVDs und Blu-rays, aus Polycarbonat (PC) gefertigt. Das wärmestabile, schlagfeste, transparente und leicht formbare Material steckt auch in Skiern, Tennisschlägern, Surfbrettern und Booten.

Zelluloid rettet ElefantenZelluloid rettet ElefantenZelluloid rettet Elefanten

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Filmreifer Stoff: Zelluloid rettet Elefanten

Die Geschichte der Tonträger und Filmträger reicht ...bis ins 19. Jahrhundert zurück. Bevor Zelluloid zum Sinnbild für die Filmindustrie wurde, rettete es unzählige Elefanten. Entsprechend eingefärbt, ersetzte der Kunststoff das Elfenbein (aber auch Horn, Perlmutt und Schildplatt) – zuerst in Gebissen und Billardkugeln, dann z. B. auch in Schmuck, Kämmen, Spielzeugen, Puppen oder Hemdkragen. Das neue Material wurde um 1870 stark herbeigesehnt, denn Elfenbein, das damals jährlich etwa 70.000 Elefanten ihr Leben kostete, war unerschwinglich geworden. Zelluloid besteht hauptsächlich aus Nitrozellulose und Kampfer. Seine Filmkarriere begann schließlich, als es richtig „plattgemacht“ wurde. 1887 erfand Hannibal Goodwin die dünnen Zelluloidfilmbänder, die zunächst die fotografischen Platten verdrängten und später große Kinomomente festhielten.

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