Schallgeschwindigkeit und Schwingungen

Schallgeschwindigkeit

• Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen ausbreiten.
• In Luft: ca. 343 m/s (bei 20°C)
• In Wasser: ca. 1.500 m/s
• In Eisen: ca. 5.100 m/s

Arten von Schwingungen

• Transversalschwingungen: Die Schwingung verläuft quer zur Ausbreitungsrichtung (z. B. Wellen auf einer Saite).
• Longitudinalschwingungen: Die Schwingung verläuft in der gleichen Richtung wie die Ausbreitungsrichtung (z. B. Schallwellen in der Luft).

Definition von Schall

• Schall ist eine mechanische Schwingung, die sich als Druckwelle durch ein Medium ausbreitet.

Schallbewegung

• Schall breitet sich durch Kompression und Dekompression von Molekülen in einem Medium aus.

Schallwahrnehmung

• Die Voraussetzung für die Schallwahrnehmung ist ein Medium, das Schall überträgt (z. B. Luft), und ein funktionierendes Gehör.

Aggregatzustände von Schallträgern

• Schall kann sich in festen, flüssigen und gasförmigen Medien ausbreiten.

Schallwellen im Vakuum

• Schallwellen können sich nicht im Vakuum ausbreiten, da dort keine Moleküle zur Übertragung vorhanden sind.

Beschreibung der Transversalschwingung

• Bei Transversalschwingungen schwingen die Teilchen quer zur Ausbreitungsrichtung der Welle.

Beschreibung der Longitudinalschwingung

• Bei Longitudinalschwingungen schwingen die Teilchen in der Ausbreitungsrichtung der Welle.

Beeinflussung von Schallwellen

• Schallwellen werden durch Reflexion, Absorption, Brechung und Beugung beeinflusst, wenn sie auf ein Hindernis treffen.

Reflexion

• Reflexion ist die Ablenkung von Schallwellen an einem Hindernis.

Absorption

• Absorption ist die Aufnahme von Schallwellen durch ein Material.

Brechung

• Brechung ist die Änderung der Ausbreitungsrichtung von Schallwellen, wenn sie in ein anderes Medium gelangen.

Beugung

• Beugung ist die Ablenkung von Schallwellen um ein Hindernis herum.

Geräusche und Töne

• Unregelmäßige Schwingungen werden als Geräusch empfunden.
• Regelmäßige Schwingungen werden als Ton oder Klang empfunden.
• Ein physikalisch reiner Ton besteht aus einer einzigen sinusförmigen Schwingung.

Oszillogramme und Oszillographen

• Oszillogramm: Graphische Darstellung von Schallschwingungen
• Oszillograph: Gerät zur Aufzeichnung von Schallschwingungen

Frequenz und Amplitude

• Die Frequenz bestimmt die Tonhöhe.
• Die Amplitude bestimmt die Lautstärke.

Hörbereich

• Der Frequenzbereich des menschlichen Hörens liegt zwischen 20 Hz und 20.000 Hz.

Infraschall und Ultraschall

• Infraschall: Frequenzen unter 20 Hz (nicht hörbar).
• Ultraschall: Frequenzen über 20.000 Hz (nicht hörbar).

Einschwingvorgang

• Der Einschwingvorgang beschreibt den Übergang eines Schallerzeugers vom Ruhezustand in den schwingenden Zustand.

Ausschwingvorgang

• Der Ausschwingvorgang beschreibt den Vorgang, bei dem ein Schallerzeuger nach der Anregung zur Ruhe kommt.

Bedeutung von Einschwing- und Ausschwingvorgang

• Diese beiden Vorgänge beeinflussen die Klangfarbe und das Ausklingen eines Tons.

Partial- oder Teiltonreihe

• Die Partial- oder Teiltonreihe bezeichnet die harmonischen Obertöne eines Grundtons.

Obertonreihe

• Die Obertonreihe ist eine harmonische Folge von Tönen, die durch ganzzahlige Teilungsverhältnisse entsteht.

Konsonanz und Dissonanz

• Konsonanz: Wohlklang, harmonisch
• Dissonanz: Spannungsreich, unharmonisch

Monochord

• Ein Instrument mit einer Saite, zur Untersuchung der Naturtonreihe.

Pythagoras

• Griechischer Philosoph, der die ganzzahligen Teilungsverhältnisse der Naturtonreihe erkannte.

Klangfarbe

• Die Klangfarbe hängt von der Anzahl und Stärke der Obertöne ab.

Resonanz

• Resonanz ist das Mitschwingen eines Körpers in seiner Eigenfrequenz.

Lautstärke

• Die Einheit der Lautstärke ist das Dezibel (dB).

Schmerzgrenze

• Die Schmerzgrenze beim Hören liegt etwa bei 120-130 dB.

Nachhallzeit

• Die Nachhallzeit ist für die Raumakustik von großer Bedeutung.

Flüstergalerie

• Schallwellen werden entlang einer gekrümmten Oberfläche reflektiert und übertragen.

Echo

• Echo entsteht durch die Reflexion von Schallwellen.

Dieses Quiz behandelt die Schallgeschwindigkeit und verschiedene Arten von Schwingungen. Du wirst lernen, wie Schall sich in unterschiedlichen Medien ausbreitet und welche Bedingungen für die Schallwahrnehmung erforderlich sind. Teste dein Wissen über die Grundlagen der Akustik!