Eigenschaften des Schalls

Die Frequenz f, gemessen in Hertz (Hz), ist der Kehrwert der Periodendauer und bestimmt die Tonhöhe. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Frequenz, Tonhöhe und Wellenlänge:

Definition: Ein hoher Ton hat eine hohe Frequenz und eine kleine Wellenlänge, während ein tiefer Ton eine niedrige Frequenz und eine große Wellenlänge aufweist.

Die Lautstärke eines Tons wird durch die Amplitude der Schwingung bestimmt. Eine große Amplitude resultiert in einem lauten Ton, eine kleine Amplitude in einem leisen Ton.

Highlight: Wie breitet sich Schall aus ist eine zentrale Frage der Akustik. Schall benötigt immer einen Schallträger wie Luft, Flüssigkeiten oder Festkörper.

Der menschliche Hörbereich liegt zwischen 50 Hz und 20.000 Hz. Schall unter 50 Hz wird als Infraschall bezeichnet und kann von einigen Tieren, wie Elefanten, wahrgenommen werden. Schall über 20.000 Hz nennt man Ultraschall, den beispielsweise Fledermäuse zur Orientierung nutzen.

Example: Die Schallgeschwindigkeit Luft beträgt etwa 343 m/s bei 20°C, während die Geschwindigkeit Schall in Wasser etwa 1.480 m/s beträgt.

Die Dezibel-Skala und Lärmbelastung

Die Lautstärke von Schall wird in Dezibel (dB) gemessen. Die Dezibel-Skala ist logarithmisch, was bedeutet, dass eine Erhöhung um 10 dB als Verdoppelung des Schalldruckpegels wahrgenommen wird.

Highlight: Entgegen der häufigen Annahme bedeutet 3 dB Verdopplung der Lautstärke nicht eine wahrgenommene Verdoppelung. Tatsächlich wird eine 6 dB Verdopplung der Lautstärke als ungefähre Verdoppelung empfunden.

Example: Lautstärke dB Hörbeispiele:

• 50 dB: ruhige Wohnstraße
• 70 dB: Hauptverkehrsstraße
• 90 dB: Motorsäge
• 100 dB: Rockkonzert

Vocabulary: Die Lärmbelästigung Dezibel Tabelle zeigt, dass Geräusche ab etwa 80 dB als störend empfunden werden können.

Highlight: Ein 80 Dezibel Beispiel wäre starker Straßenverkehr, während ein 100 Dezibel Vergleich etwa einem Presslufthammer entspricht.

Die Kenntnis der Dezibel-Skala und ihrer Auswirkungen ist wichtig für das Verständnis von Lärmbelastung und den Schutz unseres Gehörs im Alltag.

Grundlagen der Akustik

Die Physik, abgeleitet vom griechischen Wort "physis" für Körper oder Natur, umfasst verschiedene Teilgebiete, darunter die Akustik. Die Akustik, vom griechischen "acousis" für hören abgeleitet, ist die Lehre vom Schall. Ein zentraler Begriff in der Akustik ist die Schallquelle, also ein Körper, der Schall erzeugt.

Beispiel: Natürliche Schallquellen Beispiele umfassen Saiten, Stimmgabeln und Flöten.

Die Darstellung einer Schwingung erfolgt oft als Wellenlinie, die die periodische Bewegung des schwingenden Körpers visualisiert.

Highlight: Die Periodendauer T ist die Zeit, die für eine vollständige Schwingung benötigt wird.

Vocabulary: Schallarten Physik umfassen verschiedene Typen von Schwingungen, die durch unterschiedliche Schallquellen erzeugt werden.