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Schallpegel, Schallintensität
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enzymchen26
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Anmeldungsdatum: 05.07.2007
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 05 Jul 2007 - 17:29:11    Titel: Schallpegel, Schallintensität

hallo,

bin momentan verzweifelt, stehe kurz vor der abschlußprüfung in neurobio, hab aber zu viel mit physik zu tun und kann nirgendwo was finden. und das, was ich bis jetzt fand, ist unverständlich. tja, bin keine physik-studentin...Sad

meine erste frage: spielt es keine rolle ob man in dB(A) oder in dB misst? unterscheiden sich die ergebnisse voneinander? was macht überhaupt den unterschied zw. dB und dB(A)?

zweite frage: bei einer erhöhung des schallpegels um 10 dB(A) hört man doppelt so laut, genauso wie bei der erhöhung um 10 dB? stimmts? falls ja, warum? Sad

3. frage: verdoppelt isch die schallintensität bei einer erhöhung des schallpegels? (z.B. bei 65 dB 0,03 W/m2, bei 75 dB 0,06 W/m2)?

4. frage: verdoppelt man die anzahl gleicher schallquellen, dann verdoppelt sich auch die schallintensität?

5. frage: wozu benutzt man pegelmaß? gibt es hier 2: für intensitäten und schalldrücke?

für hilfreiche hinweise und antworten bin ich euch sehr sehr dankbar!
Daywood
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Anmeldungsdatum: 18.05.2007
Beiträge: 21

BeitragVerfasst am: 07 Jul 2007 - 14:54:49    Titel:

Probier es mal hier http://de.wikipedia.org/wiki/Bel_%28Einheit%29 , da ist eigentlich alles beschrieben. Da das Ganze logaritmisch ist, musst du es um 10dB erhöhen um die Int. zu verdoppeln.

Gruß David
ebs
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Anmeldungsdatum: 03.11.2007
Beiträge: 237

BeitragVerfasst am: 03 Nov 2007 - 16:04:24    Titel: Re: Schallpegel, Schallintensität

enzymchen26 hat folgendes geschrieben:
Ich bin momentan verzweifelt, stehe kurz vor der Abschlussprüfung, habe viel mit Physik zu tun und kann nirgendwo etwas finden und das, was ich bis jetzt fand, ist unverständlich.

Meine erste Frage: Spielt es keine Rolle ob man in dB(A) oder in dB misst?
Unterscheiden sich die Ergebnisse voneinander?
Was macht überhaupt den Unterschied zwischen dB und dB(A)?

Die übliche "dB-Messung" soll linear den in einem bestimmten Abstand r von der Schallquelle vorhandenen Schalldruckpegel bestimmen.
Mit einem Schalldruckpegelmesser macht man durch Einschalten eines speziellen A-Filtervorsatzes die dBA-Messung als "bewerteten Schalldruckpegel", bei dem besonders die tiefen Frequenzen unterdrückt werden. Die A-Bewertung entspricht den "Kurven gleicher Lautstärkepegel" bei der recht leisen Lautstärke von etwa 20 bis 40 phon (1 kHz Sinuston). Sicher unterscheidet sich die Anzeige der unbewerteten von der bewerteten Messung, denn die A-bewertete gefilterte Messung muss immer "schöne" niedrigere Werte ergeben.
Lesenswertes:
"Schalldruckpegel"
"Frequenzbewertung"
"Fletcher-Munson ist nicht Robinson-Dadson"
"Bewertungsfilter-Vergleich".

enzymchen26 hat folgendes geschrieben:
Zweite Frage: Bei einer Erhöhung des Schallpegels um 10 dB(A) hört man doppelt so laut, genauso wie bei der Erhöhung um 10 dB? Stimmt es? Falls ja, warum?

