Schalldruck

Die Druckschwankungen eines kompressiblen Mediums (natürlich Luft) die bei der Ausbreitung von Schall auftreten nennt man Schalldruck . Diese Schalldruckschwankungen können vom Trommelfell als Sensor in Bewegungen umgesetzt werden. Wenn es um hörbaren Schall handelt können diese Bewegungen durch das Innenohr (Gehör-Hirn-System) wahrgenommen werden.

Der Schalldruck p (pressure) ist also der Verdichtungswechseldruck der Druck des umgebenden Mediums (Luft) überlagert ist. findet man das Klein- p des Schalldrucks (pressure) mit dem Groß- P der Schallleistung (power) verwechselt.

<math>

Der Schalldruck p ist also Kraft F (force) durch Fläche A (area).

Die SI-Einheit des Drucks ist das Pascal mit dem Einheitenzeichen Pa. Ein Pascal einem Druck von einem Newton pro Quadratmeter:

<math>

Die Amplitude des Schalldrucks nimmt im (Direktfeld) mit 1/ r der Entfernung von einer punktförmigen Schallquelle
Merke: Die Angabe eines Schalldruckwerts ohne die Angabe der Mess-Entfernung ist wertlos. (Leider kommt häufig vor).

Für Zahlenwertangaben des Schalldrucks wird der angegeben. Als Messgröße für den Druck wird in der üblicherweise der Schalldruckpegel <math>L_{p}</math> in dB verwendet.

Handelt es sich beim Schall um Ton also eine Sinus-Schwingung mit nur einer <math>f</math> so ergibt sich:

<math>

wobei <math>\bar{p}</math> die Schalldruckamplitude und <math>{\omega}</math> die Kreisfrequenz ist.

Sind mehrere Frequenzen gemischt (Töne) und die Frequenzen in einem festen Verhältnis miteinander spricht man von einem Klang ändert sich das Verhältnis der Frequenzen so spricht man von einem Geräusch .

Die sozusagen komplementäre Größe zum Schalldruck die (wechselnde) Geschwindigkeit mit der sich die um ihre Ruhelage hin- und herbewegen. Diese als Schallschnelle bezeichnet. Weiter gehört zu den Schallgrößen Schallkennimpedanz Z des Mediums in N·s/m³.

Anmerkung: Nicht zu verwechseln ist die Schallfeldgröße also der Schalldruck p (in Pa = N/m²) mit der Schallenergiegröße also der Schallintensität I (in Watt/m²). Von der Intensität eines zu sprechen ist physikalisch nicht sinnvoll. Intensität nicht Druck.
In der Umgangssprache werden " Stärke " " Größe " " Amplitude " oder " Pegel " auch mit " Intensität " bezeichnet in der Akustik sind dieses unterschiedliche Größen. Die Intensität ist hier eine Schallenergiegröße .

Der Schalldruck p in m/s ist:

<math>

Schallkennimpedanz Z in N·s/m³
Schallschnelle v in m/s
Schallintensität J in W/m²

Der Schalldruck kann ausgedrückt werden durch

<math>p = \rho \cdot c \cdot \cdot \xi = Z \cdot \omega \cdot

Üblicherweise in der Einheit N/m ² = Pa (Pascal). <math>\xi</math> ist der Buchstabe "(xi) = ksi".

Hierbei ist:
<math>\rho</math> = Dichte der Luft (des Mediums)
<math>c</math> = Schallgeschwindigkeit
<math>\omega</math> = Kreisfrequenz = <math>2 \cdot \pi \cdot f</math>
<math>\xi</math> = Auslenkung der Luftteilchen
<math>Z = c \cdot \rho</math> = Akustische Impedanz = Schallkennimpedanz

Die Schallauslenkung <math>\xi</math> in m ist durch folgende mit dem Schalldruck verbunden:

<math>

Damit ist ist der Schalldruck:

<math>

Schallkennimpedanz <math>Z</math> in N·s/m³
Schallschnelle <math>v</math> in m/s
Frequenz <math>f</math> in Hz
Kreisfrequenz <math>\omega = 2 \cdot \pi \cdot

Siehe auch andere Schallbegriffe:

• Schallauslenkung Schallschnelle
• Lautheit Lautstärke Schalldruckpegel
• Schallleistung Schallleistungspegel
• Schallintensität Schallintensitätspegel
• Schallfeldgröße Schallenergiegröße
• Hörfläche Schallkennimpedanz
• Luftdichte Schallenergiedichte

Weblinks

• Umrechnung: Schalldruck in Schalldruckpegel
• Das Ohmsche Gesetz der Akustik - Umrechnung
• Umrechnung von Druckeinheiten

Bücher zum Thema Schalldruck

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