Schallpegel SPL dB Schalldruck Pascal Pa Schallintensität umrechnen rechnen Umrechnung von Schallpegeln Schall Pegel Energie und Leistung power Faktor Pa kPa Audio Tontechnik Schalldruck ist Wirkung Effek - sengpielaudioPageRank Checking Icon
 
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Umrechnen von Schallgrößen (Pegel) 
Schalldruckpegel Lp  SPL in Schalldruck  p und Schallintensität I
Schalldruck in Schallpegel, Schallintensität in Schallintensitätspegel
Umrechnung von Dezibel (dB) in Pascal (Pa) oder Watt pro Quadratmeter
 
Umrechnen von Spannung in Spannungspegel
Umrechnen von Faktor, Gain oder Verhältnis in Pegelwert
Umrechnung von Schalleistungspegel in Schalldruckpegel

 
Schallpegel L  dB (SPL)   | Schalldruck p  Pa  |  Schall-Intensität I  W/m² 
   |    |  
        |    |       
   |    |  
Schalldruck p  Pa  |  Schallpegel Lp  dB (SPL)   | Schallpegel LI  dB (SIL)
 Schall-Intensität I  W/m2  | Schallausbreitung in Luft  |  
 

Fülle das graue Feld oben aus und klicke auf die jeweilige Berechnen-Taste darunter.
1 Pascal = 1 Pa = 1 N/m2.

Der atmosphärische Druck ist nicht das Gleiche wie der Schalldruck.
Schalldruck oder Schalldruckpegel ist die lokale Druckänderung vom Mittelwert des
Atmosphärendrucks verursacht durch eine Schallwelle. Der Schalldruck
p ist der
Wechseldruck, der dem statischen Luftdruck überlagert ist.

 
Der Standard-Luftdruck ist 101 325 Pascal = 1 013,25 hPa = 101,325 kPa.
1 000 000 µPa = 1 Pa = 1 N/m294 dBSPL (und 1 bar = 105 Pa
)
20 000 000 µPa = 20 Pa = 20 N/m2120 dBSPL
1 µPa = 10−6 Pa = 10−6 N/m2−26 dBSPL
1 kPa = 103 Pa = 1 000 Pa = 1 000 N/m2154 dBSPL
SPL = Sound Pressure Level          (SIL = Sound Intensity Level)
 
 
Schalldruck p (Effektivwert) als Schallfeldgröße:
Die Hörschwelle wurde als Bezugsschalldruck p0 = 20 µPa = 2 · 10−5 Pa festgelegt.
Sie entspricht bei
f = 1 kHz dem Schalldruckpegel Lp = 0 dB.
 
Schallintensität I als Schallenergiegröße:
Die Hörschwelle wurde auch als Bezugsschallintensität I0 = 10−12 W/m2 berechnet.
Sie entspricht bei
f = 1 kHz dem Schallintensitätspegel LW = 0 dB.
 
Schalldruck p = √ (I × Z0)   Schallintensität I = p2 / Z0     Schallkennimpedanz Z0 = 400 N·s/m3 
 

Was ist denn Schallpegel?

Eine Reduktion des Schallleistungspegels der Schallquelle um 6 dB führt zu einer Reduktion des
Schalldruckpegels und des Schallintensitätspegels am Ort des Empfängers von ebenfalls 6 dB, auch wenn
die Schallleistung selbst auf den Faktor 0,25 – der Schalldruck aber auf den Faktor 0,5 und die
Schallintensität auf den Faktor 0,25 abgefallen ist. DerReferenzwert (Bezugswert) für den Schallpegel
wurde so gewählt, dass sich bei einer Schallkennimpedanz von
Z0 = ρ · c = 400 N·s/m3 für den
Schallintensitätspegel der gleiche Wert ergibt wie für den Schalldruckpegel. Wir sprechen daher einfach
vom "Schallpegel" und lassen offen, ob Schalldruckpegel oder Schallintensitätspegel gemeint ist.

 
 
Tontechniker und Sound-Designer ("Ohrenmenschen") denken bei dem kurzen Wort
"
Schallpegel" einfach an "Schalldruckpegel" (SPL = Sound Pressure Level) als Schallfeldgröße.
 
Akustiker und Schallschützer ("Lärmbekämpfer") meinen mit dem kurzen Wort
"
Schallpegel" wohl eher den "Schallintensitätspegel" als Schallenergiegröße.
Ein Gleichsetzen von Schalldruck und Schallintensität muss zu Problemen führen.   I ~ p2.
 
 
 
Schalldruck und
Schalldruckpegel


    Schalldruck-Skala
Merke: Die abgestrahlte Schallleistung (Schallintensität) ist die Ursache 
und der
Schalldruck ist die Wirkung oder der Effekt.
Wobei besonders den Tontechniker die Schallwirkung interessiert.
Die Wirkung der Temperatur und des Schallwechseldrucks:
Schalldruck und Schallleistung – Wirkung (Effekt) und Ursache
.
 
Als Akustiker und Schallschützer (Lärmbekämpfer) braucht man die Schall- intensität - jedoch benötigt man diese als Sound-Designer (Tontechniker) kaum. Man kümmere sich eher um den Schallwechseldruck und den Pegel (Schalldruckpegel SPL) als Wirkung an den Trommelfellen des Gehörs und an den Membranen der Mikrofone. Siehe auch: SPL-Messgerät.
 
