Wenn eine Schallwelle auf ihrem Weg nicht auf Hindernisse trifft, breitet sie sich gleichmäßig in alle Richtungen aus. Doch nicht jedes Hindernis wird für sie zum Hindernis.
Wenn der Schall auf seinem Weg auf ein Hindernis stößt, kann er sich um dieses herum biegen, reflektiert, gebrochen oder absorbiert werden.
Schallbeugung
Wir können mit einer Person sprechen, die um die Ecke eines Gebäudes, hinter einem Baum oder hinter einem Zaun steht, obwohl wir sie nicht sehen können. Wir hören es, weil Schall sich um diese Objekte herum biegen und in den Bereich dahinter eindringen kann.
Die Fähigkeit einer Welle, sich um ein Hindernis zu biegen, nennt man Beugung .
Beugung tritt auf, wenn die Schallwellenlänge die Größe des Hindernisses überschreitet. Niederfrequente Schallwellen sind ziemlich lang. Bei einer Frequenz von 100 Hz entspricht sie beispielsweise 3,37 m. Mit abnehmender Frequenz wird die Länge noch größer. Daher krümmt sich eine Schallwelle leicht um mit ihr vergleichbare Objekte. Die Bäume im Park stören unser Hören von Geräuschen überhaupt nicht, da der Durchmesser ihrer Stämme viel kleiner ist als die Länge der Schallwelle.
Dank der Beugung dringen Schallwellen durch Risse und Löcher in einem Hindernis ein und breiten sich hinter ihnen aus.
Platzieren wir einen Flachbildschirm mit einem Loch im Weg der Schallwelle.
In dem Fall, wo die Schallwellenlänge ƛ viel größer als der Lochdurchmesser D , oder diese Werte ungefähr gleich sind, dann erreicht der Schall hinter dem Loch alle Punkte im Bereich, der sich hinter dem Bildschirm befindet (Schallschattenbereich). Die Vorderseite der ausgehenden Welle wird wie eine Halbkugel aussehen.
Wenn ƛ Ist die Welle nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des Spalts, breitet sich der Hauptteil der Welle gerade aus und ein kleiner Teil divergiert leicht zu den Seiten. Und für den Fall, dass ƛ viel weniger D , die gesamte Welle wird in Vorwärtsrichtung gehen.
Schallreflexion
Trifft eine Schallwelle auf die Grenzfläche zwischen zwei Medien, sind unterschiedliche Möglichkeiten ihrer weiteren Ausbreitung möglich. Schall kann von der Grenzfläche reflektiert werden, sich ohne Richtungsänderung in ein anderes Medium bewegen oder gebrochen werden, also sich bewegen und dabei seine Richtung ändern.
Angenommen, auf dem Weg einer Schallwelle erscheint ein Hindernis, dessen Größe viel größer als die Wellenlänge ist, beispielsweise eine steile Klippe. Wie verhält sich der Ton? Da es dieses Hindernis nicht umgehen kann, wird es von ihm reflektiert. Dahinter befindet sich das Hindernis akustische Schattenzone .
Der von einem Hindernis reflektierte Schall wird aufgerufen Echo .
Die Art der Reflexion der Schallwelle kann unterschiedlich sein. Dies hängt von der Form der reflektierenden Oberfläche ab.
Betrachtung bezeichnet eine Richtungsänderung einer Schallwelle an der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Medien. Bei der Reflexion kehrt die Welle in das Medium zurück, aus dem sie stammt.
Wenn die Oberfläche flach ist, wird der Schall von ihr auf die gleiche Weise reflektiert, wie ein Lichtstrahl von einem Spiegel reflektiert wird.
Von einer konkaven Oberfläche reflektierte Schallstrahlen werden in einem Punkt gebündelt.
Die konvexe Oberfläche leitet Schall ab.
Der Dispersionseffekt wird durch konvexe Säulen, große Leisten, Kronleuchter usw. erzielt.
Schall gelangt nicht von einem Medium zum anderen, sondern wird von diesem reflektiert, wenn sich die Dichten der Medien deutlich unterscheiden. Schall, der im Wasser entsteht, wird daher nicht in die Luft übertragen. Von der Grenzfläche reflektiert, bleibt es im Wasser. Eine Person, die am Flussufer steht, wird dieses Geräusch nicht hören. Dies wird durch den großen Unterschied in den Wellenwiderständen von Wasser und Luft erklärt. In der Akustik ist die Wellenimpedanz gleich dem Produkt aus der Dichte des Mediums und der Schallgeschwindigkeit darin. Da der Wellenwiderstand von Gasen deutlich geringer ist als der Wellenwiderstand von Flüssigkeiten und Feststoffen, wird eine Schallwelle reflektiert, wenn sie auf die Grenze zwischen Luft und Wasser trifft.
Fische im Wasser hören das Geräusch nicht, das über der Wasseroberfläche erscheint, aber sie können das Geräusch deutlich unterscheiden, dessen Quelle ein im Wasser vibrierender Körper ist.
Schallbrechung
Als Änderung der Schallausbreitungsrichtung wird bezeichnet Brechung . Dieses Phänomen tritt auf, wenn Schall von einem Medium zum anderen wandert und seine Ausbreitungsgeschwindigkeit in diesen Umgebungen unterschiedlich ist.
Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Reflexionswinkels ist gleich dem Verhältnis der Schin Medien.
Wo ich - Einfallswinkel,
R – Reflexionswinkel,
v 1 – Geschwindigkeit der Schallausbreitung im ersten Medium,
v 2 – Geschwindigkeit der Schallausbreitung im zweiten Medium,
N - Brechungsindex.
Man nennt die Schallbrechung Brechung .
Fällt eine Schallwelle nicht senkrecht auf die Oberfläche, sondern in einem anderen Winkel als 90°, weicht die gebrochene Welle von der Richtung der einfallenden Welle ab.
Schallbrechung kann nicht nur an der Grenzfläche zwischen Medien beobachtet werden. Schallwellen können in einem heterogenen Medium – der Atmosphäre, dem Ozean – ihre Richtung ändern.
In der Atmosphäre wird die Brechung durch Änderungen der Lufttemperatur, der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Luftmassen verursacht. Und im Ozean entsteht es aufgrund der Heterogenität der Eigenschaften des Wassers – unterschiedlicher hydrostatischer Druck in unterschiedlichen Tiefen, unterschiedliche Temperaturen und unterschiedlicher Salzgehalt.
