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| Schallschnelle v oder Partikelgeschwindigkeit ist nicht
Schallgeschwindigkeit c in Luft. Wenn nicht anders vereinbart, ist der Schallwechseldruck p immer als Effektivwert gemeint.  Ein Eingabe-Wert könnte die Schallkennimpedanz von Luft Z0 = 413 N·s/m³ bei 20° C sein oder auch Z0 = 410 N·s/m³ bei 25°C. Bei Dezimal-Eingabe ist der Punkt zu verwenden. |
| Schalldruck, Schallschnelle und Schallimpedanz sind Schallfeldgrößen. Die Schallintensität ist dagegen eine Schallenergiegröße. |
| Der Schalldruck (Schallwechseldruck) p in Pascal (Newton pro Quadratmeter) ist nicht die gleiche physikalische Größe, wie die Intensität (Schallintensität) J oder I in Watt pro Quadratmeter. ... und die Schallleistung sinkt nicht mit der Entfernung r von der Schallquelle − weder mit 1 / r noch mit 1 / r2. |
| Oft wird der Schalldruck als Schallfeldgröße mit der Schallintensität als Schallenergiegröße verwechselt. Aber I ≈ p2. |
| Merke: Die abgestrahlte Schallleistung (Schallintensität) ist die Ursache - und der Schalldruck ist die Wirkung. Die Schallwirkung interessiert insbesondere den Tontechniker. Die Wirkung der Temperatur und des Schalldrucks. |
| Als Akustiker und Schallschützer (Lärmbekämpfer) braucht man die Schall- intensität - jedoch als Sound-Designer (Tontechniker) braucht man diese kaum. Man kümmere sich eher um den Schallwechseldruck und den Pegel (Schalldruckpegel) als Wirkung an seinen Ohren und den Mikrofonen. |
Schallleistung und Schalldruck
Schallintensitätspegel und Schallintensität
| Häufig wird der Schalldruck als Schallfeldgröße unrichtig mit der Schallintensität als Schallenergiegröße verwechselt. Es gilt aber: I ≈ p2. |
Das bekannte Gesetz U = R · I lautet entsprechend in der Akustik p = Z · v.
| Unser Gehör ist direkt für den Schalldruck empfindlich. Aus geschichtlicher Sicht wurden beim Stereohören die Pegeldifferenzen "Intensitäts"-Unterschiede genannt, aber Schallintensität ist eine spezifisch definierte Größe, die nicht durch Mikrofone aufgenommen werden kann, noch würde es für Tonaufnahmen nützlich sein, wenn das so wäre. Darum nenne "Intensitäts"-Stereofonie besser Pegeldifferenz-Stereofonie, denn unsere Tommelfelle und auch die Mikrofonmenbranen werden durch den Schallwechseldruck bewegt, der dem statischen Luftdruck überlagert ist. |
| Die maßgebliche Größe für die Schallempfindung im Ohr ist der aus der Luftmolekülbewegung resultierende rasch veränderliche Wechseldruck der Schallwellen, der Schalldruck genannt wird. Da unsere Ohren nicht auf die Schallschnelle reagieren, sondern allein auf die Schalldruck veränderungen, ist die Schallschnelle für das Lautheitsempfinden ohne Bedeutung. |
Schallkennimpedanz = Schalldruck / Schallschnelle
Z0 = p / v
Bitte zwei Werte eingeben, der dritte Wert wird berechnet.
Schallkennimpedanz von Luft ist Z0 = 413 N·s/m³ bei 20 °C
Schallkennimpedanz = Mediumdichte · Schallgeschwindigkeit
Z0 = ρ · c
Bitte zwei Werte eingeben, der dritte Wert wird berechnet.