Wenn man als Techniker mit der Überprüfung der Tonqualität durch das Gehör zu
tun hat, dann sollte man an die Schallwellen denken, welche die Trommelfelle durch den Schallwechseldruck als Schallfeldgröße bewegen. Dazu gehört der Rat, in der Tontechnik (Audiotechnik) die Verwendung von Schallleistung und Schallintensität als Schallenergiegröße etwas in den Hintergrund zu stellen.

 
Wieviel Dezibel (dB) ist die Schallenergie W = I·t·A in J = W·s? wird als Frage recht selten gestellt. Zur Berechnung verwendet man eher folgende Schallenergiegrößen: Schallenergiedichte w oder E = I / c in J/m3, Schallintensität I = Pak / A in W/m² und Schallleistung Pak in W = J/s bzw. ihre dazugehörenden Pegel.
Verwende lieber den Schalldruck p in Pa oder den Schalldruckpegel SPL in dB.
 
Der Schalldruck (Wechseldruck) ist ein dynamischer Druck. Dagegen ist der
Luftdruck (atmosphärischer Gleichdruck) ein statischer Druck. Dem statischen
Luftdruck ist der dynamische Schalldruck überlagert.

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. Der Schallpegel wird in dB (Dezibel) angegeben.
 
 
Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des
Zeichens.
Bei Dezimal-Eingabe ist stets der Punkt zu verwenden.

Schallfeldgröße   Schallenergiegröße
Schalldruck p (Luft) 
Pa (Pascal) 
 ↔  Schallintensität I (Luft) 
W/m2
Formel   Formel
Bezugsschalldruck p0 = 20 μPa = 2 · 10−5 Pa          Bezugsschallintensität I0 = 1 pW/m2 = 10−12 W/m2
Schallkennimpedanz Z0 = 400 N·s/m3     Schalldruck p = √ (I × Z0)     Schallintensität I = p2 / Z0
Schallfeldgröße   Schallenergiegröße
Schalldruckpegel Lp (SPL Luft)
dB (Dezibel)
 ↔  Schallintensitätpegel LI (Luft)
dB (Dezibel)
Schalldruckpegel   Schallintensitaetspegel
Bezugsschalldruck p0 = 20 μPa = 2 · 10−5 Pa          Bezugsschallintensität I0 = 1 pW/m2 = 10−12 W/m2
Gleicher "Schallpegel" bei Schallkennimpedanz von Luft Z0 = 400 N·s/m3
Während der 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 Schallleistung − Wirkung und Ursache
 
Hinweis: Da der Schallleistungspegel schwierig zu messen ist, misst man
üblicherweise den Schalldruckpegel in dB.
Eine Verdoppelung des Schalldrucks erhöht den Schalldruckpegel um 6 dB.
 
Subjektiv empfundene Lautstärke (Lautheit),
objektiv gemessener Schalldruck (Spannung) und
theoretisch berechnete Schallintensität (Schallleistung)
 
Psychoakustik: Zusammenhang zwischen sone und phon

Schallpegeländerung und der Faktor (Gain)
 
Sei genau: Der doppelte Schalldruck, die doppelte Schallleistung oder die doppelte Schallintensität

Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des
Zeichens.
Bei Dezimal-Eingabe ist stets der Punkt zu verwenden.

Faktor, Ratio und Gain
Faktor x bei Lautstärke (Lautheit) fache Lautstärke  ↔  Pegeländerung Δ Llaut (Psychogröße)
dB
Lautstaerke-Faktor   Formel Lautstaerkepegel
Faktor y bei Schalldruck (Spannung)
facher Schalldruck
 ↔  Pegeländerung Δ Lp (Feldgröße)
dB
Schalldruckfaktor     Schalldruckpegel
Faktor z bei Schallintensität (Leistung)
fache Schallintensität
 ↔  Pegeländerung Δ LI (Energiegröße)
dB
Schallintensitätsfaktor     Schallintensitätspegel
 
Wieviel dB ist der Faktor 1,4142 für den Schalldruck?
 
Schalldruck und Schallleistung − Wirkung und Ursache
 
Was ist eine Amplitude?
 
Viele Amplituden − Schallfeldgrößen einer ebenen Welle

Schalldruckpegel und Schalldruck

"Schallpegel" kann der Schalldruckpegel in dB-SPL oder der Schall-Intensitätspegel in dB-SIL sein.
Für Pa sprich: Pascal. Das ist die Größe für den Druck
p = Kraft F durch Fläche A.
Der Bezugs-Schalldruck ist p0 = 20 µPa = 2 × 10−5 Pa. Die BezugsSchallintensität ist I0 = 10−12 W/m2.
 
DAGA und auch DIN fordern die Angabe des Schallpegels allein in dB. Das angehängte SPL kommt
aus USA und ist hier bei Akustikern verpönt. In Wikipedia wird das SPL hinter dB sofort beseitigt.

 
Die häufig benutzte Bezeichnung "Intensität des Schalldrucks" ist nicht richtig. Dafür sind "Größe",
"Stärke", "Kraft", "Wirksamkeit", "
Amplitude", oder "Pegel" zu nehmen.
"Schallintensität" ist Schallleistung pro Flächeneinheit, während "Druck" ein Maß für Kraft pro
Flächeneinheit ist. Intensität als Energiegröße ist nicht gleich Druck als Feldgröße oder Quellengröße.

Schalldruck ist nicht Intensität

 
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.
 
