Schallschnelle und Schalldruck

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mulli81

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Hi,

hat jemand ein gut veranschaulichendes model was das verhältniss von schallschnelle und schalldruck angeht (da sich deren phasen ja je nach entfernung verschieben).Es geht hier um eine mehr oder weniger bildliche darstellung,die hilft dies besser bzw. "kompakter" zu verstehen. Formeln hab ich bei Webers Handbuch der Tonstudiotechnik schon genug gefunden und dickreiter erklärt auch nicht gerade viel.
Bin dankbar für jede hilfe

gruss
marco
 
Akustiker sollen mich jetzt bitte nicht schlagen, aber soweit ich verstanden habe kann man die Dinge am anschaulichsten mit der Elektrotechnik vergleichen.
Schalldruck==Spannung
Schallschnelle==Strom
Wellenimpedanz==Widerstand

So wie eine Spannung, welche an einem Verbraucher mit bestimmten Widerstand anliegt, einen Strom verursacht kann man sich auch den Zusammenhang beim [g=107]Schall[/g] vorstellen. Den "Widerstand" bildet die Trägheit der Luftmasse welche von einem bestimmten Druck angetrieben wird und darauf mit einer Bewegung (Schnelle) reagiert.

Da es sich aber wie bei der Wechselstromtechnik um komplexe Größen (im mathematischen Sinn) handelt sind Schalldruck und -schnelle nicht immer in gleicher Phasenlage. Die Schnelle folgt dem Druck verzögert bzw. baut diesen erst langsam auf.

Soweit das Verständnis eines Laien.
 
Ich versuch mal:

Die Schallschnelle ist die geschwindigkeit in der sich teilchen bewegen (nicht in Ausbreitungsrichtung) sondern halt die Teilchenbewegung die frequenzabhängig ist.
Flattern die Luftmolekühle schnell hin und her (hohe [g=349]Frequenz[/g]) bekommt man eine hohe Schallschnelle. Bei niedrigen Frequenzen ist die Schallschnelle relativ gering.
Man kann dies z.B. anhand eines Membrans sehr schön veranschaulichen. Bewegt er sich nur langsam, erhält man einen tiefen ton. Bei höheren Frequenzen flattert er wie wild.

Der Schalldruck ist die Amplitude der Teilchenbewegungen. Je heftiger die Teilchen bewegt werden, desto höher ist der Schalldruck. Wieder den Membran vor Augen halten und sich am besten noch die Luft davor vorstellen.
Immer noch geringe [g=349]Frequenz[/g], jetzt aber mal ein bisschen den [g=182]Amp[/g] aufreißen und der Membran bewegt sich immer noch recht langsam, jetzt kommt er aber weiter raus und verdrängt mehr Luft, was sich dann in einem höheren Schalldruck bemerkbar macht.

Grüße,
randy
 
Danke euch beiden.

@grenzgaenger: genau diese komplexität versuch ich mir zu veranschaulichen.Aber mit Formeln allein durchackern (wie bei weber) kam ich halt noch zu keinem vernünftigen "bild", wie man sich das sozusagen "animiert" vorzustellen hat,was sich da genau ändert.die formel enthält halt potenzen und wurzeln,klar dass da von linearität im phasenverhältniss Schnelle/Druck nich mehr die rede sein kann.
Das einzige was ich bildliches gefunden hab, ist die Erklärung dass weil ja im Nahfeld eher Kugeklschall austritt,die "kräfte" sich physisch anders verteilen als bei ebenem [g=107]Schall[/g] in der Entfernung. Aber wie genau die sich Verteilen und was da einfluss hat - k.a. Zum ersten mal in meinem Leben wünschte ich mir so ne richtig semmelbrotsdumme Pro7-Galileo- Erklärung. :D *seufz*

@randy:Das ist klar. Mir dreht sichs vor allem um das Vehäkltniss der beiden Grössen in Bezug auf Entfernung und darum,das ganze möglichst anschaulich darstellen zu können.Ich komm einfach auf keine vereinfachte Erklärung

Noch Ideen?!!! Bin echt am ende. Formel durchrechnen hat auch nix gebracht.
*arghh*
Ich wäre sogar bereit denmenigen, der es schafft mir das in 5 Sätzen "populärwissennschaftlich" zu erläutern, in meiner signatur als "Erklärbär der Schallschnelle" zu huldigen. :D


Gruss
Marco
 
Stell dir einfach eine Welle vor die Slalom fähr und eine 2. die geradlinig fliegt.

Man Zoomt nun aus und die scheinbare geradeaus fliegende Welle welle fliegt auch Slalom, allerdings nicht so extrem wie die extrem Slalom Welle.
Die erste Welle hat eine hohe Frequ. und die 2. eine geringe.

Frage: Welche Welle verbraucht mehr Energie um 500 m zu fliegen?
 
ja die erste welle. aber es dreht sich ja nicht um die [g=349]frequenz[/g] sondern um den schalldruck vs schallschnelle.worums mir geht ist: warum ist die schallschnelle im schaublid bei einer kugelwelle immer 90° phasenverschoben, während sie bei einer annhäherung an eine gerade welle (sprich mit mehr abstand vom "emitter" )mehr und mehr deckungsgleich werden?

:D ich hoff ich stress euch nicht mit meiner blöden fragerei :D

gruss
marco
 
Es gibt keine blöden Fragen!

Es gibt nur dumme antworten und ich hoffe nicht, daß ich davon schon welche verzapft habe.. ;)

Also, im Nahfeld wird die träge Masse um die Kugelwellen noch betrachtet. Daraus ergibt sich zumindestens der Abfall der Schallschnelle proportional zu 1/r².
Ich würde das so interpretieren, daß die Trägheit der Masse dazu beträgt, daß eine Phasenverschiebung entsteht. Sozusagen die entstehung einer Wellenfront. Die brauch halt erst mal ein bisschen um warm zu werden, kleine Startschwierigkeiten hat die.

Überleg dir am besten auch mal, wie sich denn die Wellen ausbreiten und wie die Winkel der Wellenstrahlen sich im Verlauf der Zeit entwickelt. Zuerst sind nämlich zwischen den Wellen noch recht große Winkel und diese verlaufen später nahezu parallel.
Wenn man jetzt die einzelnen Schwingungen der Teilchen aufsummiert bin ich mir fast sicher, daß dabei die Phasenverschiebung raus kommt. Prinzipiell müsste man die Wellenenergie ja gequantelt berechnen, da es sich ja um einzelne Luftmoleküle handelt.

Vielleicht ist es auch noch hilfreich, wenn man sich vorstellt wie groß die Wellenlängen sind und sich dann vorstellt, wie die Welle sich aufbaut. Bei 40 Hz ist die Wellenlänge ja immerhin schon so über 8 meter...
 
Hi,

Ahja, danke ran. Ich glaube langsam sch(n)all ich es.Weil bei einer geraden welle die Kraft gerichteter ist sorgt sie für eine höhere Beschleunigung wodurch die Schallschnelle ihren Rückfstand gegenüber dem Druck etwas ausgleicht und schlussendlich fasst zeitgleich mit dem Höchstdruck auf Häöchstgeschwindigkeit ist .
Stimmt.das klingt auf alle Fälle plausibel. Danke nochmal.

Gruss
Marco
 

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