Schallabsorption
Wenn eine Schallwelle auf eine Oberfläche trifft, wird ein Teil ihrer Energie absorbiert. Und wie viel Energie ein Medium absorbieren kann, lässt sich anhand des Schallabsorptionsgrads ermitteln. Dieser Koeffizient gibt an, wie viel Energie der Schallschwingungen von 1 m2 Hindernis absorbiert wird. Es hat einen Wert von 0 bis 1.
Die Maßeinheit für die Schallabsorption heißt Sabin . Der Name geht auf den amerikanischen Physiker zurück Wallace Clement Sabin, Begründer der Architekturakustik. 1 Sabin ist die Energie, die von 1 m 2 Oberfläche absorbiert wird, deren Absorptionskoeffizient 1 beträgt. Das heißt, eine solche Oberfläche muss absolut die gesamte Energie der Schallwelle absorbieren.
Nachhall
Wallace Sabin
Die Eigenschaft von Materialien, Schall zu absorbieren, wird in der Architektur häufig genutzt. Bei der Untersuchung der Akustik des Hörsaals, der zum Fogg Museum gehört, kam Wallace Clement Sabin zu dem Schluss, dass ein Zusammenhang zwischen der Größe des Saals, den akustischen Bedingungen, der Art und Fläche der schallabsorbierenden Materialien und anderen besteht Nachhallzeit .
Nachhall nennen wir den Prozess der Reflexion einer Schallwelle von Hindernissen und deren allmähliche Dämpfung nach dem Ausschalten der Schallquelle. In einem geschlossenen Raum kann Schall wiederholt von Wänden und Gegenständen reflektiert werden. Dadurch entstehen verschiedene Echosignale, die jeweils wie für sich klingen. Dieser Effekt wird aufgerufen Nachhalleffekt .
Das wichtigste Merkmal des Raumes ist Nachhallzeit , die Sabin eingegeben und berechnet hat.
Wo V – Volumen des Raumes,
A – allgemeine Schallabsorption.
Wo ein i – Schallabsorptionsgrad des Materials,
S i - Fläche jeder Oberfläche.
Bei langer Nachhallzeit scheinen die Klänge durch den Saal zu „wandern“. Sie überlagern sich, übertönen die Hauptschallquelle und der Saal dröhnt. Bei einer kurzen Nachhallzeit nehmen die Wände Schall schnell auf und werden dumpf. Daher muss jeder Raum seine eigene genaue Berechnung haben.
Basierend auf seinen Berechnungen ordnete Sabin die schallabsorbierenden Materialien so an, dass der „Echoeffekt“ reduziert wurde. Und die Boston Symphony Hall, bei deren Entstehung er als Akustikberater tätig war, gilt noch immer als eine der besten Säle der Welt.
Wenn eine Schallwelle auf ihrem Weg nicht auf Hindernisse trifft, breitet sie sich gleichmäßig in alle Richtungen aus. Doch nicht jedes Hindernis wird für sie zum Hindernis.
Wenn der Schall auf seinem Weg auf ein Hindernis stößt, kann er sich um dieses herum biegen, reflektiert, gebrochen oder absorbiert werden.
Schallbeugung
Wir können mit einer Person sprechen, die um die Ecke eines Gebäudes, hinter einem Baum oder hinter einem Zaun steht, obwohl wir sie nicht sehen können. Wir hören es, weil Schall sich um diese Objekte herum biegen und in den Bereich dahinter eindringen kann.
Die Fähigkeit einer Welle, sich um ein Hindernis zu biegen, nennt man Beugung .
Beugung tritt auf, wenn die Schallwellenlänge die Größe des Hindernisses überschreitet. Niederfrequente Schallwellen sind ziemlich lang. Bei einer Frequenz von 100 Hz entspricht sie beispielsweise 3,37 m. Mit abnehmender Frequenz wird die Länge noch größer. Daher krümmt sich eine Schallwelle leicht um mit ihr vergleichbare Objekte. Die Bäume im Park stören unser Hören von Geräuschen überhaupt nicht, da der Durchmesser ihrer Stämme viel kleiner ist als die Länge der Schallwelle.
Dank der Beugung dringen Schallwellen durch Risse und Löcher in einem Hindernis ein und breiten sich hinter ihnen aus.
Platzieren wir einen Flachbildschirm mit einem Loch im Weg der Schallwelle.
In dem Fall, wo die Schallwellenlänge ƛ viel größer als der Lochdurchmesser D , oder diese Werte ungefähr gleich sind, dann erreicht der Schall hinter dem Loch alle Punkte im Bereich, der sich hinter dem Bildschirm befindet (Schallschattenbereich). Die Vorderseite der ausgehenden Welle wird wie eine Halbkugel aussehen.
Wenn ƛ Ist die Welle nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des Spalts, breitet sich der Hauptteil der Welle gerade aus und ein kleiner Teil divergiert leicht zu den Seiten. Und für den Fall, dass ƛ viel weniger D , die gesamte Welle wird in Vorwärtsrichtung gehen.
Schallreflexion
Trifft eine Schallwelle auf die Grenzfläche zwischen zwei Medien, sind unterschiedliche Möglichkeiten ihrer weiteren Ausbreitung möglich. Schall kann von der Grenzfläche reflektiert werden, sich ohne Richtungsänderung in ein anderes Medium bewegen oder gebrochen werden, also sich bewegen und dabei seine Richtung ändern.
Angenommen, auf dem Weg einer Schallwelle erscheint ein Hindernis, dessen Größe viel größer als die Wellenlänge ist, beispielsweise eine steile Klippe. Wie verhält sich der Ton? Da es dieses Hindernis nicht umgehen kann, wird es von ihm reflektiert. Dahinter befindet sich das Hindernis akustische Schattenzone .
Der von einem Hindernis reflektierte Schall wird aufgerufen Echo .
Die Art der Reflexion der Schallwelle kann unterschiedlich sein. Dies hängt von der Form der reflektierenden Oberfläche ab.
Betrachtung bezeichnet eine Richtungsänderung einer Schallwelle an der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Medien. Bei der Reflexion kehrt die Welle in das Medium zurück, aus dem sie stammt.
Wenn die Oberfläche flach ist, wird der Schall von ihr auf die gleiche Weise reflektiert, wie ein Lichtstrahl von einem Spiegel reflektiert wird.
Von einer konkaven Oberfläche reflektierte Schallstrahlen werden in einem Punkt gebündelt.
Die konvexe Oberfläche leitet Schall ab.
Der Dispersionseffekt wird durch konvexe Säulen, große Leisten, Kronleuchter usw. erzielt.