 
Zu beachten ist, dass die Berechnung I ~ p2 für fortschreitende ebene Wellen seine Gültigkeit hat.
Hieraus erkennt man, dass die Schallintensität niemals mit dem Schalldruck gleichgesetzt werden darf.
Der Schalldruck ist immer der Schallwechseldruck als Effektivwert. Die
Schalldruckamplitude ist der
Scheitelwert oder Spitzenwert des Schalldrucks.
Die
Lautstärke (Lautheit) als psychoakustische Empfindung wird überwiegend durch den Schalldruck p
bestimmt und als Schalldruckpegel Lp in dB angegeben.

Pegel-Vergleich beim Schalldruck und bei der Schallintensität

Pegel-Formel
 
Hinweis: Membranen der Mikrofone und die Trommelfelle unserer Ohren
werden durch den
Schallwechseldruck als Schallfeldgröße bewegt.
Die
Schallintensität ist jedoch eineSchallenergiegröße.

Schallpegelrechnung - sengpielaudio

Bezugswerte (Hörschwelle): p0 = 20 µPa = 2 · 10−5 oder auch I0 = 10−12 Watt/m2.

Schalldruck gehört zu den Schallfeldgrößen. Der Schalldruck nimmt mit 1/r von der Schallquelle ab!
 
Abstandsgesetz01
 
Abstandsgesetz02
 
Abstandsgesetz03
 
Das ist nicht reziprok und quadratisch, das ist umgekehrt proportional: p ~ 1 / r.
 
             Intensität-Abstand
Daraus folgt Schalldruck-Abstand
MaennchenBirne
 
Intensität = Leistung / Fläche
I = P/A = P/(4πr2)
Pegeldämpfung ist 6 dB
pro Abstandsverdopplung
r

Abstandsdämpfung: Änderung des Schallpegels Δ L mit der Entfernung r
 
Nachhilfe für alle, die falsch gelernt haben, dass der
Schalldruck quadratisch mit der Entfernung abnimmt

Wenn bei einer Schallpegelmessung der Abstand zur Schallquelle nicht angegeben
ist, dann ist das Messergebnis absolut sinnlos. Siehe z. B. "Schreiwettbewerb":

http://homepages.fh-regensburg.de/~scs39082/wettbewerbe/schreiwettbewerb.html
Merke: Je näher am Mund: umso mehr Pegel, umso lauter. Ist doch klar.
... und ohne dBA-Filter zeigen sich noch eindrucksvollere Pegelwerte.

Vergleiche Schallleistungspegel und Schalldruckpegel im Abstand von der Quelle

Tabelle der Schalldruck- und Schallintensitätspegel

Regenbogenlinie

Schalldruck, Intensität und ihre Pegel

Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des
Zeichens.
Bei Dezimal-Eingabe ist stets der Punkt zu verwenden.
 

Schallfeldgröße
Schalldruck p (in Luft)  
Pa = N/m2
 ↔  Schalldruckpegel Lp
dB-SPL
Formel Schalldruck   Schalldruckpegel
Bezugsschalldruck p0 = 20 μPa = 2 · 10−5 Pa ≡ 0 dB     Pa = N/m2

Schall unter Wasser siehe ganz unten.

Schallenergiegröße
Schallintensität I (in Luft)  
W/m2
 ↔  Schallintensitätspegel LI 
dB-SIL
Schallintensitaet   Schallintensitaetspegel
Bezugsschallintensität I0 = 1 pW/m2 = 10−12 W/m2 ≡ 0 dB
Von der Intensität des Schalldrucks zu sprechen ist Unsinn.
Schalldruck und Schallintensität sind wirklich nicht das Gleiche.
Missbrauche nicht das Wort "Intensität", es sei denn, hier ist
wirklich die "Leistung pro Fläche" als W/m2 gemeint.
Sage richtiger dafür "Größe", "Stärke" oder "Pegel".

"Amplitude" gehört jedoch eher zu den Schallfeldgrößen.

Schallintensität = Schalldruck · Schallschnelle
Schallintensität = (Kraft / Fläche) · (Schallauslenkung / Zeit)
Schallintensität = Schallenergie/ (Fläche · Zeit) = Schallleistung / Fläche.

I = p · v = (F / A) · (ξ / t) = E / (A · t) = Pak / A.

 
 Merke - Vergleich dB und dBA: Es gibt keine Umrechnungsformel von
 gemessenen dBA-Werten in Schalldruckpegel dBSPL oder umgekehrt. 

 

 
Die Hörschwelle bei 0 dB SPL ohne Frequenzbewertung kann bei
breitbandigen Geräuschen nicht das Gleiche sein, wie 0 dBA mit
Frequenzbewertung. Nur bei einem reinen Sinuston von 1 kHz sind beide
Werte gleichzusetzen.
Es gibt keine "dBA"-Angabe für die Hörschwelle beim menschlichen Hören. 

Bei weißem Rauschen im Audioband von 20 Hz bis 20 kHz soll der
Unterschied zwischen dB und dBA etwa 2 dB betragen.

 
 
 
Audiogeräte zeigen in ihren Datenblättern häufig A-bewertete Pegel −
nicht weil das mit unserem Gehör übereinstimmen würde − sondern weil
damit beispielsweise Brummkomponenten versteckt werden können, die
sonst ein Datenblatt schlechter aussehen lassen.
 
