Ausmaß der Luftbewegung bei Schall und Absorbtion

[petraneu]

Mal wieder Schallausbreitung:

Wie groß ist das Verhältnis von Druckausbreitung zur Luftbewegung bei Luftschall?

Nehmen wir z.B. Wasser, dann fließt das bei einem Tsunami weit hin und her, die Druckwelle selber ist aber klein, macht also nur eine geringe Verschiebung der Wassermoleküle um wenige Bruchteile von Millimetern.

Lege ich aber meine Hand vor einen Basslautsprecher, kann ich die Luftbewegung förmlich spüren.

Wie viele Millimeter bewegt sich ein Luftmolekül im Mittel hin und her, wenn es z.B. mit 40Hz schwingt?

Habe dazu gesucht, aber nichts gefunden.

 

[petraneu]

Ach so, warum ich das frage: Wie kann man sich, wenn die Luft sich nur wenig bewegt, die Wirkung der Absorbtion vorstellen? Warum benötigt man sehr tiefe dicke Steinwolle, um Bässe zu absorbieren?

 

[Beeble]

Wie viele Millimeter bewegt sich ein Luftmolekül im Mittel hin und her, wenn es z.B. mit 40Hz schwingt?

maximal um den Hubweg der Lautsprechermembran

 

[LM18]

Mal wieder Schallausbreitung:

Wie groß ist das Verhältnis von Druckausbreitung zur Luftbewegung bei Luftschall?

Nehmen wir z.B. Wasser, dann fließt das bei einem Tsunami weit hin und her, die Druckwelle selber ist aber klein, macht also nur eine geringe Verschiebung der Wassermoleküle um wenige Bruchteile von Millimetern.

Lege ich aber meine Hand vor einen Basslautsprecher, kann ich die Luftbewegung förmlich spüren.

Wie viele Millimeter bewegt sich ein Luftmolekül im Mittel hin und her, wenn es z.B. mit 40Hz schwingt?

Habe dazu gesucht, aber nichts gefunden.

Wissen tue ich es nicht, aber es dürfte mm Bruchteile sein...

 

[LM18]

Ach so, warum ich das frage: Wie kann man sich, wenn die Luft sich nur wenig bewegt, die Wirkung der Absorbtion vorstellen? Warum benötigt man sehr tiefe dicke Steinwolle, um Bässe zu absorbieren?

Das Absorbtionsmaterial muss sich dort befinden wo die Schallschnelle am größten ist.
Und die ist am Reflektionspunkt = Wandoberflächen Null - Da ist der Druck am höchsten.

Und der erste Punkt wo die Schallschnelle am höchsten ist (und man die Bewegung der Moleküle am besten behindern kann) Lambda 1/4 = 1/4 der Wellenlänge der Zielfrequenz.
Dort muss das Absorbermaterial sein.
Man kann also das Material mit einem Abstand zur Reflektionsfläche anbringen.
Aber das erfordert Konstruktion und Bau und da stellt man einfacher dicken Dämmstoff hin, zumal es davor auch zunehmend schon Wirkung zeigt.
Es ist ja ein fließender Übergang...

 

[Wird schon]

Hmm... entweder verstehe ich die Frage nicht so ganz oder hier wird was durcheinandergebracht. Ich Versuch mal zu erklären:

Wir haben hier 2 Größen:
1. die amplitude. Quasi die Lautstärke die im direkten Zusammenhang mit der auslenkungsstärke der lautsprechermembran zusammenhängt. Gemessen in dB spl, Pascal,...

2. die Frequenz. Also die Tonhöhe, die mit der Geschwindigkeit der auslenkung der lautsprechermembran zusammenhängt. Gemessen in hz.

Wenn wir uns nun als Beispiel (der Einfachheit halber) 100hz zugrunde legen haben wir also 100schwingungen/Sekunde. Jetzt lassen wir Temperatur und Luftfeuchtigkeit mal außen vor und gehen davon aus, dass der Schall sich mit 343meter pro Sekunde ausbreitet. Also 100 Schwingungen in 343metern sind dann 1 Schwingung = 3,43 Meter.

Jetzt stellen wir uns das als sinuskurve vor. Dann habe wir 2 peaks bei 1/4 und 3/4 lambda wie das @LM18 schon gesagt hat. Unser erster Spitzenpegel liegt also bei 100hz (3,43m/4)=0,8575meter

Ab hier bin ich dann raus denn von akustikbau hab ich zu wenig Ahnung und will nichts falsches erzählen. Nur soviel noch: die Frequenz hängt mehr mit der Dicke des absorbermaterials zusammen als die Lautstärke.