Wie oben angegeben, kann der filterbewertete Messwert in dBA nicht der Wert in dB sein. Schall lässt sich objektiv messen, die Lautstärke hingegen ist als gehörter Schall allein subjektiv zu empfinden.
"Doppelt so laut" ist eine problembehaftete psychoakustische durchschnittliche Lautstärkeangabe sehr vieler Testpersonen, die empfundene Angaben mit recht großen Unterschieden machen.
Du trinkst einen lauwarmen Kaffee, merkst dir wie warm der ist und dann gießt du kaltes Wasser dazu, bis du sagen kannst, jetzt ist der Kaffee "halb so warm".
Oder du hast einen lauwarmen Kaffee, gießt heißes Wasser hinzu, bis du meinst, dass der Kaffee "doppelt so warm" ist. Erkennst du jetzt das Problem der Feststellung wieviel Dezibel mehr Schall(druck)pegel man braucht, um die Lautstärke als vages Gefühl von "doppelt so laut" anzugeben.
Noch unbestimmter ist die psychoakustische Angabe - eine Empfindung, also keine Messung - von fünfmal so laut oder gar zwanzigmal so laut. Ich habe zu diesem Lautstärkegefühl keine klare feste Vorstellung, auch nicht zu "doppelt so laut". Stelle doch mal dein Küchenradio auf doppelt so laut. Damit habe ich so meine Schwierigkeiten, wenn ich ehrlich bin. Die strikte Behauptung in Lehrbüchern von einer 10 dB Pegelerhöhung für eine Verdopplung der Lautstärke, sollte unbedingt differenziert und nie absolut betrachtet werden.

enzymchen26 hat folgendes geschrieben:
3. Frage: Verdoppelt sich die Schallintensität bei einer Erhöhung des Schallpegels um 10 dB?
(z. B. bei 65 dB 0,03 W/m², bei 75 dB 0,06 W/m²?)

Dieser Rechner ist bei der Lösung eine gute Hilfe:
"Umrechnung von Schallgrößen (Pegel)".
Die Schallintensität von 0,03 W/m² entspricht einem Schallintensitätspegel von 104,8 dB und die doppelte Intensität 0,06 W/m² entspricht einem Schallintensitätspegel von 107,8 dB. Eine Verdopplung der Schallintensität entspricht also einer Pegelerhöhung von 3 dB.
65 dB Schallintensitätspegel entsprechen 0,00000316 W/m² Schallintensität und 75 dB Schallintensitätspegel entsprechen 0,0000316 W/m². Ein um 10 dB höherer Schallintensitätspegel ergibt also eine Schallintensität, die zehnmal größer ist als der Ausgangswert.
Die Frage muss also verneint werden.

enzymchen26 hat folgendes geschrieben:
4. Frage: Verdoppelt man die Anzahl gleicher Schallquellen, dann verdoppelt sich auch die Schallintensität?

Siehe: "Addition von elektrischen und akustischen Pegeln".
Bei einer Verdopplung der Anzahl gleichlauter akustischer Schallquellen ergibt sich ein um 3 dB höherer Summenpegel. Damit erhöht sich der Schalldruck um den Faktor 1,414 und die Schallintensität um den Faktor 2. Die Frage kann also mit ja beantwortet werden.

Anmerkung: Unsere Ohren sind Sensoren, die ausschließlich (!) die Schalldruckänderungen mit den Trommelfellen aufnehmen und den Gehörreiz an das Gehirn zum Wahrnehmen weitergeben. Bei der Tontechnik wird also mehr der Schalldruck als Schallfeldgröße betrachtet.
In der Akustik befasst man sich dagegen überwiegend mit der Lärmbekämpfung. Dort werden eher die Schallenergiegrößen zur Berechnung herangezogen, wie etwa die Schallintensität.

enzymchen26 hat folgendes geschrieben:
5. Frage: Wozu benutzt man das Pegelmaß? Gibt es hier zwei unterschiedliche Maße: Für Intensitäten und Schalldrücke?

Das Dezibel gibt das Verhältnis zweier Größen an und ist daher ohne Dimension. Wenn jedoch eine feste Bezugsgröße vereinbart wird, können auf diese Weise auch dimensionsbehaftete Größen logarithmisch angegeben werden. Bekannte Bezugswerte sind po = 0,0002 Pa für den Schalldruck als Schallfeldgröße und Io = 10^–12 W/m² für den Schallintensitätspegel als Schallenergiegröße. Schalldruck ist nicht Schallintensität!
Der Schalldruckpegel Lp = 20 log (p / po) = 10 log (p² / po²) in dB entspricht dem Schallintensitätspegel LI = 10 log (I / Io) in dB.
Es gibt keine unterschiedlichen Dezibel-Maße, aber die den Dezibel zugehörenden Werte von Schalldruck und von Schallintensität sind nicht gleich, denn sie stehen im quadratischen Zusammenhang. I ~ p².
Der doppelte Wert eines Schalldrucks entspricht dem Pegelzuwachs von (+)6 dB und das ergibt gleichzeitig den vierfachen Wert der Ausgangs-Schallintensität bei gleichem Pegelzuwachs von (+)6 dB. Siehe: "Umrechnung von Schallgrößen (Pegel)"