Worte an helle Köpfe: Immer fragen, was ein Hersteller wohl zu
verbergen hat, wenn die A-Frequenzbewertung angegeben wird. 
*)
 

*) http://www.google.com/search?q=Always+wonder+what+a+manufacturer+Rane&filter=0

Schallmessung Bewertungsfilter - Berechnung Frequenz f in dBA

Wo liegt die Schmerzschwelle? Folgende runde Werte werden in der Audio-Literatur angegeben:

Schalldruckpegel
Lp
     Schalldruck     
p
    140 dBSPL 200 Pa
137,5 dBSPL 150 Pa
    134 dBSPL 100 Pa
    120 dBSPL   20 Pa
 
Mit Schmerzgrenze, auch Schmerzempfindungsschwelle oder Schmerzschwelle, bezeichnet man in der Akustik die niedrigste Stärke eines Reizes, was vom Gehör als schmerzhaft empfunden wird. Solch ein Lärmpegel ist ganz gewiss schädlich. Wegen der unterschiedlichen Empfindlichkeit der Menschen kann kann es eben keine genaue Wertangabe geben.

Schalldruckpegel und zulässige Einwirkungszeit (Richtlinien)
 Wie lange kann jemand einen bestimmten Schallpegel aushalten, bevor ein Hörschaden eintritt?
 
 Schalldruckpegel   Schalldruck   Erlaubte Einwirkungszeit 
115 dB 11,2 Pa 0,46875 Minuten (~30 sec)
112 dB 7,96 Pa 0,9375 Minuten (~1 min)
109 dB 5,64 Pa 1,875 Minuten (< 2 min)
106 dB 3,99 Pa 3,75 Minuten (< 4 min)
103 dB 2,83 Pa 7,5 Minuten
100 dB 2,00 Pa 15 Minuten
  97 dB 1,42 Pa 30 Minuten
  94 dB − − − − − − − 1,00 Pa − − − 1 Stunde − − − − − − − − − −
  91 dB 0,71 Pa 2 Stunden
  88 dB 0,50 Pa 4 Stunden
  85 dB 0,36 Pa 8 Stunden
  82 dB 0,25 Pa 16 Stunden
 
Anerkannte Richtlinien für eine empfohlene zulässige Einwirkungszeit (Einwirkdauer) bei einer
kontinuierlich zeitlich-gewichteten durchschnittlichen Lärmbelastung, nach NIOSH-AINSI und CDC.
Für alle 3 dB Schalldruckpegel (SPL) über 85 dB ist die zulässige Einwirkungszeit jeweils halbiert,
bevor Schäden am Gehör auftreten können.
NIOSH = National Institute for Occupational Safety and Health
CDC = Centers for Disease Control and Prevention.
OSHA = Occupational Safety and Health Administration.
NIOSH verwendet die 8-Stunden-Einwirkung von Rauschen bei 85 dBA und eine Verdopplungsrate
von 3 dBA, um die Lärmdosis zu bestimmen.
OSHA verwendet die 8-Stunden-Einwirkung von Rauschen bei 90 dBA und eine Verdopplungsrate
von 5 dBA, die weniger Arbeitnehmer über ihre gesamte Lebensarbeitszeit schützt.
Dieses stellt möglicherweise nicht die einzige weltweite Sichtweise dieses Themas dar.
Lärm ist ein zunehmendes Problem für die öffentliche Gesundheit und kann folgende negativen
gesundheitlichen Auswirkungen haben: Schwerhörigkeit, Schlafstörungen, Herz-Kreislauf- und
psychophysiologische Probleme, Leistungsabfall und negatives sozialen Verhalten.
Der Mensch empfindet und beurteilt Schallereignisse nach: Einwirkungsdauer, spektraler
Zusammensetzung, zeitlicher Struktur, Schallpegel, Informationsgehalt und subjektiver Einstellung.

Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des
Zeichens.

 
Schalldruckpegel
94 dB + dB
 ↔  Zulässige Einwirkungszeit:
Minuten
 

Umrechnung: Schalldruck, Schallschnelle, Schallimpedanz und Intensität

Der Schalldruck p, als Schallfeldgröße, nimmt nach dem 1/r-Gesetz ab, während
die Schallintensität I, als Schallenergiegröße nach dem 1/r²-Gesetz abnimmt.
Das wird häufig nicht verstanden. Der Beweis dieses Fehlwissens ist hier zu sehen:

Seltsam - Seltsam, was im Internet so zu finden ist …
Der Schalldruckpegel und das seltsame reziproke Quadrat-Gesetz
Falsche Abnahme des Schalldrucks mit der Entfernung von der Schallquelle
Amplitude - Schallfeldgrößen einer ebenen Welle

Schallfeldgröße    AnimatedLaughingSmiley
Schalldruck, Schallschnelle, Amplitude,
Schallauslenkung, Spannung,
(Stromstärke, elektrischer Widerstand).
Reziprokes Abstandsgesetz 1/r
Schallenergiegröße
Schallintensität, Schallenergiedichte,
Schallenergie, Schallleistung,
(elektrische Leistung).

Reziprokes Quadratgesetz 1/r²

Schall(wechsel)druck ist die Veränderung des Drucks verursacht durch eine Schallwelle.
Schallleistung ist die Menge an Energie, die in einer Schallwelle enthalten ist. Es ist
bedauerlich, dass die Begriffe "Leistung" und "Energie" in der Akustik vielfach verwechselt
werden. Sie sind überhaupt nicht das Gleiche. Energie ist die Fähigkeit, etwas zu
verrichten. Leistung ist die Menge an Energie, die pro Zeiteinheit verwendet wird.

