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Physik Akustik
* Schall,Luftscall,Körperschall * Ton,Klang * Schallquellen * Schallausbreitung * ReflexionenPh
TOP Schall ,Luftschall, Körperschall
Schallwellen sind Druckschwankungen. Sie breiten sich in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen in Form von Druckschwankungen (Druckwellen) aus. Für das menschliche Ohr sind ca. Frequenzen von 16Hz bis 20kHz hörbar. d.h. er umfasst ca.10 Oktaven, wobei eine Oktave jeweils einer Verdoppelung der Frequenz entspricht. Höhere Frequenzen werden als Ultraschall, tiefere als Infraschall bezeichnet.
TOP Ton, Klang Ein Ton ist eine (reiner Ton) Sinusschwingung. Ein Klang ist die Überlagerung mehreren Töne, diese addieren sich zu einer nicht sinusförmigen Schwingung. Die Amplitude entspricht dabei der Lautstärke, die Frequenz der Tonhöhe und die Schwingungsform der Klangfarbe.
TOP Schallquellen Schwingende Körper (aller Aggregatzustände), die Schallwellen abstrahlen, werden als Schallquellen bezeichnet. Das können Saiten, Stäbe, Luftsäulen, Membranen usw. sein.TOP Schallausbreitung Die Ausbreitung des Schalls erfolgt in mechanischen Längswellen. Die Phasengeschwindigkeit dieser Wellen, meist als Schallgeschwindigkeit "c = 343m/s in Luft", ist nur von den Eigenschaften des Mediums ,nicht aber von der Frequenz der Welle abhängig . Schallgeschwindigkeiten in verschiedenen Medien Luft = 343m/s Wasser = 1440m/s Aluminium = 6260m/s Gummi = 1480m/s Eine punktförmige Schallquelle sendet Kugelwellen aus. Von punktförmigen Schallquellen kann gesprochen werden wenn die Wellenlänge kleiner ist als der Membrandurchmesser. Ist die Wellenlänge grösser wird der Schall gleichförmig (gerichtet) abgestrahlt. Erstrebenswert ist eine kugelförmige Abstrahlung.
TOPReflexionen Treffen Schallwellen auf ein Hindernis, so werden sie reflektiert. Die erste Welle begegnet der Reflektion und bildet dabei stehende Wellen. Die stehende Welle schwingt dabei in der Wellenlänge die dem halben Abstand der parallelen Flächen entspricht. (oder halbe Wellenlänge) Dies ist allerdings erst die Grundresonanz. Es bilden sich weitere stehende Wellen die ein ganzzahliges Verhältnis zur halben Wellenlänge haben. Bei 8m Wandabstand ergibt sich eine Grundresonanz von 21Hz. Weiter werden sich stehende Wellen in Bereich von 42Hz, 84Hz, 168Hz u.s.w bilden. Stehende Wellen spielen in der Akustik eine grosse Rolle und sind teilweise erwünscht (Transmission-Line-Box), andererseits gefürchtet (Raumakustik).