Schall gelangt nicht von einem Medium zum anderen, sondern wird von diesem reflektiert, wenn sich die Dichten der Medien deutlich unterscheiden. Schall, der im Wasser entsteht, wird daher nicht in die Luft übertragen. Von der Grenzfläche reflektiert, bleibt es im Wasser. Eine Person, die am Flussufer steht, wird dieses Geräusch nicht hören. Dies wird durch den großen Unterschied in den Wellenwiderständen von Wasser und Luft erklärt. In der Akustik ist die Wellenimpedanz gleich dem Produkt aus der Dichte des Mediums und der Schallgeschwindigkeit darin. Da der Wellenwiderstand von Gasen deutlich geringer ist als der Wellenwiderstand von Flüssigkeiten und Feststoffen, wird eine Schallwelle reflektiert, wenn sie auf die Grenze zwischen Luft und Wasser trifft.
Fische im Wasser hören das Geräusch nicht, das über der Wasseroberfläche erscheint, aber sie können das Geräusch deutlich unterscheiden, dessen Quelle ein im Wasser vibrierender Körper ist.
Schallbrechung
Als Änderung der Schallausbreitungsrichtung wird bezeichnet Brechung . Dieses Phänomen tritt auf, wenn Schall von einem Medium zum anderen wandert und seine Ausbreitungsgeschwindigkeit in diesen Umgebungen unterschiedlich ist.
Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Reflexionswinkels ist gleich dem Verhältnis der Schin Medien.
Wo ich - Einfallswinkel,
R – Reflexionswinkel,
v 1 – Geschwindigkeit der Schallausbreitung im ersten Medium,
v 2 – Geschwindigkeit der Schallausbreitung im zweiten Medium,
N - Brechungsindex.
Man nennt die Schallbrechung Brechung .
Fällt eine Schallwelle nicht senkrecht auf die Oberfläche, sondern in einem anderen Winkel als 90°, weicht die gebrochene Welle von der Richtung der einfallenden Welle ab.
Schallbrechung kann nicht nur an der Grenzfläche zwischen Medien beobachtet werden. Schallwellen können in einem heterogenen Medium – der Atmosphäre, dem Ozean – ihre Richtung ändern.
In der Atmosphäre wird die Brechung durch Änderungen der Lufttemperatur, der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Luftmassen verursacht. Und im Ozean entsteht es aufgrund der Heterogenität der Eigenschaften des Wassers – unterschiedlicher hydrostatischer Druck in unterschiedlichen Tiefen, unterschiedliche Temperaturen und unterschiedlicher Salzgehalt.
Schallabsorption
Wenn eine Schallwelle auf eine Oberfläche trifft, wird ein Teil ihrer Energie absorbiert. Und wie viel Energie ein Medium absorbieren kann, lässt sich anhand des Schallabsorptionsgrads ermitteln. Dieser Koeffizient gibt an, wie viel Energie der Schallschwingungen von 1 m2 Hindernis absorbiert wird. Es hat einen Wert von 0 bis 1.
Die Maßeinheit für die Schallabsorption heißt Sabin . Der Name geht auf den amerikanischen Physiker zurück Wallace Clement Sabin, Begründer der Architekturakustik. 1 Sabin ist die Energie, die von 1 m 2 Oberfläche absorbiert wird, deren Absorptionskoeffizient 1 beträgt. Das heißt, eine solche Oberfläche muss absolut die gesamte Energie der Schallwelle absorbieren.
Nachhall
Wallace Sabin
Die Eigenschaft von Materialien, Schall zu absorbieren, wird in der Architektur häufig genutzt. Bei der Untersuchung der Akustik des Hörsaals, der zum Fogg Museum gehört, kam Wallace Clement Sabin zu dem Schluss, dass ein Zusammenhang zwischen der Größe des Saals, den akustischen Bedingungen, der Art und Fläche der schallabsorbierenden Materialien und anderen besteht Nachhallzeit .
Nachhall nennen wir den Prozess der Reflexion einer Schallwelle von Hindernissen und deren allmähliche Dämpfung nach dem Ausschalten der Schallquelle. In einem geschlossenen Raum kann Schall wiederholt von Wänden und Gegenständen reflektiert werden. Dadurch entstehen verschiedene Echosignale, die jeweils wie für sich klingen. Dieser Effekt wird aufgerufen Nachhalleffekt .
Das wichtigste Merkmal des Raumes ist Nachhallzeit , die Sabin eingegeben und berechnet hat.
Wo V – Volumen des Raumes,
A – allgemeine Schallabsorption.
Wo ein i – Schallabsorptionsgrad des Materials,
S i - Fläche jeder Oberfläche.
Bei langer Nachhallzeit scheinen die Klänge durch den Saal zu „wandern“. Sie überlagern sich, übertönen die Hauptschallquelle und der Saal dröhnt. Bei einer kurzen Nachhallzeit nehmen die Wände Schall schnell auf und werden dumpf. Daher muss jeder Raum seine eigene genaue Berechnung haben.
Basierend auf seinen Berechnungen ordnete Sabin die schallabsorbierenden Materialien so an, dass der „Echoeffekt“ reduziert wurde. Und die Boston Symphony Hall, bei deren Entstehung er als Akustikberater tätig war, gilt noch immer als eine der besten Säle der Welt.
Vorwort.
Klang- das sind mechanische Schwingungen, die sich in elastischen Medien – Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen – ausbreiten und von den Hörorganen wahrgenommen werden.
Jetzt lasst uns ein wenig nachdenken. Wenn zum Beispiel ein Stein in die Berge fiel und niemand in der Nähe war, der das Geräusch seines Falles hören konnte, existierte das Geräusch dann oder nicht? Die Frage kann gleichermaßen positiv und negativ beantwortet werden, da das Wort „Klang“ eine Doppelbedeutung hat. Daher ist es notwendig, sich darauf zu einigen, was als Schall gilt – ein physikalisches Phänomen in Form der Ausbreitung von Schallschwingungen in der Luft oder der Empfindung des Zuhörers. Der erste ist im Wesentlichen die Ursache, der zweite die Wirkung, während der erste Klangbegriff objektiv, der zweite subjektiv ist.
In der ersten In diesem Fall stellt Schall tatsächlich einen Energiestrom dar, der wie ein Fluss fließt. Ein solcher Schall kann das Medium, durch das er geht, verändern und wird selbst von ihm verändert. In dieser Sekunde Unter Schall verstehen wir in diesem Fall jene Empfindungen, die beim Zuhörer entstehen, wenn eine Schallwelle über ein Hörgerät auf das Gehirn einwirkt. Beim Hören eines Geräusches kann eine Person unterschiedliche Gefühle empfinden. Die unterschiedlichsten Emotionen werden in uns durch den komplexen Klangkomplex, den wir nennen, hervorgerufen Musik. Klänge bilden die Basis Reden, das als Hauptkommunikationsmittel in der menschlichen Gesellschaft dient. Und schließlich gibt es eine solche Klangform wie Lärm. Die Analyse von Geräuschen aus der Sicht der subjektiven Wahrnehmung ist komplexer als bei einer objektiven Beurteilung.
