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Schall


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Schall (von althochdeutsch scal ) bezeichnet allgemein das Geräusch den Klang den Ton wie er vom Menschen vernommen wird. stellt die Ausbreitung von kleinsten Druck- und in einem Medium (Gase Flüssigkeiten Festkörper) dar.

Physikalisch gesehen ist Schall eine Welle in Gasen und Flüssigkeiten ist er eine Longitudinalwelle also auch im wichtigsten Medium in In Festkörpern gibt es auch Transversalwellen . Schallwellen transportieren Energie und Informationen. Sie Fluidteilchen um einen mittleren Zustand und breiten mit einer charakteristischen Geschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit aus. Diese beträgt unter Normalbedingungen in 340 m/s und im Wasser 1450 m/s. ist Schall dadurch definiert dass die Schwankungen Zustandsgrößen Druck und Dichte klein im Verhältnis zu ihren Ruhegrößen Das wird dadurch anschaulich wenn man den bei einem Lärm von 120 dB ( Dezibel ) das ist die Schmerzschwelle des Menschen dem normalen atmosphärischen Druck vergleicht: Ruhedruck der beträgt etwa 1 bar Effektivwert des Schalldrucks bei 120 dB beträgt 0002 bar. Selbst bei diesem gewaltigen Lärm die Druckschwankung dennoch relativ klein.

Die zugehörige Wissenschaft ist die Akustik wiederum ein Untergebiet der Gasdynamik ist. Die beiden Energieformen die sich Schall ineinander wandeln sind die Kompressionsenergie und Bewegungsenergie charakterisiert durch:

Wellen sind zeitlich und örtlich periodische einer physikalischen Größe g(t x) . Der Schalldruck p ist die wichtigste Schallfeldgröße als Skalar überhaupt. Dies hat verschiedene Gründe: Der ist relativ leicht messbar. Er ist eine Größe und vom Menschen physiologisch erfassbar. Auch Schallschnelle v ist eine Schallfeldgröße wobei bei Einwirkung Schall die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung den Fluidelementen (Luftmolekülen) gemeint ist. Hierbei wird Geschwindigkeit als Begriff nie verwendet da die Schallgeschwindigkeit c bereits die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Schallwelle beschreibt. Schnelle ist nicht so leicht bestimmbar. Man sich hierbei klar werden dass die maximal Geschwindigkeiten bei der Auslenkung der Fluidelemente klein Vergleich zur Schallgeschwindigkeit sind: Bei einem Lärm 120 dB (Schmerzschwelle) beträgt die Schnelle amplitude in Luft gerade einmal 0 069 Bei der Hörschwelle des Menschen (0 dB) hat die einen Wert von 6 93*10 -8 m/s! Hier werden die Luftteilchen in Größenordnung von nur einem Tausendstel (1/1000) der freien Weglänge der Luftmoleküle bei Normalbedingungen ausgelenkt. ist die Schnelle sicher wesentlich ungeeigneter um zu quantifizieren. Man beachte außerdem dass es bei der Schallschnelle um eine geordnete Bewegung Teilchen handelt. Eine ungeordnete Bewegung von Materieteilchen zwar immer statt dieses Phänomen wird aber Wärme bezeichnet.

Entsprechend der Frequenz f unterscheidet man:

  • Infraschall ( < 16 Hz für Menschen hörbar da zu tief)
  • Schall ( 16 Hz - 20 für Menschen hörbarer Schall)
  • Ultraschall ( 20 kHz - 1 GHz Menschen nicht hörbar da zu hoch)
  • Hyperschall ( > 1 GHz nur noch ausbreitungsfähige Wellen)

Schall ist im Gegensatz zu Licht eine Materiewelle. Schall braucht zu seiner ein materielles Medium. Im Vakuum kann sich Schall nicht ausbreiten kann dort - z. B. auf dem Mond nicht hörbar sein.

Schall wird mit Mikrofonen aufgenommen die jeweils als Sensor im Schallfeld wirken und
Schall wird mit Lautsprechern als Spannungs- in Schalldruck-Wandler wiedergegeben.

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