Von welchen Faktoren hängt die Schallgeschwindigkeit ab?
Schallgeschwindigkeit hängt ab von:
•Dichte des Mediums (je dichter, desto schneller)
•Temperatur (je wärmer, desto schneller)
•In Luft und Wasser fast unabhängig von der Frequenz
Akustik und wie breitet sich Schall aus
Die Akustik wird als die Lehre vom Schall bezeichnet. Schallwellen sind in der Regel Longitudinalwellen und benötigen Materie als Trägermedium.
In Festkörpern kann der Schall als Transversal- und als Longitudinalwelle auftreten.
Was versteht man unter der Hörschwelle?
Hörvermögen bezeichnet den Bereich, in dem unser Ohr Geräusche wahrnehmen kann – das nennt man auch Hörschwelle.
•Hörschwelle: ab ca. 0 dB (entspricht 10⁻¹² W/m²)
•Schmerzgrenze: bei ca. 130 dB (entspricht 10 W/m²) – z. B. bei einem Düsenflugzeug)
Was beschreibt der Dopplereffekt im Zusammenhang mit Schall
Der Dopplereffekt beschreibt die Veränderung der vom Beobachter wahrgenommenen Frequenz, wenn sich Schallquelle und Beobachter relativ zueinander bewegen:
•Bewegt sich die Quelle auf den Beobachter zu, wirkt der Ton höher (Frequenz steigt).
•Bewegt sich die Quelle vom Beobachter weg, wirkt der Ton tiefer (Frequenz sinkt).
Der Effekt tritt auch auf, wenn sich der Beobachter selbst bewegt
🚑 Ein Rettungswagen fährt an dir vorbei:
•Zufahrt: Wellen werden gestaucht → höhere Frequenz → Ton klingt höher
•Wegfahrt: Wellen werden gedehnt → niedrigere Frequenz → Ton klingt tiefer
In welchem Frequenzbereich ist das menschliche Gehör am besten?
Der Frequenzbereich, den der Mensch hören kann, liegt zwischen 16 Hz und 20.000 Hz.
Am besten ist unser Gehör im Bereich von 500–5000 Hz – also dort, wo Sprache liegt.
Mit zunehmendem Alter hören Menschen hohe Töne schlechter
Was beinflusst die Ausbreitungs-geschwindigkeit des Schalls.
Das Medium
Somit hängt die Schallgeschwindigkeit von der Dichte und Temperatur des Mediums ab.
Je dichter und wärmer ein Medium ist, desto höher ist die Schallgeschwindigkeit c.
z.B. schneller in Wasser als in Luft
Je wärmer das Medium, desto schneller der Schall (warme Luft leitet Schall schneller).
•Die Schallgeschwindigkeit ist in Luft und Wasser fast unabhängig von der Frequenz der Schallquelle
Was sind Obertöne
Sind ganzzählige Vielfache der Frequenz eines Grundtons
Wie wird die Lautstärke im Alltag angegeben?
Im Alltag wird jedoch die Lautstärke als Schall(intensitäts)pegel L, in der Einheit Dezibel [dB] angegeben.
Je weiter weg von der Schallquelle, desto leiser wird der Ton
Was bestimmt die Lautstärke eines Tons und wie wird sie gemessen?
Wird durch die Amplitude bestimmt – größere Amplitude = lauter
Physikalisch:
Physikalisch ist die Lautstärke durch die Energie, die eine Schallwelle pro Sekunde transportiert, definiert. Diese Energie wird als Schallintensität I bezeichnet.
Wie lautet die Formel für die Schallintensität!
I = P/A [W/m2]
Schallintensität= Schallleistung pro Fläche
Wie verhält sich die Schallgeschwindigkeit bei den Aggregatzuständen?
cfest> cflüssig> cgasförmig
cLuft~ 330 m/s
cWasser~ 1500 m/s
Nenne die vier Arten von Schall und ihre Eigenschaften.
•Ton: periodische Schwingung, harmonisch, hörbar (Sinusschwingung)
•Klang: Überlagerung vieler Töne,
•Geräusch: besteht aus nicht periodischen Druckschwankungen der Luft
•Knall: kurzer, lauter Schall, z.B. Explosion
Wie ein Ton empfunden wird, ist abhängig von der Tonhöhe und der Lautstärke
Wovon hängt die tonhöhe ab
Tonhöhe wird durch die Frequenz bestimmt:
Je höher die Frequenz, desto höher wird der Ton wahrgenommen.
•Frequenzbereiche:
•Infraschall: 1 – 16 Hz (z.B. Erdbeben)
•Hörschall: 16 Hz – 20 kHz
•Ultraschall: 20 kHz – 1 GHz (Medizin)
•Hyperschall: 1 GHz – 1 THz (Asteroiden)
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