Schallausbreitung im Raum und ihre Wirkung auf die menschlichen Hörorgane.
Wenn eine Schallwelle einen beliebigen Punkt im Raum erreicht, beginnen Materieteilchen, die zuvor keine geordneten Bewegungen ausgeführt haben, zu vibrieren. Jeder sich bewegende Körper, auch der oszillierende, ist arbeitsfähig, das heißt, er verfügt über Energie. Folglich geht die Ausbreitung einer Schallwelle mit der Ausbreitung von Energie einher. Die Quelle dieser Energie ist ein schwingender Körper, der Energie in den umgebenden Raum (Materie) abstrahlt.
Die menschlichen Hörorgane sind in der Lage, Schwingungen mit einer Frequenz von 15–20 Hertz bis 16–20.000 Hertz wahrzunehmen. Mechanische Schwingungen mit den angegebenen Frequenzen werden Schall oder Akustik genannt (Akustik ist die Lehre vom Schall).
Schall ist also ein Wellenschwingungsprozess, der in einem elastischen Medium abläuft und eine Hörempfindung hervorruft. Allerdings ist die Empfindlichkeit des Menschen gegenüber Geräuschen selektiv, sodass wir von hörbaren und nicht hörbaren Geräuschen sprechen. Die Kombination beider ähnelt im Allgemeinen dem Spektrum der Sonnenstrahlen, in dem es einen sichtbaren Bereich – von Rot bis Violett – und zwei unsichtbare Bereiche – Infrarot und Ultraviolett – gibt. In Analogie zum Sonnenspektrum werden Geräusche genannt, die vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen werden Infraschall, Ultraschall Und Hyperschall.
Was passiert in den Hörorganen mit verschiedenen Systemen und Prozessen der Hörumwandlung? Schauen wir uns die Struktur des menschlichen Hörsystems an.
Das Außenohr besteht aus der Ohrmuschel und dem Gehörgang, die es mit dem Trommelfell verbinden. Die Hauptfunktion des Außenohrs besteht darin, die Richtung der Schallquelle zu bestimmen. Der Gehörgang, ein zwei Zentimeter langer, sich nach innen verjüngender Schlauch, schützt die Innenteile des Ohrs und übernimmt die Rolle eines Resonators. Der Gehörgang endet mit dem Trommelfell, einer Membran, die unter dem Einfluss von Schallwellen vibriert. Hier, am äußeren Rand des Mittelohrs, findet die Umwandlung des objektiven Schalls in einen subjektiven statt. Hinter dem Trommelfell befinden sich drei kleine miteinander verbundene Knochen: der Hammer, der Amboss und der Steigbügel, über die Schwingungen an das Innenohr übertragen werden.
Dort, im Hörnerv, werden sie in elektrische Signale umgewandelt. Der kleine Hohlraum, in dem sich Hammer, Amboss und Steigbügel befinden, ist mit Luft gefüllt und über die Eustachische Röhre mit der Mundhöhle verbunden. Dank letzterem wird ein gleichmäßiger Druck auf die Innen- und Außenseite des Trommelfells aufrechterhalten. Normalerweise ist die Eustachische Röhre geschlossen und öffnet sich nur bei einer plötzlichen Druckänderung (Gähnen, Schlucken), um den Druck auszugleichen. Wenn die Eustachische Röhre einer Person beispielsweise aufgrund einer Erkältung verschlossen ist, kommt es zu keinem Druckausgleich und die Person verspürt Schmerzen in den Ohren.
Die auf das Trommelfell wirkende Kraft ist gleich dem Produkt aus Druck und Trommelfellfläche.
Doch die wahren Geheimnisse des Hörens beginnen beim ovalen Fenster. Schallwellen breiten sich in einer Flüssigkeit aus ( Perilymphe), mit dem die Schnecke gefüllt ist. Dieses wie eine Hörschnecke geformte Organ des Innenohrs ist drei Zentimeter lang und wird auf seiner gesamten Länge durch ein Septum in zwei Teile geteilt. Schallwellen erreichen die Trennwand, umrunden sie und breiten sich dann fast zur gleichen Stelle aus, an der sie die Trennwand zum ersten Mal berührt haben, jedoch auf der anderen Seite.
Das Cochlea-Septum besteht aus Hauptmembran, sehr dick und eng. Schallschwingungen erzeugen auf ihrer Oberfläche wellenartige Wellen, wobei in ganz bestimmten Bereichen der Membran Grate für unterschiedliche Frequenzen liegen.
In einem speziellen Organ werden mechanische Schwingungen in elektrische umgewandelt. Organ von Corti), oberhalb der Oberseite der Hauptmembran platziert.
Darüber befindet sich die Orgel von Corti Tektorialmembran. Beide Organe sind in Flüssigkeit eingetaucht - Endolymphe und vom Rest der Cochlea getrennt Reissner-Membran. Die aus dem Corti-Organ wachsenden Haare durchdringen fast die Tektorialmembran, und wenn Schall auftritt, kommen sie in Kontakt – der Schall wird umgewandelt, nun wird er in Form von elektrischen Signalen kodiert.
Haut und Knochen des Schädels spielen aufgrund ihrer guten Leitfähigkeit eine wichtige Rolle bei der Verbesserung unserer Fähigkeit, Geräusche wahrzunehmen. Wenn Sie beispielsweise Ihr Ohr an die Schiene halten, können Sie die Bewegung eines herannahenden Zuges schon lange vor seinem Erscheinen erkennen.
Eigenschaften des Klangs und seine Eigenschaften.
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Schall sind die Frequenz und Intensität der Schwingungen. Sie beeinflussen die Hörwahrnehmung des Menschen.
Zeitraum Schwingung ist die Zeit, in der eine vollständige Schwingung auftritt. Als Beispiel kann ein schwingendes Pendel genannt werden, wenn es sich von der äußersten linken Position nach ganz rechts bewegt und in seine ursprüngliche Position zurückkehrt.
Frequenz Schwingungen sind die Anzahl der vollständigen Schwingungen (Perioden) in einer Sekunde. Diese Einheit wird Hertz (Hz) genannt. Je höher die Schwingungsfrequenz, desto höher ist der Ton, den wir hören, das heißt, der Ton ist höher Ton. Nach dem anerkannten internationalen Einheitensystem werden 1000 Hz als Kilohertz (kHz) und 1.000.000 als Megahertz (MHz) bezeichnet.