Dichte von Luft ist ρ = 1,204 kg/m³ bei 20 °C
Auch bei diesen beiden Rechnern ist bei Dezimal-Eingabe der Punkt zu verwenden.
| Medium |
Dichte ρ in kg/m³ |
Schallgeschwindigkeit c in m/s bei 20 °C |
Schallkennimpedanz Z0 in N·s/m³ |
| Luft | 1,204 | 343 | 413,5 |
| Wasser | 1 000 | 1 440 | 1 440 000 |
| Ziegelstein | 1 700 | 4 300 | 7 310 000 |
| Glass Quarz | 2 200 | 5 500 | 12 100 000 |
| Aluminium | 2 700 | 6 100 | 16 500 000 |
| Stahl | 7 500 | 6 000 | 45 000 000 |
| Professor Stefan Weinzierl (TU-Berlin), weist darauf hin, dass die Analogie der akustischen Gesetze zu den elektrischen Gesetzen nicht überstrapaziert werden sollte, da man bei bestimmten akustischen Phänomen, etwa bei der Schallabstrahlung schwingender Oberflächen ebenso die Schnelle als Ursache und den Druck als Wirkung auffassen kann. Sicher trifft das für die Forschung und die Theorie zu − hier ist jedoch die Praxisseite der Tontechnik. |
Abnahme des Schalls mit der Entfernung
| Wie nimmt denn die Lautstärke (Lautheit) mit der Entfernung von einer Schallquelle ab? Wie nimmt denn der Schalldruck (Spannung) mit der Entfernung von einer Schallquelle ab? Wie nimmt die Schallintensität (nicht die Schallleistung) mit der Entfernung von einer Schallquelle ab? Die Anfängerfrage dazu lautet ganz schlicht: Wie nimmt denn der Schall mit der Entfernung ab? |
| Für eine Kugelwelle als Schallquelle gilt: Der Schalldruckpegel nimmt bei Verdopplung des Abstands um (−)6 dB ab, fällt also auf das 1/2-fache (50 %) des Schalldruckanfangswerts. Der Schalldruck nimmt dabei im Verhältnis 1/r zum Abstand ab. Der Schallintensitätspegel nimmt bei Verdopplung des Abstands auch um (−)6 dB ab, fällt aber auf das 1/4-fache (25 %) des Schallintensitätsanfangswerts. Die Schallintensität nimmt dabei im Verhältnis 1/r2 zum Abstand ab. Der Lautstärkepegel nimmt bei Verdopplung des Abstands auch um (−)6 dB ab, fällt daher auf das 0,66-fache (66 %) des empfundenen Lautheitsanfangswerts. Die Lautheit nimmt dabei im Verhältnis 1/(20,6r) = 1/(1,516 r) zum Abstand ab. |
Was ist Schall?
Schall ist eine Druckschwankung in der Luft, genannt Schalldruck p |
| Schallleistung und Schalldruck. Zusammenhang zwischen Schallenergiegröße und Schallfeldgröße. Eine Schallquelle emittiert Schalleistung und erzeugt dadurch einen bestimmten Schalldruck. Das heißt: Die Schalleistung ist die Ursache und der Schalldruck die Wirkung. Ein Vergleich aus der Wärmelehre macht den Zusammenhang deutlich: Die von einem elektrischen Heizofen abgegebene Wärme bewirkt, dass sich eine bestimmte Temperatur im Raum einstellt. Wie hoch die Temperatur ist, hängt von der Raumgröße, der Art der Isolierung, dem Vorhandensein anderer Wärmequellen usw. ab. Die Wärmeleistung des elektrischen Heizkörpers ist jedoch immer die gleiche, praktisch unabhängig vom Raum, in dem er sich befindet. Beim Schall verhält es sich ähnlich: Der Schalldruck, den wir wahrnehmen oder mit einem Mikrofon messen, ist abhängig vom Abstand zur Schallquelle und von den akustischen Eigenschaften des Raums, in dem sich die Schallwellen ausbreiten. In einem großen, mit schallabsorbierendem Material ausgekleideten Raum hört sich eine Schallquelle leiser an als in einem kleinen Raum mit nackten Betonwänden. Die Schallleistung der emitierenden Schallquelle ist jedoch immer die gleiche. Sie ist auch nicht von den akustischen Eigen- schaften eines Raums bzw. Schallfelds abhängig. Siehe: "Schalldruck und Schallleistung - Wirkung und Ursache" http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckUndSchallleistung.pdf |
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