Schalldruck

Wichtig zu merken: 1 Pa = 1 N/m294 dBSPL und

Unser Gehör ist direkt für den Schalldruck empfindlich. Der Schallwechseldruck bewegt
unsere Trommelfelle. Aus geschichtlicher Sicht wurden die Pegeldifferenzen beim
Stereohören "Intensitäts"-Unterschiede genannt. Aber Schallintensität ist eine spezifisch
definierte Größe, die nicht durch ein Mikrofon aufgenommen wird, noch würde es für eine
Tonaufnahme nützlich sein, wenn das so wäre. Darum nenne "Intensitäts"-Stereofonie
korrekter Pegeldifferenz-Stereofonie.

1 bar = 105 Pa.


conversion of sound units - sound level, sound pressure, sound intensity - sengpielaudio

Bei der Angabe eines absoluten Pegels zur Kennzeichnung des Schalldruckpegels wird immer
häufiger der aus englischsprachigen Ländern kommende Zusatz "SPL" (sound pressure level)
benutzt, z. B. 94 dBSPL. Diese Gewohnheit wurde hier manchmal übernommen.

Formel
Beispiele:
* Hörschwelle: 0,00002 Pa = 20 µPa = 2 · 10-5 Pa, entsprechend 0 dB (SPL)
* Schmerzschwelle: etwa 150 Pa, entsprechend 137,5 dB (SPL)
* "normal laut" empfundener Klang oder Geräusch: etwa 0,1 Pa = 74 dB (SPL)

Häufig irritiert in Büchern das gemeinte Klein-p des Schalldrucks (pressure) geschrieben als
Groß-P, das jedoch der Schallleistung (power) vorbehalten ist.
 
Wie nimmt der Schallpegel mit der Schallquellenentfernung ab?
Dämpfung des Schallpegels mit dem Schallquellenabstand
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-entfernung.htm
 
Die Intensität I ist als Leistung pro Flächeneinheit definiert. Die Oberfläche der Kugel ist
A = 4 π r2, so dass der Schallleistungspegel Pak, der durch jeden Quadratmeter Oberfläche geht
I = Pak / A = Pak / 4 π r2 ist. Man sieht also, dass für eine gleichförmig abstrahlende Schallquelle,
die Intensität umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung r von der Quelle abnimmt:
I2 / r12 = I1 / r22. Da aber die Intensität proportional zum Quadrat des Schalldrucks ist, können
wir schreiben:
p2 / p1 = r1 / r2. Hieraus ist zu erkennen, dass der Schalldruck umgekehrt proportional zum
Abstand r von der Quelle abnimmt. Wird der Abstand verdoppelt, so nimmt der Schalldruck
um den Faktor 2und die Schallintensität um den Faktor 4 ab. Mit anderen Worten, der
Schallpegel verringert sich um (−)6 dB.
 
Häufig verwirrt es und wird verwechselt, dass der Schalldruck p als Schallfeldgröße mit 1/r mit
der Entfernung abnimmt aber die Schallintensität I als Schallenergiegröße jedoch mit 1/r2. I ist
proportional p2.
Schallfeldgrößen: Schalldruck, Schallschnelle, Schallauslenkung. Hierzu sind proportional die
elektrische Spannung, der elektrische Strom und der elektrische Widerstand.

Schallenergiegrößen: Schallintensität, Schallenergie, Schallenergiedichte, Schallleistung.
Hierzu ist die elektrische Leistung proportional.
Intensität bezeichnet umgangssprachlich die Weise, mit der etwas betrieben wird: intensiv,
gedrängt, konzentriert. Intensität ist aber speziell in der Physik und in der Akustik ein wichtiger
Fachausdruck allein für die Energie. Das Wort Intensität wird recht häufig unrichtig für Stärke,
Kraft, Amplitude und Pegel verwendet. Darum sollte der Ausdruck Intensität auch nur genommen
werden, wenn wirklich die (Strahlungs-) Energie gemeint ist.
 
In der Tonaufnahmetechnik mit Mikrofonen ist so gut wie immer die Stärke, die Kraft, die
Amplitude oder der Pegel gemeint und wirklich nur als seltene Ausnahme einmal die
Schallintensität (Energie). Selbst die "Intensitäts"-Stereofonie arbeitet nicht mit den Intensitäten,
sondern mit den linearen Schalldruckunterschieden, auch Schalldruckdifferenzen genannt.
Was bewegt denn die Mikrofonmembranen und die Trommelfelle? Es ist schlicht der
Schallwechseldruck und nicht die gedankenlos dahergesagte Schallintensität.
Der Schalldruck ist die in Abhängigkeit von der Zeit und dem Ort erfolgende
Druckänderung Δ p als Überlagerung zum atmosphärischen Druck. Der Schallwechseldruck
"wirkt" auf die Trommelfelle des Gehörorgans und ist somit für die Schallempfindung maßgeblich.
 
Zusammenhang der akustischen Größen (Schallgrößen)
 
Pegel und Bezugswerte der Schallgrößen - Umrechnungen und Formeln
 
Vergleichende Darstellung von Schallgrößen und Schallenergiegrößen

Schallpegel-Vergleichstabelle

Änderung des Schallpegels und die dazugehörende Änderung des Faktors bei
Lautstärke (Lautheit), Schalldruck (Spannung) und Schallintensität (Leistung)

Wieviel dB Pegeländerung ist zweimal, halb oder viermal so laut?
Wieviel dB erscheinen doppelt so laut zu sein? Hier sind die unterschiedlichen Faktoren.
 