Frequenzverteilung: hörbare Töne – innerhalb von 15 Hz–20 kHz, Infraschall – unter 15 Hz; Ultraschall – innerhalb von 1,5·10 4 – 10 9 Hz; Hypersounds – innerhalb von 10 9 – 10 13 Hz.
Das menschliche Ohr reagiert am empfindlichsten auf Geräusche mit Frequenzen zwischen 2000 und 5000 kHz. Die größte Hörschärfe wird im Alter von 15 bis 20 Jahren beobachtet. Mit zunehmendem Alter lässt das Gehör nach.
Mit der Periode und Frequenz von Schwingungen ist das Konzept verbunden Länge Wellen. Die Schallwellenlänge ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verdichtungen oder Verdünnungen des Mediums. Am Beispiel von Wellen, die sich auf der Wasseroberfläche ausbreiten, ist dies der Abstand zwischen zwei Wellenkämmen.
Auch die Geräusche unterscheiden sich Timbre. Der Hauptton des Klangs wird von Nebentönen begleitet, die immer höherfrequent sind (Obertöne). Timbre ist ein qualitatives Merkmal des Klangs. Je mehr Obertöne dem Hauptton überlagert werden, desto „saftiger“ ist der Klang musikalisch.
Das zweite Hauptmerkmal ist Schwingungsamplitude. Dies ist die größte Abweichung von der Gleichgewichtslage bei harmonischen Schwingungen. Am Beispiel eines Pendels beträgt seine maximale Abweichung die äußerste linke Position oder die äußerste rechte Position. Die Amplitude der Schwingungen bestimmt Intensität (Stärke) Klang.
Die Stärke des Schalls bzw. seine Intensität wird durch die Menge an akustischer Energie bestimmt, die in einer Sekunde durch eine Fläche von einem Quadratzentimeter fließt. Folglich hängt die Intensität akustischer Wellen von der Größe des akustischen Drucks ab, der von der Quelle im Medium erzeugt wird.
Die Intensität des Tons hängt wiederum davon ab Volumen. Je intensiver der Ton ist, desto lauter ist er. Diese Konzepte sind jedoch nicht gleichwertig. Die Lautstärke ist ein Maß für die Stärke des durch einen Ton hervorgerufenen Hörempfindens. Ein Ton gleicher Intensität kann bei verschiedenen Menschen unterschiedlich laute Hörwahrnehmungen hervorrufen. Jeder Mensch hat seine eigene Hörschwelle.
Eine Person hört auf, Geräusche sehr hoher Intensität zu hören und nimmt sie als Druckgefühl und sogar als Schmerz wahr. Diese Schallintensität wird Schmerzschwelle genannt.
Lärm. Musik. Rede.
Aus Sicht der Hörorgane lassen sich Geräusche im Wesentlichen in drei Kategorien einteilen: Lärm, Musik Und Rede. Hierbei handelt es sich um verschiedene Bereiche von Schallphänomenen, die spezifische Informationen für eine Person enthalten.
Lärm- Dies ist eine zufällige Kombination einer großen Anzahl von Geräuschen, dh die Verschmelzung aller dieser Geräusche zu einer diskordanten Stimme. Lärm gilt als eine Kategorie von Geräuschen, die eine Person stören oder belästigen.
Der Mensch verträgt nur ein gewisses Maß an Lärm. Aber wenn ein oder zwei Stunden vergehen und der Lärm nicht aufhört, dann treten Anspannung, Nervosität und sogar Schmerzen auf.
Schall kann einen Menschen töten. Im Mittelalter gab es sogar eine solche Hinrichtung, bei der eine Person unter eine Glocke gelegt wurde und begann, darauf zu schlagen. Allmählich tötete das Läuten der Glocken den Mann. Aber das war im Mittelalter. Heutzutage sind Überschallflugzeuge aufgetaucht. Wenn ein solches Flugzeug in einer Höhe von 1000-1500 Metern über der Stadt fliegt, werden die Fenster in den Häusern platzen.
Musik ist ein besonderes Phänomen in der Welt der Laute, vermittelt aber im Gegensatz zur Sprache keine präzisen semantischen oder sprachlichen Bedeutungen. Emotionale Sättigung und angenehme musikalische Assoziationen beginnen in der frühen Kindheit, wenn das Kind noch über verbale Kommunikation verfügt. Rhythmen und Gesänge verbinden ihn mit seiner Mutter, und Gesang und Tanz sind ein Element der Kommunikation in Spielen. Die Rolle der Musik im menschlichen Leben ist so groß, dass die Medizin ihr in den letzten Jahren heilende Eigenschaften zugeschrieben hat.
Mit Hilfe von Musik können Sie den Biorhythmus normalisieren und für eine optimale Aktivität des Herz-Kreislauf-Systems sorgen.
Aber man muss sich nur daran erinnern, wie Soldaten in die Schlacht ziehen. Seit jeher war das Lied ein unverzichtbarer Bestandteil eines Soldatenmarsches.
Rede- das wichtigste Denk- und Kommunikationsmittel zwischen Menschen. Sprache besteht aus mehr oder weniger kontinuierlichen Geräuschen und Tönen, die Gruppen bilden. Die Beherrschung der Sprache erfolgt im Säuglingsalter, wenn das Kind noch zuhört und versucht, die einfachsten und leicht auszusprechenden Wörter wiederzugeben: „Mama“ und „Papa“.
Gesetze der Schallausbreitung.
Zu den Grundgesetzen der Schallausbreitung gehören die Gesetze ihrer Schallausbreitung Reflexionen Und Brechung an den Grenzen verschiedener Umgebungen sowie Beugung Schall und seine Ausbreitung bei Vorhandensein von Hindernissen und Inhomogenitäten im Medium und an den Schnittstellen zwischen Medien.
An Reichweite Die Schallausbreitung wird durch den Schallabsorptionsgrad beeinflusst, also durch die irreversible Umwandlung der Schallwellenenergie in andere Energiearten, insbesondere Wärme. Ein wichtiger Faktor ist auch Fokus Strahlung und Ausbreitungsgeschwindigkeit Schall, der von der Umgebung und ihrem spezifischen Zustand abhängt.
Von einer Schallquelle breiten sich akustische Wellen in alle Richtungen aus. Wenn eine Schallwelle durch ein relativ kleines Loch geht, breitet sie sich in alle Richtungen aus und breitet sich nicht in einem gerichteten Strahl aus. Straßengeräusche, die beispielsweise durch ein offenes Fenster in einen Raum dringen, sind an allen Stellen zu hören, nicht nur gegenüber dem Fenster.
