Schall - Physik.

« Für die Berechnung der Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten gilt: cflüssig = √(1/ cr),wobei r die Dichte der Flüssigkeit und c ihre Kompressibilität ist. Die Berechnung der Schallgeschwindigkeit in Festkörpern ist etwas komplizierter, weil hier die longitudinalen und transversalen Wellen berücksichtigt werden müssen.

ImSpezialfall eines langen Stabes gilt: cfest, longitudinal = √(E/&rho) und cfest, transversal = √(G/&rho). In diesen Formeln ist r die Dichte des Festkörpers, E der Elastizitätsmodul und G der Torsions- oder Schubmodul.

Elastizitäts- und Torsionsmodul sind Materialkonstanten und werden in Pascal angegeben. 3 SCHALLWAHRNEHMUNG Typische KlangfarbenWährend die Stimmgabel mit 440 Hertz als reine Schwingung den Kammerton a erzeugt, überlagern Oberwellen bei den vonInstrumenten erzeugten Tönen die gespielte Grundfrequenz und erzeugen so typische Klangfarben.Dorling Kindersley Das menschliche Ohr registriert eine Schallwelle als Ton, wenn das Spektrum der Welle nur aus einer Frequenz besteht.

Physikalisch ist ein (reiner) Ton eineSinusschwingung.

Überlagern sich mehrere Töne, deren Frequenzen in einfachen ganzzahligen Verhältnissen zueinander stehen, so nimmt das Ohr diese als Klang war.Beim Klang bestimmt die niedrigste Frequenz (Grundton) die Tonhöhe, während die höheren Frequenzen (Obertöne) die Klangfarbe beeinflussen.

Stehen die Frequenzendagegen in anderen Verhältnissen zueinander, so wird der Schall als Geräusch oder als Lärm empfunden.

Ein Knall entsteht durch plötzliche, kurzzeitigeDruckschwankungen, wie etwa bei einer Explosion oder beim Überschallflug (Überschallknall, siehe Flugzeug). KlangfarbenOberwellen, die einen von verschiedenen Instrumenten gespielten gleichen Grundton überlagern, verleihen ihnen ihrecharakteristische Klangfarbe.© Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten. Die Lautstärke des Schalls wird durch die Amplitude der Schallwelle bestimmt und lässt sich als Schalldruck (in Pascal, Pa) oder als Schalldruckpegel (in Dezibel, dB)messen.

Je höher der Schalldruck (und je größer die Amplitude), desto lauter wird der Schall wahrgenommen.

Der Schalldruckpegel L P, entspricht dem 20fachen Logarithmus des Verhältnisses zweier Schalldrücke, nämlich dem Spitzen- oder Effektivwert eines beliebigen Schalldruckes p eff und dem Bezugsschalldruck p 0 = 2 × 10 - 5 Pascal: LP = 20[lg(p eff/p0)] Dezibel. Zimmerlautstärke wird bei etwa 60 bis 70 Dezibel erreicht, die Schmerzgrenze liegt bei 120 Dezibel. 4 SCHALLARTEN NACH FREQUENZ FrequenzDie Frequenz ist die Anzahl der Schwingungen eines Tones pro Zeiteinheit und wird in Hertz gemessen (Zahl der Schwingungen proSekunde).

Hohe Frequenzen werden als hohe Töne wahrgenommen und niedere als tiefe Töne.

Die Lautstärke eines Tones hängt vonder Größe der Amplitude ab.© Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten. Schall lässt sich nach seiner Frequenz in die folgenden Schallarten unterscheiden: 4.1 Infraschall Schall mit Frequenzen unter 20 Hertz wird als Infraschall (von lateinisch infra: unten, darunter) bezeichnet und ist für das menschliche Ohr nicht hörbar.

Dagegen können einige Tiere, wie etwa bestimmte Walarten, Infraschallwellen wahrnehmen und auch erzeugen.

Ebenso gehören seismische Wellen, die durch Erdbeben oderVulkanausbrüche entstehen, zu den Infraschallwellen.

Außerdem können Maschinen wie Industrie- oder Windkraftanlagen Infraschallwellen hervorrufen.

Infraschall ist u.

a.auch Gegenstand der Bauakustik, etwa um Maßnahmen zum Schallschutz zu treffen.

Infraschallwellen sind für den Menschen zwar nicht hörbar, sie können jedoch alsErschütterungen wahrgenommen werden. 4.2 Hörschall Unter Hörschall wird der für das menschliche Ohr hörbare Schall mit Frequenzen zwischen 20 und 20 000 Hertz (20 Kilohertz) verstanden.

Mit zunehmendem Alter nimmtdie Fähigkeit, hohe Töne im oberen Frequenzbereich zu hören, ab, und zwar durchschnittlich von 20 Kilohertz (Kindheit) über 15 Kilohertz (um 35 Jahre) auf etwa5 Kilohertz (über 60 Jahre). 4.3 Ultraschall Schall mit Frequenzen zwischen 20 Kilohertz und 1 Gigahertz nennt man Ultraschall (von lateinisch ultra: jenseits, darüber hinaus).

Die Wellenlängen von Ultraschallwellen in der Luft liegen mit rund 1,6 bis 0,3 Mikrometern (millionstel Meter) im Bereich der Wellenlänge sichtbaren Lichtes (etwa 0,8 bis 0,4 Mikrometer).

Aus diesem Grund. »