Pegel-
Änderung
Lautstärke
Lautheit
Spannung
Schalldruck
Schallleistung
Schallintensität
+40 dB 16 100   10000
+30 dB   8    31,6 1000
+20 dB   4 10 100
+10 dB  2,0 = Verdopplung         3,16 = √10 10
  +6 dB   1,52 fach  2,0 = Verdopplung       4,0
  +3 dB   1,23 fach 1,414 fach = √2  2,0 = Verdopplung 
  - - - - ±0 dB - - - - - - - - 1,0 - - - - - - -  - - - - 1,0 - - - - - - -  - - - - 1,0 - - - - -
  −3 dB     0,816 fach     0,707 fach    0,5 = Halbierung
  −6 dB     0,660 fach    0,5 = Halbierung 0,25
−10 dB    0,5 = Halbierung 0,316 0,1  
−20 dB           0,25 0,100 0,01
−30 dB           0,125   0,0316   0,001
−40 dB           0,0625   0,0100     0,0001
Log. Größe Psychogröße Feldgröße Energiegröße
dB-
Änderung
Lautstärke-
faktor
Amplituden-
faktor
Leistungs-
faktor
 
Merke: Für eine 10 dB Pegeländerung brauchen wir zehnmal mehr Leistung vom Verstärker.
Diese Erhöhung des Schallpegels um 10 dB bedeutet eine Erhöhung des Schalldrucks um den
Faktor 3,16. Die psycho-akustische Lautstärke bzw. Lautheit ist eine subjektive Empfindungsgröße.
 
Merke: Eine Anhebung des Schallpegels um 6 dB entspricht der Verdopplung des Schalldrucks.
Eine Erhöhung des Schallpegels um 3 dB entspricht der Verdopplung der Schallintensität.
Eine Anhebung des Schallpegels um 6 dB entspricht der Vervierfachung der Schallintensität.
Eine Erhöhung des Lautstärkepegels um 10 dB soll der Empfindung doppelter Lautstärke entsprechen.
Die subjektiv empfundene "Lautstärke" bzw. der "Lautstärkepegel" und der Kunstbegriff "Lautheit" ist
als Empfindungsgröße des menschlichen Hörempfindens nicht mit der objektiven Messgröße
Schalldruck in einen Topf zu werfen.
 
 
Merke - Der Schalldruck als Schallfeldgröße ist nicht das 
Gleiche, wie die Schallintensität als Schallenergiegröße.

 

Zusammenhang zwischen Lautstärke und Lautheit - sone und phon

Häufig vorkommende falsche Behauptungen mit Schallgrößen
im Zusammenhang mit dem Abstand von der Schallquelle.

Der Schalldruck nimmt von einer Punktschallquellemit 1/r nach dem Abstandsgesetz ab.
 
Falsche Abnahme vom Schalldruck mit der Entfernung zur Schallquelle − ohne Quadrat!   p ~ 1 / r

Richtige Version Falsche Formulierung
Der Schalldruck (Amplitude) nimmt bei zuneh-
mender Entfernung von der Schallquelle mit 1/
r ab.
Das ist das reziproke Abstandsgesetz 1/r.
Der Schalldruck (Amplitude) nimmt bei zuneh-
mender Entfernung umgekehrt proportional mit
dem Abstand-Quadrat, also mit 1/
r2 ab. Sehr falsch
Der Schalldruckpegel nimmt bei
Verdopplung des Abstands um (−)6 dB ab,
also auf 1/2 (50 %) des Schalldruck-Anfangswerts.
Der Schalldruckpegel nimmt bei zunehmender
Entfernung von der Schallquelle mit
(−)3 dB je Abstandsverdopplung ab.                falsch
Die Schallintensität (Energie) nimmt bei
zunehmender Entfernung von der Quelle mit 1/
r2 ab.
Das ist das reziproke Quadratgesetz 1/r2.
Die Schallintensität (Energie) nimmt bei zuneh-
mender Entfernung von der Schallquelle umgekehrt
proportional mit dem Abstand 1/
r ab.               falsch
Der Schallintensitätspegel nimmt bei
Verdopplung des Abstands um (−)6 dB ab,
also auf 1/4 (25 %) des Intensitäts-Anfangswerts.
Der Schallintensitätspegel nimmt bei
zunehmender Entfernung von der Schallquelle mit
(−)3 dB je Abstandsverdopplung ab.                falsch

Schalldruck ist nicht Schallintensität

Weder die Schallleistung, noch der Schallleistungspegel 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 Schalldruck ist die Schallleistung unabhängig von der
Entfernung
zum Objekt, dem umgebenden Raum und anderen Einflüssen.

 
 
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.

 

Änderung der Schallleistung mit dem Abstand ist Unsinn
 
 
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."

 

Schalldruck und Schallpegel unter Wasser

Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Rechner arbeitet in beiden Richtungen des Zeichens.