Zuletzt bearbeitet von ebs am 30 Aug 2009 - 19:28:21, insgesamt 5-mal bearbeitet
ebs
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Anmeldungsdatum: 03.11.2007
Beiträge: 237

BeitragVerfasst am: 03 Nov 2007 - 16:51:39    Titel: Schallintensität - Schalldruck - Lautstärke und die Pegel

Daywood hat folgendes geschrieben:
Probier es mal hier http://de.wikipedia.org/wiki/Bel_%28Einheit%29 , da ist eigentlich alles beschrieben.
Da das Ganze logaritmisch ist, musst du es um 10dB erhöhen um die Int. zu verdoppeln.
Gruß David

Ich lese hier: Man muss den Pegel um 10 dB erhöhen um die Schallintensität zu verdoppeln, weil das Ganze logarithmisch ist.

Man bekommt mit einem Schallpegel von zum Beispiel 94 dB eine Schallintensität von 0,0025 W/m² und mit 104 dB erhält man eine Schallintensität von 0,025 W/m². Das heißt, bei einer Erhöhung des Pegels um 10 dB ergibt sich also eine zehnmal höhere Schallintensität.
Die Antwort von David, dass man für eine 10 dB Pegelerhöhung die Schallintensität verdoppeln muss, ist also nicht richtig.
Rechenhilfe: "Umrechnung von Schallgrößen (Pegel)":
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-schallpegel.htm

Hier scheint möglicherweise Schallintensität nicht vom Schalldruck unterschieden worden zu sein, was häufig vorkommt. Schalldruck ist nicht Schallintensität. Das Erstere ist eine Schallfeldgröße und das Letztere ist eine Schallenergiegröße. Die Wirkung der Bewegung unserer Trommelfelle damit wir hören können, kann allein der Schall(wechsel)druck der Schallwellen auslösen, der dem Luftdruck überlagert ist.

Gruß ebs

Nachtrag: Beachte auch die Lautstärke und die Lautheit, die im folgenden Link gezeigt wird:
"Die subjektiv empfundene Lautstärke (Lautheit), der objektiv gemessene Schalldruck (Spannung) und die theoretisch berechnete Schallintensität (Schallleistung)":

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-pegelaenderung.htm


Zuletzt bearbeitet von ebs am 27 Feb 2010 - 17:19:26, insgesamt 2-mal bearbeitet
Knalltüte
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BeitragVerfasst am: 03 Nov 2007 - 18:27:52    Titel:

ebs hat folgendes geschrieben:
Ich habe zu diesem Lautstärkegefühl keine klare feste Vorstellung, auch nicht zu "doppelt so laut". Stelle doch mal dein Küchenradio auf doppelt so laut. Damit habe ich so meine Schwierigkeiten, wenn ich ehrlich bin.

Das selbe Problem hat man ja bei der Tonhöhe. Nicht jeder hat ein absolutes Gehör. Ist vielleicht Übungssache.
ebs
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BeitragVerfasst am: 04 Nov 2007 - 21:50:44    Titel:

Knalltüte hat folgendes geschrieben:
Das selbe Problem hat man ja bei der Tonhöhe. Nicht jeder hat ein absolutes Gehör. Ist vielleicht Übungssache.

"Übungssache" trifft für Vieles zu, wenn man es zur Meisterschaft bringen will. Um einen lauwarmen Kaffee mit dem Nachgießen von heißem Wasser auf das Urteil jetzt ist er "genau doppelt so warm" zu bringen, müsste ich aber sehr lange üben. Mehrere Personen habe ich gebeten, das Küchenradio von der jetzigen Anfangslautstärke auf doppelte Lautstärke zu bringen. Da gab es große Unsicherheiten und großes Raten mit riesiger Toleranz. Interessant ist, bei einer Vorlesung dabei zu sein, wenn der Akustikprofessor doziert: "Also merken Sie sich, 10 dB Pegelerhöhung bedeutet die doppelte Lautstärke." Alle nicken eifrig und keiner hat eine Frage. Das wird als Fakt einfach hingenommen. Aber am Küchenradio strauchelt man, wenn das einfach eingestellt werden soll und man das mit einem billigen Schallpegelmesser überprüfen möchte. Es ist wirklich gar nicht so einfach diese Empfindung einzustellen. Wer das aber flott kann, der stelle doch mal die 10-fache Lautstärke ein. Alles Übungssache Smile

