| English version |  |
 |
| 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. |
Bei Dezimal-Eingabe ist der Punkt zu verwenden.
| Schalldruck, Schallschnelle und Schallimpedanz sind Schallfeldgrößen. Die Schallintensität ist dagegen eine Schallenergiegröße. |
| Spezifische akustische Impedanz Z0 = ρ · = p / v ρ = Luftdichte (Mediumdichte) und c = Schallgeschwindigkeit |
| 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. Die Schallenergiegröße ist proportional der Schallfeldgröße zum Quadrat. |
| 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 Schallintensität - jedoch benötigt man diese als Sound-Designer (Tontechniker) kaum. Die Trommelfelle unserer Ohren und auch die Mikrofonmembranen reagieren wirklich nur auf den Schalldruck und werden dadurch wirkungsvoll bewegt. Das tut eben nicht die Intensität, die Leistung oder gar die Energie. Wer in der Tontechnik mit der gestaltenden Tonaufnahme befasst ist, der kümmere sichweniger um die Ursache als Intensität, Leistung und Energie, sondern der achte eher auf die Wirkung von Schallwechseldruck und Schallpegel (Schalldruckpegel) an den Trommelfellen des Gehörs und den Membranen der Mikrofone, sowie der diesem allen entsprechenden Audiospannung bzw. seinem Spannungspegel. |
Schalldruck und Schallleistung – Wirkung und Ursache
Schallintensitätspegel und Schallintensität
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 unser Gehör nicht auf die Schallschnelle (Geschwindigkeit der Luftpartikel) reagiert, sondern allein auf die Schalldruckveränderungen, ist die Schnelle 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 |
| Im Jahr 1970 wurde der Druck-Bezugspegel von 0 dB = 1 Mikropascal von der US Navy für Unterwasser-Arbeiten als Schallgeschwindigkeit im Wasser gewählt. Für eine identische Quellen-Intensität in Wasser und in Luft, muss der Schalldruck im Wasser etwa 60 mal größer sein als in Luft. |
| 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 der Luftpartikel als Ursache und den Schalldruck 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. Der Schalldruck 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, Die Intensität fällt also aufdas 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. Die Lautstärke fällt daher auf das 2/3-fache (ca. 63 %) des empfundenen Lautheitsanfangswerts. Die Lautheit nimmt dabei im Verhältnis 1/(20.56r) = 1/(1,581 r) zum Abstand ab. There was a discussion: 2−0.6r is not the same thing as 1/(20.6)r which shows that the equation is wrong, they say. But how is it right? |
| Der Pegel des Lärms hängt von der Entfernung zwischen der Schallquelle und dem Ort der Messung, möglicherweise dem Ohr eines Hörers ab. Der Schalldruckpegel Lp in dB ist ohne den genannten Abstand r zur Schallquelle wirklich nutzlos. Leider ist dieser Fehler (unbekannter Abstand) ziemlich häufig. |
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 |
| Der Übertragungsfaktor (Transfer-Faktor) in mV/Pa zeigt deutlich, dass Mikrofone den Schallwechseldruck (Pa) in Audiospannung (mV) wandeln. Energie und Leistung spielen bei diesen Mikrofonwandlern keine Rolle. Auch unsere Trommelfelle werden nur durch den Schalldruck bewegt. Schalldruck als Schallfeldgröße kann nicht das gleiche sein, wie Schallintensität als Schallenergiegröße. |
zurück  |
Suchmaschine  |
Startseite  |