Schall unter Wasser
Schalldruck p (unter Wasser)
Pa = N/m2
 ↔  Schalldruckpegel Lp (unter W.)
dB-SPL
Formel Schalldruck   Schalldruckpegel
Bezugsdruck p0 = 1 μPa = 1 · 10−6 Pa ≡ 0 dB   (Wasser!)   Pa = N/m2
Umrechnung der dB zwischen Luft und Wasser

Der Bezugspegel von 0 dB ≡ 1 µPa Druck wurde 1970 von der USA-Marine für
Schall in Wasser (Wasserschall) festgelegt.
Der Schalldruckpegel von 0 dB in Luft oder Gasen (Luftschall) entspricht einem
Schalldruckpegel von 26 dB in Wasser. Für eine identische Quellen-Intensität in
Wasser und in Luft, muss der Schalldruck im Wasser etwa 1200 mal größer sein
als in Luft. Weiterhin werden Luftschalldruckpegel oft als frequenzbewertete
Schalldruckpegel angegeben, um den Frequenzgang des menschlichen Gehörs
zu berücksichtigen. Für die Bewertung des Einflusses von Schall in Flüssigkeiten
(Wasserschall) auf Meerestiere ist das jedoch kein sinnvoller Bezugsmaßstab.
Die schwierige Vergleichbarkeit von Schallpegelangaben für Luftschall und
Wasserschall sorgt bei der Diskussion über die Schädlichkeit von Sonaren und
Echoloten und bei Geräuschen von Meerestieren immer für ziemliche Verwirrung.
Als wichtigste Messgröße für den Wasserschall wird wie beim Luftschall der
"Schalldruckpegel" verwendet. Obwohl formal die gleichen Methoden verwendet
werden, sind Wasserschall- und Luftschallpegel nur schwer vergleichbar und
führen bei Laien immer wieder zu schwerwiegenden Missverständnissen. Pegel
sind logarithmische Größen und nur sinnvoll zu interpretieren, wenn die jeweils
verwendeten Bezugswerte beachtet werden. Als Bezugswert für den
Schalldruckpegel wird beim Luftschall 20 µPa gewählt, beim Wasserschall
dagegen 1 µPa. Der Bezugswert beim Luftschall wurde in Anlehnung an die
menschliche Hörschwelle gewählt und entspricht bei Ausbreitung einer ebenen
Welle im Medium Luft einem Schalldruck von etwa 2 · 10−5 Pascal (20 µPa).
Dieser Referenzschalldruck entspricht einer Schall-Intensität von etwa 10−12
W/m².
Bekanntlich ist Wasser wesentlich härter als Luft, so dass bei gleicher
Intensität die akustisch relevante Partikelgeschwindigkeit wesentlich kleiner,
dafür aber der Schalldruck größer ist. Aus diesem Grund ist ein Vergleich der
Schalldrücke ohnehin wenig aussagekräftig. Wenn man schon vergleichen will,
sollte man eher die Energieflussdichte (Intensität) heranziehen. Weil
messtechnisch der Schalldruck besser zugänglich ist, zieht man ihn trotzdem vor.
Der dabei verwendete Referenzdruck von 1 µPa entspricht einer Schall-Intensität
von etwa 0,65 · 10−18 W/m². Die Beziehungen zwischen Schalldruck und Schall-
Intensität sind aber auch einerseits vom Luftdruck, andererseits von Temperatur
und Salzgehalt des Wassers abhängig.
Näherungsweise unterscheiden sich gleiche Pegelangaben für Luft und Wasser
bei ihrem jeweiligen Referenzdruck in ihrem Pegel um etwa 62 dB.
Für eine - ohnehin fragliche - Vergleichbarkeit der Pegel sind also vom
Wasserschall etwa 62 dB abzuziehen.

Der große Unterschied des Pegels von Schall in Luft und die Pegelangabe des
Schalls unter Wasser in Dezibel (dB) wird selten erkannt und deutlich erklärt.

Wie ist Schall in Wasser unterschiedlich
im Vergleich zu Schall in der Luft?

Ein Vergleich von Schallpegeln in Luft gegenüber Schallpegeln in Wasser muss sehr
sorgfältig durchgeführt werden. Luft und Wasser haben zueinander einen unterschiedlichen
Referenzschalldruck von 26 dB. Aufgrund der Differenz der Impedanz (die Steifigkeit und
Dichte des Mediums) zwischen Luft und Wasser, ist ungefähr ein 3.500 Mal größerer
Leistungspegel (36 dB) in der Luft erforderlich, um einen entsprechenden Druckpegel in
Wasser zu erzeugen.
Durch Kombination beider Werte wird ein Korrekturfaktor von 26 dB + 36 dB = 62 dB
zwischen den beiden Skalen erforderlich. Daher muss 62 dB von einem Geräuschpegel in
Wasser abgezogen werden, um eine äquivalente akustische Intensität in Luft zu erzeugen.
Es ist irreführend, die Dezibelwerte der Geräusche des Unterwasser-Sound mit den Dezibel-
Werten von in der Luft gehörten Geräuschen zu vergleichen.
 
Mikrofone, die unter Wasser angewendet werden heißen Hydrophone. Man kann diese bei
DPA bekommen. Übliche Mikrofone müssen dabei unbedingt vor Wasser geschützt werden.
Einfallsreiche Tontechniker ziehen bei Außenaufnahmen im Regen oder unter Wasser im
Schwimmbad praktischer Weise ein Kondom über ein handelsübliches Kleinmikrofon.
Das ist kein Witz. Die schlaffe Latex-Haut dichtet die Mikrofonkapsel wasserdicht ab und
allein die reine Druckänderung (Skalar) wird übertragen - jedoch ist dieser Trick nur bei
reinen Druckempfängern anwendbar, also bei Mikrofonen mit Charakteristik Kugel.
Bei Druckgradientenempfängern, wie z. B. bei Mikrofonen mit Richtcharakteristik Niere,
funktioniert dieses mit dem "Verhüterli" nicht, denn die Druckgradientenbewegung (Vektor-
Druckunterschied vor und hinter der Membran) ist heftig gestört.
Bei allen Tipps in "YouTube" zu Methoden ein Mikrofon wasserdicht zu machen, wird immer
vergessen zu erklären, dass es eben nicht ordentlich bei "Nierenmikrofonen" und anderen
Druckgradientenempfängern funktionieren kann. Man weiß es halt nicht besser; siehe:

YouTube: Waterproofing a microphone with a condom
Der Rat, ein Soundfieldmikrofon für eine Surround-Sound-Aufnahme unter Wasser mit einem
Kondom zu verwenden, musste als unsinnig erkannt werden, denn
Druckgradientenempfänger verlieren dadurch völlig ihre Wirkung.
 