Viele Grüße ebs


Zuletzt bearbeitet von ebs am 11 Apr 2008 - 22:48:12, insgesamt einmal bearbeitet
Knalltüte
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BeitragVerfasst am: 04 Nov 2007 - 23:06:31    Titel:

Du kannst aber den zeitlichen Verlauf einer Grösse so anpassen, das der Reiz als linear zunehmend empfunden wird. Bei Schall wäre das dann die logarithmische Skalierung. Aus der linearen Kurve kann man dann ja die doppelten o.ä. Reize ablesen. Vielleicht kommt dann ja statistisch die +10dB für eine Verdopplung heraus.
ebs
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Beiträge: 237

BeitragVerfasst am: 05 Nov 2007 - 19:31:25    Titel: Verdopplung von Lautstärke, Schalldruck und Schallintensität

Knalltüte hat folgendes geschrieben:
Du kannst aber den zeitlichen Verlauf einer Größe so anpassen, das der Reiz als linear zunehmend empfunden wird. Bei Schall wäre das dann die logarithmische Skalierung. Aus der linearen Kurve kann man dann ja die doppelten o. ä. Reize ablesen. Vielleicht kommt dann ja statistisch die +10dB für eine Verdopplung heraus.

Möglich ist alles. Bei dem Wort Reiz denke ich an meine Kopfschmerzen und versuche mir nicht vorzustellen, wie der Schmerz sich doppelt so stark anfühlt, eher schon, wie die Kopfschmerzen halb so stark wären. Mir kommt es darauf an, ganz deutlich den Unterschied zwischen einfachen physikalischen Messwerten, wie 100 Volt und 200 Volt zu machen und stark toleranzbehafteten psychoakustischen Empfindungen, wie bei dem Begriff "Lautstärke" - egal ob eine Kurve dabei linear, logarithmisch oder exponentiell ist. +10 dB Pegelerhöhung für eine Verdopplung der Lautstärke ist ja schön, aber das darf doch nicht als "Dogma" verkündet werden. Jeder Mensch empfindet anders - und heute anders als er morgen empfindet. Oder bei warmen Sonnenschein oder bei kaltem Regen und Wind. Von Schnee und Eis will ich gar nicht erst sprechen Smile Ach ja auch hell und dunkel hat eine Bedeutung. Der Parameter sind es sehr viele.

Viele Grüße ebs

PS1: Eine häufige Anfrage ist: "Wieviel dB Pegeländerung (Pegelanhebung bzw. Pegelabsenkung) ist eigentlich zweimal (doppelt, halb) oder gar dreimal so laut?"
Das ist nicht einfach zu verstehen. Gedanken hierzu und Berechnungen; siehe:
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-pegelaenderung.htm
Thema: Die Pegelabhängigkeit beim Schall und die unterschiedlichen Faktoren bei Lautstärke (Lautheit), Schalldruck (Spannung) und Schallintensität (Schallleistung).

"Lautstärke" sollte nie mit "Intensität" verwechselt oder gleichgesetzt werden, denn Intensität ist nicht Lautstärke.

PS2: Der normale Mensch kennt nur Lautstärke und hat ein etwas komisches Gefühl bei dem Wort Lautheit.
Lautheit ist ein künstlicher Begriff (engl. loudness) aus der Psychoakustik, der nicht zu unserer Umgangssprache gehört.

"Lautstärkepegel LN in phon und Lautheit N in sone":
http://www.sengpielaudio.com/RechnerSonephon.htm

"Schalldruck und Schallleistung – Wirkung und Ursache":
http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckUndSchallleistung.pdf

"Schalldruck − Schalleistung − Schallintensität − B&K Brüel & Kjær − Was ist Schallintensität?"
http://www.sengpielaudio.com/Schallintensitaet-BK.pdf
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