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Akustik
Schall ist Teil der natürlichen Umgebung des Menschen. Vor allem aber ist Schall ein wahrgenommenes Phänomen, ein Sinneseindruck, das Rohmaterial für den Gehörsinn. Manchmal ist es ein Schrei, eine Stimme, ein Wort, also Kommunikation durch Sprache, dieses ganz besondere Bindeglied zwischen den Menschen. Es ist aber auch Musik, eine andere Form des Ausdrucks und der Kommunikation, und Lärm, ein Nebeneffekt der Industriegesellschaft.
Unsere tägliche Hörerfahrung führt zu drei Beobachtungen:
- Der wahrgenommene Schall ist verbunden mit der schwingenden Bewegung eines Vibrationssystems. Um sich davon zu überzeugen, reicht es, wenn man beim lauten Sprechen nur leicht den Kehlkopf berührt;
- Schall ist kein unmittelbares und gleichzeitiges Phänomen im Raum. Zwei Menschen, die sich an unterschiedlichen Orten befinden, nehmen einen Blitz gleichzeitig wahr, nicht aber den darauffolgenden Donner;
- Wenn die zu überbrückende Entfernung mehr als 20 bis 30 Meter beträgt, wird die Übertragungszeit wahrgenommen; dies zeigt das Phänomen des Echos: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls ist niedrig.
Historisch gesehen bilden solche ungenauen Beobachtungen den Ursprung der Akustik, eines Wissenschaftsgebiets, das sich mit der Natur, der Entstehung und Erzeugung, der Ausbreitung und der Wahrnehmung des Schalls befasst, um seine Mechanismen und Gesetzmäßigkeiten zu entdecken.
Die Akustik als Wissenschaft belegt, dass Schall physikalisch gesehen eine sich ausbreitende wellenförmige Bewegung von Partikeln eines flüssigen oder festen Mediums ist. Bestimmte Medien begünstigen die Ausbreitung des Schalls, während andere die Ausbreitung beeinträchtigen.
Je nach der Frequenz der Wellenbewegung ist der Schall hörbar oder nicht. Für den Menschen liegt der Bereich des hörbaren Schalls etwa zwischen 16Hz und 16kHz.
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Der Definition nach ist Schall oder akustische Vibration eine "Bewegung von Partikeln um die Gleichgewichtslage in einem elastischen Medium (wie beispielsweise die Luft)". Entsprechend der natürlichen Hörerfahrung des Menschen hat hörbarer Schall zwei Bedeutungen, die zwei Blickwinkel vermitteln:
- Akustische Wellen, die eine Hörempfindung auslösen können;
- Hörempfindung, die durch eine akustische Schwingung ausgelöst wird.
Der Bereich der physikalischen Akustik befasst sich mit dem Schall als hörbare oder nicht hörbare Welle. Im Mittelpunkt des Interesses stehen hier die Erzeugung und Ausbreitung von Wellen in einem elastischen Medium sowie in allen anderen Medien, unabhängig vom Phänomen der Wahrnehmung.
Die Akustik des Hörens, einschließlich der Psychoakustik und der Physioakustik, befasst sich ausgehend vom zweiten Blickwinkel mit hörbarem Schall. Es geht um die Untersuchung der Mechanismen des Hörens und um die Beziehung, die zwischen der Wahrnehmung und den physikalischen Eigenschaften des Schalls besteht.
Hörbarer Schall wird in Audiofrequenzen eingeteilt. Ultraschall ist ein Schall mit einer Frequenz, der über der Hochfrequenzgrenze für hörbaren Schall liegt. Die Frequenz von Infraschall hingegen liegt unter der Niedrigfrequenzgrenze für hörbaren Schall.