 
Merke: Nur Mikrofone mit Kugelcharakteristik
funktionieren mit "Verhüterli" unter Wasser.

 
 
Die internationalen Druckeinheiten
Mehr Umrechnung von Druckeinheiten
Umrechnung der Druckeinheiten
 
Frage: Wie groß ist der Standard-Abstand, um den Schalldruckpegel von einer Schallquelle zu messen?
Es gibt keinen genormten Abstand. Er hängt von der Größe der Schallquelle und dem Schallpegel ab.

Bewerteter Schall wird nicht in phon, sondern in dB(A) angegeben.

Beziehung zwischen Schalldruck und Schallleistung (engl.)
Messungen von Schalleistung und Schalldruck (engl.)
Schalldruck und Schallleistung - Was ist Schallintensität? B&K
Wie nimmt der Schall mit der Entfernung ab?
Wie hängt der Lärm von der Entfernung zur Schallquelle ab?
Wärmestrahlung, Lichtstrahlung und nicht der Schall

Umwandlung von Schall-Einheiten
 
Schallintensität:
Bezugsschallintensität
I0 = 10−12 W/m2 (Hörschwelle)
Bezugsschallintensitätspegel LI0 = 0 dB-SIL (Hörschwellen-Pegel)
Berechnen der Schallintensität I bei Eingabe des Schallintensitätspegels LI:
I = I0·10(L/10) in W/m2 = 10−12·10^(
LI / 10) in W/m2.
Berechnen des Schallintensitätspegels LI in dB bei Eingabe von Schallintensität I in W/m2:
LI = 10·log (I / I0) in dB = 10·log (I / 10−12) in dB.
 
Schalldruckpegel
Bezugsschalldruck
p0 = 20 µPa = 2·10−5 Pa (Hörschwelle)
Bezugsschalldruck Lp0 = 0 dB-SPL (Hörschwellen-Pegel)
Berechnen des Schalldrucks p bei Eingabe des Schalldruckpegels Lp:
p = p0·10^(Lp / 20) in Pa (= N/m2) = 2·10−5·10^(Lp / 20) in Pa (N/m2).
Berechnen des Schalldruckpegels Lp in dB bei Eingabe des Schalldrucks p in Pa:
Lp = 20·log (p / p0) in dB = 20·log (p / 2×10−5) in dB.
 
Wie addiert man zwei Schallintensitätspegel LI1 = 50 dB und LI2 = 65 dB?
Raus aus dem Pegel und zurück zum Zahlenverhältnis (Energiegröße).
(Die Bezugs-Schallintensität wird hier nicht benötigt.)
I1 = 10^(LI1/10) = 10^(50/10) = 100000.
I2 = 10^(LI2/10) = 10^(65/10) = 3162277.
Beide Werte werden addiert. Man erhält I = I1 + I2 = 3262277.
Nun zurück zum Pegel: LI = 10 · log (3262277) = 65,13 dB.
Für große Unterschiede über 10 dB, nimmt man nur den höchsten Wert.
 
Wie addiert man zwei Schalldruckpegel Lp1 = 50 dB und Lp1 = 65 dB?
Raus aus dem Pegel und zurück zum Zahlenverhältnis (Feldgröße).
(Der Bezugs-Schalldruck wird hier nicht benötigt.)
p1 = 10^(Lp1/20) = 10^(50/20) = 316.
p2 = 10^(Lp2/20) = 10^(65/20) = 1778.
Pythagoras: p = √ (p12+p22) = √ (3162 + 17782) = 1806.
Nun zurück zum Pegel: Lp = 20 · log (1806) = 65,13 dB.
Für große Unterschiede über 10 dB, nimmt man nur den höchsten Wert.
 
Was ist der größte Schalldruck?
Wie viele Dezibel hat das lauteste Geräusch?
 
Eine typische falsche Aussage: "Lärmpegel können nicht lauter als 194 dB sein." Liegt das
Ende bei 194 dB? Öfter wird diese Wahrnehmungsschwelle als physikalische Grenze
diskutiert. Schall ist nichts weiter als eine Störung des Luftdrucks und 194 dB ist theoretisch
die gleiche Größe wie der Luftdruck selbst. Der Schall muss dabei verzerrt sein. Ein lauterer
Lärm ist schon möglich, jedoch stark verzerrt. Das ist eben Chaos.
Dieser hohe Schalldruck zerstört alle Mess-Mikrofone und auch Menschen, beispielsweise
in der Nähe des Zentrums einer nuklearen Explosion. Kein Gehörschutz (Ohrenschützer oder
Ohrstöpsel) kann uns dann noch helfen.
 
Information über den Hörpegel - Hearing Level (HL)
Sinustöne werden als audiometrische Schwellen in dB HL ausgedrückt.
 
Frequenz  dB SPL   dB HL 
  250 Hz  +15.0     0.0
  500 Hz    +9.0     0.0
1000 Hz    +3.0     0.0
2000 Hz    −3.0     0.0
4000 Hz    −4.0     0.0
8000 Hz  +13.0     0.0

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