Die Art der Ausbreitung von Schallwellen in der Nähe eines Hindernisses hängt vom Verhältnis zwischen der Größe des Hindernisses und der Wellenlänge ab. Ist die Größe des Hindernisses klein im Vergleich zur Wellenlänge, umströmt die Welle dieses Hindernis und breitet sich in alle Richtungen aus.
Schallwellen, die von einem Medium in ein anderes eindringen, weichen von ihrer ursprünglichen Richtung ab, das heißt, sie werden gebrochen. Der Brechungswinkel kann größer oder kleiner als der Einfallswinkel sein. Es kommt darauf an, in welches Medium der Schall eindringt. Wenn die Schallgeschwindigkeit im zweiten Medium größer ist, ist der Brechungswinkel größer als der Einfallswinkel und umgekehrt.
Wenn sie auf ihrem Weg auf ein Hindernis stoßen, werden Schallwellen nach einer genau definierten Regel von diesem reflektiert – der Reflexionswinkel ist gleich dem Einfallswinkel – damit ist der Begriff des Echos verbunden. Wird Schall von mehreren Oberflächen in unterschiedlichen Abständen reflektiert, entstehen Mehrfachechos.
Schall breitet sich in Form einer divergierenden Kugelwelle aus, die ein immer größeres Volumen ausfüllt. Mit zunehmender Entfernung werden die Schwingungen der Partikel des Mediums schwächer und der Schall verschwindet. Es ist bekannt, dass zur Vergrößerung der Übertragungsreichweite der Schall in eine bestimmte Richtung konzentriert werden muss. Wenn wir beispielsweise gehört werden wollen, halten wir die Handflächen vor den Mund oder benutzen ein Megaphon.
Die Reichweite der Schallausbreitung wird stark beeinflusst durch Beugung, also die Ablenkung von Schallstrahlen. Je heterogener das Medium, desto stärker wird der Schallstrahl gebogen und desto kürzer ist die Schallausbreitungsreichweite.
Infraschall, Ultraschall, Hyperschall.
Infrasound– elastische Schwingungen und Wellen mit Frequenzen, die unterhalb des für den Menschen hörbaren Frequenzbereichs liegen. Typischerweise werden 15–4 Hz als Obergrenze des Infraschallbereichs angenommen; Diese Definition ist bedingt, da bei ausreichender Intensität die Hörwahrnehmung auch bei Frequenzen von einigen Hz erfolgt, wobei jedoch der tonale Charakter der Empfindung verschwindet und nur noch einzelne Schwingungszyklen unterscheidbar werden. Die untere Frequenzgrenze von Infraschall ist ungewiss. Sein aktuelles Untersuchungsgebiet erstreckt sich bis hinunter zu etwa 0,001 Hz. Somit umfasst der Bereich der Infraschallfrequenzen etwa 15 Oktaven.
Infraschallwellen breiten sich in Luft und Wasser sowie in der Erdkruste aus (in diesem Fall werden sie als seismisch bezeichnet und werden von der Seismologie untersucht). Unter Infraschall fallen auch niederfrequente Schwingungen großer Bauwerke, insbesondere von Fahrzeugen und Gebäuden.
Das Hauptmerkmal von Infraschall ist aufgrund seiner niedrigen Frequenz die geringe Absorption. Bei der Ausbreitung in der Tiefsee und in der bodennahen Atmosphäre schwächen Infraschallwellen mit einer Frequenz von 10-20 Hz in einer Entfernung von 1000 km nur um wenige dB (Dezibel) ab. Aufgrund der langen Wellenlänge bei Infraschallfrequenzen ist auch die Schallstreuung in natürlichen Umgebungen gering; Eine spürbare Streuung entsteht nur bei sehr großen Objekten – Hügeln, Bergen, großen Gebäuden usw. Aufgrund der geringen Absorption und Streuung kann sich Infraschall über sehr große Entfernungen ausbreiten. Es ist bekannt, dass die Geräusche von Vulkanausbrüchen und Atomexplosionen den Globus viele Male umkreisen können; seismische Wellen können die gesamte Dicke der Erde durchqueren. Aus den gleichen Gründen ist es nahezu unmöglich, Infraschall zu isolieren, und alle schallabsorbierenden Materialien verlieren bei Infraschallfrequenzen ihre Wirksamkeit.
Quellen für Infraschall im Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten sind Explosionen, Schüsse, Stoßwellen von Überschallflugzeugen, akustische Strahlung von Düsentriebwerken usw. Jeder sehr laute Ton trägt normalerweise Infraschallenergie mit sich. Charakteristisch ist, dass der Prozess der Sprachbildung von Infraschallstrahlung begleitet wird. Einen wesentlichen Beitrag zur Infraschallbelastung der Umwelt leistet der Verkehrslärm, der sowohl aerodynamischen als auch vibrationsbedingten Ursprungs ist.
Es wurde festgestellt, dass Infraschall mit hoher Intensität (120 dB oder mehr) eine schädliche Wirkung auf den menschlichen Körper hat. Noch schädlicher sind Infraschallschwingungen, da durch deren Einfluss gefährliche Resonanzerscheinungen in einzelnen Organen entstehen können. Starker Infraschall kann zu Zerstörungen und Schäden an Bauwerken und Geräten führen. Gleichzeitig findet Infraschall aufgrund seiner großen Ausbreitungsreichweite nützliche praktische Anwendung bei der Untersuchung der ozeanischen Umwelt, der oberen Schichten der Atmosphäre und bei der Bestimmung des Ortes eines Ausbruchs oder einer Explosion. Bei Unterwassereruptionen emittierte Infraschallwellen können das Auftreten eines Tsunamis vorhersagen.
Ultraschall – elastische Wellen mit Frequenzen von etwa (1,5 – 2)·10 4 Hz (15 – 20 kHz) bis 10 9 Hz (1 GHz); Der Bereich der Frequenzwellen von 10 9 bis 10 12 – 10 13 Hz wird üblicherweise als Hyperschall bezeichnet. Nach der Frequenz wird Ultraschall zweckmäßigerweise in drei Bereiche unterteilt: niederfrequenter Ultraschall (1,5 · 10 4 – 10 5 Hz), mittelfrequenter Ultraschall (10 5 – 10 7 Hz), hochfrequenter Ultraschallbereich (10 7 – 10 9 Hz). ). Jeder dieser Bereiche zeichnet sich durch seine eigenen spezifischen Merkmale der Erzeugung, Rezeption, Verteilung und Anwendung aus.