 

[Wird schon]

Sorry. Ich glaube hier hab ich Quatsch geschrieben. Also gelöscht.

 

[Wird schon]

Wie viele Millimeter bewegt sich ein Luftmolekül im Mittel hin und her, wenn es z.B. mit 40Hz schwingt?

maximal um den Hubweg der Lautsprechermembran

Das dürfte korrekt sein. Und zwar nur am Anfang. Dann nimmt es mit 6db pro entfernungsverdopplung ab. Ist aber halt die Lautstärke und nicht die Geschwindigkeit mit der sich die Moleküle bewegen. Und darauf kommt es in diesem Fall an.

 

[LM18]

Wie viele Millimeter bewegt sich ein Luftmolekül im Mittel hin und her, wenn es z.B. mit 40Hz schwingt?

maximal um den Hubweg der Lautsprechermembran

Das dürfte korrekt sein. Und zwar nur am Anfang. Dann nimmt es mit 6db pro entfernungsverdopplung ab. Ist aber halt die Lautstärke und nicht die Geschwindigkeit mit der sich die Moleküle bewegen. Und darauf kommt es in diesem Fall an.

Der Membranhub ist der reine Druckstoss.

Die Schallfortpflanzung ist das Weiterreichen der Energie durch das Auslenken eines Moleküls aus der Ruhelage, den Anstoss des "Nachbarteilchens" und dem "Zurückfedern" in die Ruhelage.

Diese Amplitude ist nicht so groß.

Gebildete Zeitgenossen können das rechnen - Ich nicht

Aber ich glaube mich zu erinnern, als ich mit entsprechenden Leuten über das Thema sprach, ging es bei unteren Mitten um 500 Hz herum um Auslenkungen von 0,3 mm um die Ruhelage oder irgendsowas...

 

[Synophon]

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Moleküle um ihre Ruhelage ist abhängig vom Schalldruck. Da 0,1 Pa Schalldruck (74dB) eine Schallschnelle von 0,25mm/s zur Folge hat (1Hz), schwingt ein Molekül bei 74dB und 40Hz maximal 0,003125mm in eine Richtung.

 

[LM18]

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Moleküle um ihre Ruhelage ist abhängig vom Schalldruck. Da 0,1 Pa Schalldruck (74dB) eine Schallschnelle von 0,25mm/s zur Folge hat (1Hz), schwingt ein Molekül bei 74dB und 40Hz maximal 0,003125mm in eine Richtung.

Na dann...

 

[coffee boy]

Ach so, warum ich das frage: Wie kann man sich, wenn die Luft sich nur wenig bewegt, die Wirkung der Absorbtion vorstellen? Warum benötigt man sehr tiefe dicke Steinwolle, um Bässe zu absorbieren?

Du suchst offensichlich etwas Unterstützung in das Thema Raumakustik reinzufinden - stellst viele Fragen in vielen Threads.

Fass doch einfach kurz zusammen was du wissen möchtest ich versuch sie dir dann zu beantworten.

Wenn dich nur die Theorie ohne Praxisbezug interessiert kann ich dir ein paar Bücher empfehlen, du müsstest mir nur sagen ob Englisch ok für dich ist.

Grüße

 

[ModulationMatrix]

Eine sehr interessante Frage die ich mir auch schon mal gestellt hatte, hab die Antwort aber schon wieder vergessen diese Ruhelage von der hier immer die Rede ist kann aber nur eine rechnerische modellvorstellung sein. in der Realität reisen die einzelnen luftmoleküle ja eh ständig quer durch den Raum, auch von einer Ecke bis zur komplett anderen. dabei stoßen sie sich gegenseitig noch ständig an und ändern ständig ihre Richtung. Auf dieses grundlegende Wirrwarr an Bewegungen wird dann die Fortpflanzungs-Bewegung der Druckwellen noch draufgesattelt. im Detail ist es also Höllen kompliziert.

Edit: wobei, diese Bewegungen sind denke ich so klein was Zeitskala und zurückgelegte Entfernung anbelangt, dass sie gegenüber dem Schall tatsächlich komplett vernachlässigt werden können, daher kann man den Ausdruck Ruhelage schon in guter Näherung benutzen.