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| Schalldruck, Schallschnelle und Schallimpedanz sind Schallfeldgrößen. Die Schallintensität (Intensität) ist dagegen eine Schallenergiegröße. |
| Schalldruck p = Z · v = J / v = √(J · Z) in Pa Schallschnelle v = p / Z = J / p = √(J / Z) in m/s Schallimpedanz Z = p / v = J / v2 = p2 / J in N·s/m3 Schallintensität J = p · v = Z · v2 = p2 / Z in W/m2 |
| Spezifische akustische Impedanz Z0 = ρ · c = p / v in N·s/m3. Bei der Kennimpedanz der Luft wird üblicherweise der runde Wert Z0 = 400 N·s/m³ eingesetzt. Dann stimmt der "Schallpegel" als Dezibel-Wert beim Schalldruckpegel und beim Schallintensitätspegel genau überein. Umrechnung: Schalldruck in Schallintensität und zurück (Formeln) Schallkennimpedanz von Luft bei 20°C ist Z0 = 413 N·s/m³. Luftdichte (Mediumdichte) ρ in kg/m3 Schallgeschwindigkeit c = λ · f in m/s Schallleistung Pak = J · A = p · v · A in Watt Fläche A = 4 · π · r2 in m2 Schallintensität J = Pak / A = Pak/ 4 · π · r2 in W/m2 Schallschnelle v = √(E / ρ) in m/s E = Schallenergiedichte Teilchenauslenkung (Ausschlag) ξ = p / (ω · ρ0 · c) in m (RMS) Kreisfrequenz ω = 2π · f Amplitude von Schallwellen (Schall-Amplituden) und Audio-Signalen) |
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| Abnahme von Schalldruck, Schallschnelle und Schallintensiät im Nahfeld und im Fernfeld eines Kugelstrahlers 0. Ordnung |
1/r für Schalldruck
Reziprokes Quadratgesetz J 1/r² für Schallintensität
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Schalldruck, Schallintensität und ihre Pegel
| Der folgende Rechner zeigt die häufig gewünschte direkte Umrechnung von Schalldruck in Schallintensität und zurück mit der Schallkennimpedanz von Luft Z0 = 400 N·s/m3. |
| Einfach den Wert links oder rechts eingeben. Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des ↔ Zeichens. |
| Während der entfernungsabhängige Schalldruckpegel in Luft mit dem
Schallintensitätspegel übereinstimmt, wenn als Bezugs-Schallkennimpedanz Z0 = 400 N·s/m³ gewählt wird, ist das beim entfernungsunabhängigen Schallleistungspegel nicht der Fall. |
| Schalldruck und Schalldruckpegel  |
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Schallwellen bewegen unsere Trommelfelle.
Aber welche Schallgröße erzeugt denn diese Wirkung?
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| Schalldruck und Schallleistung – Wirkung (Effekt) und Ursache Schallleistung ist zwar die Ursache - aber Schalldruck erzeugt die hörbare Wirkung (Effekt). |
Wie wird denn der Schalldruck gemessen?
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| Die Frage: "Ist Lärmpegel eigentlich der Schallintensitätspegel?" wird ein
Musiker und Tontechniker als "Ohrenmensch" anders beantworten, als ein
Akustiker. Wir messen Musikschall mit einem Schalldruckpegelmessgerät
(SPL-Meter) und unsere Trommelfelle werden effektiv vom Schalldruck (Schallwechseldruck)
bewegt. Damit hat für uns Tontechniker der Schallpegel hauptsächlich mit dem
Schalldruck zu tun. Akustiker haben dagegen als "Lärmbekämpfer" eine andere Sichtweise. Sie berechnen hauptsächlich die Energie (Leistung) des Schalls. |
| Weder die Schallleistung Pak, noch der Schallleistungspegel LW nimmt bei Verdopplung
des Abstands um einen Wert bzw. um irgendwelche dBs ab. Weshalb ist das so? Der Schallleistungspegel quantifiziert die gesamte von einem Objekt als Schall abgestrahlte Energie. Anders als der Schalldruckpegel ist er unabhängig von der Entfernung zum Objekt, dem umgebenden Raum und anderen Einflüssen. Die psychoakustischen subjektiven Empfindungen der Lautstärke und der Lautheit gehören nicht zu den messbaren physikalischen Begriffen der Schallgrößen. Siehe: Zusammenhang zwischen Lautstärkepegel in phon und Lautheit in sone Wir empfinden und beurteilen Schallereignisse nach: − Einwirkungsdauer − spektraler Zusammensetzung − zeitlicher Struktur − Schallpegel − Informationsgehalt − subjektiver Einstellung |
| In der analogen Tonstudiotechnik gibt es keine Leistungsanpassung. In Audio verwenden wir alleine Spannungsanpassung. |
| Unterscheide: Schalldruck p ist eine "Schallfeldgröße" und Schallintensität I ist eine "Schallenergiegröße". Selten wird dieses in der Lehre scharf genug getrennt und bisweilen sogar unrichtig gleichgesetzt. Aber I ~ p2. |
| Frage: Wie geht denn die Abnahme der Schallleistung mit der Entfernung?" Antwort:" April - April. Die Schalleistung Pak nimmt nicht mit der Entfernung von der Schallquelle ab." Der Schallleistungspegel bzw. die Schallleistung ist fest an die Schallquelle gebunden. Die Schallleistung ist von der Entfernung wirklich unabhängig. Schalldruckpegel und Schallintensiätspegel verringern gleichermaßen mit der Entfernung von der Schallquelle ihren Dezibel-Wert. Jedoch hat die Schallleistung bzw. der Schallleistungspegel nichts (!) mit der Entfernung von der Schallquelle zu tun. Gedankenhilfe: Eine 100-Watt-Glühlampe hat in 1 m und in 10 m Entfernung wirklich immer die gleichen 100 Watt, die von der Lampe ständig abgestrahlt (emittiert) wird. Diese Watt ändern sich nicht mit der Entfernung. Eine häufige Frage: "Ist die Schallleistung entfernungsabhängig oder abstandsabhängig?" Die klare Antwort ist: "Nein, weder noch." Wir betrachten Schallfelder in der Luft, die durch die skalare Größe p (Schalldruck) und die Vektorgröße v (Schallschnelle) als Schallfeldgrößen beschrieben werden. |
Akustische Maßeinheiten
| Schallgröße | Name | Abkürzung | Grundeinheit | |
| 1. Wellenlänge λ | Meter | m | m | |
| 2. Frequenz f | Hertz Kilohertz |
Hz kHz |
1/s | Schwingungen pro Sekunde (~) 1000/s |
| 3. Periode T | Sekunde Millisekunde |
s ms |
s | 1 ms = 10−3 s |
| 4. Schallgeschwindigkeit c | Meter/Sekunde | m/s | m/s | |
| 5. Schalldruck p | Pascal Micropascal |
Pa = N/m2 µPa |
kg/m·s2 | Newton/m2 1 µPa = 10−6 Pa |
| 6. Schallintensität I | Watt/m2 | W/m2 | kg/s3 | Joule/s·m2 |
| 7. Schallleistung Pac | Watt | W | kg·m2/s3 | Joule/s |
Eigenschaften des Schalls
| Physikalisch | Wahrnehmung |
| Amplitude | Lautstärke |
| Frequenz | Tonhöhe |
| Spektrum | Klangfarbe |
| Dauer | Länge |
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