Aufgrund seiner physikalischen Natur handelt es sich bei Ultraschall um elastische Wellen, und darin unterscheidet er sich nicht vom Schall, daher ist die Frequenzgrenze zwischen Schall- und Ultraschallwellen willkürlich. Aufgrund höherer Frequenzen und damit kürzerer Wellenlängen treten jedoch eine Reihe von Merkmalen der Ultraschallausbreitung auf.
Aufgrund der kurzen Wellenlänge des Ultraschalls wird seine Beschaffenheit hauptsächlich durch die molekulare Struktur des Mediums bestimmt. Ultraschall breitet sich in Gasen und insbesondere in Luft mit hoher Dämpfung aus. Flüssigkeiten und Feststoffe sind in der Regel gute Ultraschallleiter, die Dämpfung ist bei ihnen deutlich geringer. Daher beziehen sich die Einsatzgebiete des mittel- und hochfrequenten Ultraschalls fast ausschließlich auf Flüssigkeiten und Feststoffe, während in Luft und Gasen nur niederfrequenter Ultraschall eingesetzt wird.
Ultraschallwellen haben in vielen Bereichen der menschlichen Tätigkeit die größte Anwendung gefunden: In der Industrie, in der Medizin, im Alltag wurde Ultraschall zum Bohren von Ölquellen usw. verwendet. Aus künstlichen Quellen kann Ultraschall mit einer Intensität von mehreren hundert W/cm 2 gewonnen werden.
Ultraschall kann von Tieren wie Hunden, Katzen, Delfinen, Ameisen, Fledermäusen usw. erzeugt und wahrgenommen werden. Fledermäuse machen beim Flug kurze, hohe Töne. Auf ihrem Flug lassen sie sich von den Reflexionen dieser Geräusche von Objekten leiten, denen sie unterwegs begegnen. Sie können sogar Insekten fangen, indem sie sich nur an den Echos ihrer kleinen Beute orientieren. Katzen und Hunde können sehr hohe Pfeiftöne (Ultraschall) hören.
Hyperschall– das sind elastische Wellen mit Frequenzen von 10 9 bis 10 12 – 10 13 Hz. Aufgrund seiner physikalischen Natur unterscheidet sich Hyperschall nicht von Schall- und Ultraschallwellen. Aufgrund höherer Frequenzen und damit kürzerer Wellenlängen als im Ultraschallbereich gewinnen die Wechselwirkungen von Hyperschall mit Quasiteilchen im Medium – mit Leitungselektronen, thermischen Phononen usw. – deutlich an Bedeutung. Hyperschall wird auch häufig als Strömung dargestellt von Quasiteilchen - Phononen.
Der Frequenzbereich von Hypersound entspricht den Frequenzen elektromagnetischer Schwingungen im Dezimeter-, Zentimeter- und Millimeterbereich (den sogenannten Ultrahochfrequenzen). Die Frequenz von 10 9 Hz in Luft bei normalem Atmosphärendruck und Raumtemperatur sollte von der sein Größenordnung wie die freie Weglänge von Molekülen in Luft unter den gleichen Bedingungen. Allerdings können sich elastische Wellen in einem Medium nur dann ausbreiten, wenn ihre Wellenlänge deutlich größer ist als die freie Weglänge von Teilchen in Gasen oder größer als die interatomaren Abstände in Flüssigkeiten und Festkörpern. Daher können sich Hyperschallwellen bei normalem Atmosphärendruck in Gasen (insbesondere in Luft) nicht ausbreiten. In Flüssigkeiten ist die Dämpfung von Hyperschall sehr hoch und die Ausbreitungsreichweite kurz. Hyperschall breitet sich in Festkörpern – Einkristallen – relativ gut aus, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Aber selbst unter solchen Bedingungen kann Hyperschall eine Distanz von nur 1, maximal 15 Zentimetern zurücklegen.
Planen.
1.
Schallausbreitung im Raum und ihre Wirkung auf die menschlichen Hörorgane.
2. Eigenschaften des Klangs und seine Eigenschaften.
3. Lärm. Musik. Rede.
4. Gesetze der Schallausbreitung.
5. Infraschall, Ultraschall, Hyperschall.
Liste der verwendeten Literatur.
1. Khorbenko Ivan Grigorievich: „Beyond the Audible“; 2. Auflage, 1986.
2. Klyukin Igor Ivanovich: „The Amazing World of Sound“; 2. Auflage, 1986.
3. Koshkin N.I., Shirkevich M.G.: „Handbuch der Elementarphysik“; 10. Auflage, 1988
4. Internet: Moshkov Online-Bibliothek( www . lib . ru ). Populärwissenschaftliche Literatur, Physik – Online-Enzyklopädie in 5 Bänden, „Z“, Ultraschall, Infraschall, Hyperschall. http://www.physicum.narod.r u
5. Zeichnen - Internet:
http://www.melfon.ru/TOMSK/kvz.htm
Kulturministerium der Russischen Föderation
Staatliche Universität für Kino und Fernsehen St. Petersburg
Abendabteilung.
Prüfung
im Fach Einführung in das Fachgebiet
„Klangforschung. Grundlegende Eigenschaften des Hörens
Person."
Ausgefüllt vom Schüler der Gruppe Nr. 7252:
Empfangen vom Dekan der Abendabteilung, außerordentlicher Professor:
Tarasov B.N.
St. Petersburg 2002
Ausbreitung von Schallwellen
§ 53. Schallgeschwindigkeit ( Mit) in Luft beträgt etwa 350 m/s. oder 1260 km/h. Die Schallgeschwindigkeit ist relativ konstant 47 und hängt nicht von seiner Intensität ab – laute und leise Geräusche „bewegen“ sich mit der gleichen Geschwindigkeit (laute jedoch weiter, da die Intensität des Schalls umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung vom Schall ist). Quelle). Die Kondensation oder Verdünnung der Luft, die in der Nähe der Schallquelle auftritt, breitet sich im Laufe der Zeit im Raum aus. Wenn die Schallquelle ein schwingender Körper ist, schafft es die Schallwelle in einer Zeit, die der Schwingungsperiode des Körpers T entspricht, eine Distanz zurückzulegen, die dem Produkt aus Schallgeschwindigkeit und Dauer der Periode entspricht. Dieser Abstand wird aufgerufen Länge Klang Wellen(siehe Abb. 10) und wird mit dem griechischen Buchstaben „Lambda“ ( = c * T) bezeichnet. Da T = 1/f (siehe § 52 oben), kann diese Formel in der Form geschrieben werden =s/F, das heißt, die Wellenlänge ist direkt proportional zur Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen in einem bestimmten Medium (c) und umgekehrt proportional zur Schwingungsfrequenz (f).
Abbildung 10. Schallwellenlänge (KOK P1).
Einfacher (reiner) Ton – harmonische Schwingung
§ 54. Sprachlaute sind komplexe Schwingungen, d.h. Komplexe Kombinationen einfacher oder reiner Töne und/oder Geräusche.
Einfacher Ton- Hierbei handelt es sich um eine periodische Schwingung, die nur eine Schwingungsfrequenz hat. Ansonsten spricht man von einer einfachen periodischen Schwingung harmonisch.
Klänge dieser Art gibt es in der Natur nicht, obwohl es Klänge gibt, die dem reinen Ton sehr nahe kommen. Dazu gehört beispielsweise der Klang einer Stimmgabel. Wenn Sie auf den Stiel einer Stimmgabel schlagen, beginnen sich ihre Beine aus einer neutralen Position zu bewegen, kehren dann unter dem Einfluss der elastischen Kraft in ihre ursprüngliche Position zurück und bewegen sich dann aufgrund der Trägheit weiter durch den Ruhepunkt und dann zurück. usw. (siehe Abb. 1.2, 1.3; 3.2, 3.8). Die Kräfte der Trägheit und der Elastizität sind entgegengesetzt gerichtet und wirken in jedem Moment der Bewegung, wobei die eine stärker ist als die andere.
Abbildung 11. Schematische Darstellung der Verschiebung der Stimmgabel-Whisker über eineinhalb Schwingungszyklen. Position 1 – Ruhezustand; Position 2 – Verschiebung nach innen unter dem Einfluss äußerer Kraft, Wirkung der elastischen Kraft; Position 3 – Rückkehr in den Ruhezustand, die Wirkung der elastischen Kraft nimmt ab und die Trägheitskraft nimmt zu; Position 4 – Verschiebung nach außen, die Wirkung der elastischen Kraft nimmt zu und die Trägheitskraft nimmt ab; Position 5 – Rückkehr in den Ruhezustand, die Wirkung der elastischen Kraft nimmt ab und die Trägheitskraft nimmt zu (Ende des ersten Schwingungszyklus); Position 6 – Verschiebung nach innen, die Wirkung der elastischen Kraft nimmt zu und die Trägheitskraft nimmt ab; Position 7 – Rückkehr in den Ruhezustand, die Wirkung der elastischen Kraft nimmt ab und die Trägheitskraft nimmt zu.
Abbildung 12. Schematische Darstellung von Luftdruckänderungen durch Vibration einer Stimmgabel (1.2 oder KOK P3)
Die Bewegung der Stimmgabel bewirkt eine Bewegung der sie umgebenden Luftmoleküle, die mit der Vibration einer gewöhnlichen Schaukel verglichen werden kann (siehe Abb. 13). Bewegte Moleküle bewirken die Bewegung benachbarter Moleküle (als ob sie diese „schieben“ würden – siehe Abb. 14), wodurch aufeinanderfolgende Kondensationen und Verdünnungen der Luft entstehen – Schallwellen. Schallwellen breiten sich in konzentrischen Kreisen aus, wie Wellen eines ins Wasser geworfenen Steins: Kompression und Verdünnung der Luft wechseln sich ab (siehe Abb. 15). Diese zeitlichen Druckveränderungen (am gleichen Punkt) können in Form eines Diagramms (Oszillogramms) 48 dargestellt werden, in dem auf der horizontalen Achse die Zeit und auf der vertikalen Achse der Druck aufgetragen ist (siehe Abb. 16). Der Graph einer einfachen periodischen (harmonischen) Schwingung ist eine Sinuskurve.
Abbildung 13. Ausbreitung von Schallwellen.
Jede Linie zeigt die Position von jeweils 13 Luftpartikeln, etwas später als die Linie darüber. Stationäre Teilchen werden durch Striche dargestellt, sich bewegende durch Pfeile (je fetter der Pfeil, desto höher die Bewegungsgeschwindigkeit) (1.3)
Abbildung 14. Schematische Darstellung von zehn Luftpartikeln zu 14 verschiedenen Zeiten. Die Schallquelle befindet sich links, Schallwellen breiten sich von links nach rechts aus, die Zeit ändert sich von oben nach unten. Beachten Sie, dass sich die Schallwellen (die reflektiert werden, wenn sich drei Teilchen einander nähern) zwar von links nach rechts bewegen, die Teilchen selbst jedoch ihre Position kaum ändern. (3.8)
Abbildung 15. Schallwellen, die sich von einer Schallquelle ausbreiten. (Idealerweise sollten Zonen der Kondensation und Verdünnung der Luft die Schallquelle in Form von Kugeln umgeben, die in einer zweidimensionalen Zeichnung nicht dargestellt werden können.) (3.9)
Abbildung 16. Oszillogramm. Oben ist Schall in Form von Bewegungen von Luftpartikeln dargestellt, die von einer Schallquelle mit einer Schwingungsfrequenz von 350 Hz verursacht werden. Das folgende Diagramm zeigt, dass die Luftdruckspitzen einen Meter voneinander entfernt liegen, d. (8.1)
Durch die Wirkung der Reibungskraft nähern sich die Punkte der größten Verschiebung der Luftpartikel immer mehr dem Ruhepunkt: Die Amplitude der Schwingung nimmt ab, es kommt zu einer Dämpfung der Schwingung (Dämpfung - siehe Abb. 17 und B10), aber die Frequenz der Schwingungen (die Anzahl der vollständigen Zyklen pro Zeiteinheit) bleibt konstant.
Abbildung 17. Oszillogramm einer gedämpften Schwingung (2.2).
Harmonische Schwingungen können sich in Frequenz, Amplitude und Phase unterscheiden (siehe Abb. B10 im Anhang B oder KOK P4).
Das gleiche Medium kann viele Töne gleichzeitig übertragen. In diesem Fall können Schwingungen (z. B. bei Vorhandensein mehrerer Quellen) miteinander interagieren. Wenn ihre Frequenz gleich ist, wird die Amplitude einfach summiert (und es ist immer noch ein einfacher Ton) 49 (siehe Abb. 18a).
Abbildung 18. Ergebnisse der Wechselwirkung zweier Harmonischer (Signal 1 und Signal 2), die in der Frequenz übereinstimmen, sich jedoch in der Amplitude (a) oder der Phase (b, c) unterscheiden. In allen Fällen bleibt die ursprüngliche Frequenz gleich; Amplitude (a) oder Phase (b) ändert sich. Das Ergebnis der Überlagerung zweier gegenphasiger Harmonischer ist das Fehlen des Signals (c). (3.11)
