Lerneinheit 1 - Grundlagen und Begriffe

Schall → mechanische Schwingung in einem Medium (z. B. Luft)

Lärm → subjektiv störender Schall

Schwingung → periodische Bewegung um eine Ruhelage

Welle → räumliche Ausbreitung einer Schwingung

Frequenz f → Anzahl Schwingungen pro Sekunde [Hz]

Schalldruck p → Druckschwankung im Medium [Pa]

Schallintensität I → Energiefluss des Schalls [W/m²]

Schallpegel L → logarithmisches Maß für Schall

Schalldruckpegel Lp → tatsächliche Druckschwankung durch Schall

der kleinste Schalldruck, den ein Mensch hören kann

👉 In der Formell dient er als Nullpunkt (0 dB)

Zu welcher Potenz muss ich 10 nehmen, um einen Wert zu erhalten?

log10 (10) = 1, log10 (100) =2, log10(1000) = 3

f = 1 / T

f - Frequenz [Hz]

T - Periodendauer [s]

> T => < f

< T => > f

Mehr Schwingungen → höherer Ton

λ = c / f

λ - Wellenlänge [m]

c - Schallgeschwindigkeit (~340 m/s in Luft)

f - Frequenz

Hohe Frequenz → kurze Wellenläng

c = 331,6 + 0,6 x ϑ

ϑ - Temperatur [°C]

c - Schallgeschwindigkeit

I = p^2 / Z

I - Intensität [W/m²]

p - Schalldruck [Pa]

Z - Schallkennimpedanz

LI = 10log10 (I/I0)

I0 = 10^-12 W/m^2

Lp = log10 (p/p0)

p0​=2

cdot10^−5 Pa (Hörschwelle)

p0 = 2 x 10^-5 Pa

p - Schalldruck [Pa]

Druckgrößen (z.B. Schalldruck p):

Wie stark wird die Luft lokal zusammengedrückt oder gedehnt?

Energiegrößen (z.B. Intensität I):

Wie viel Energie transportiert die Schallwelle?

Quadratische Beziehung des Drcuks zur Energie:

I ~ p^2 -> p×2 ⇒ I×4

Energie wächst viel schneller als Druck

Deshalb gibt es:

• 20 log (für Druck)

• 10 log (für Energie)

Dadurch entsteht Schall:

• Anregung (z. B. Lautsprecher)

• Schwingung von Luftmolekülen

• Weitergabe der Störung

• Wahrnehmung im Ohr

👉 Kettenreaktion von Molekül zu Molekül

👉 Schall = Longitudinalwelle (Druckwelle)

• Frequenz ↑ → Tonhöhe ↑

• Schalldruck ↑ → Lautstärke ↑

• Entfernung ↑ → Pegel ↓

Schwingung -> Quelle bewegt sich

Störung ensteht -> Druckänderung in der Luft

Welle -> breitet sich aus mit Schallgeschwindigkeit c

Schalldruck -> entsteht (messbare Größe p)

Intensität I -> Energiefluss

Pegel L in dB -> Wahrnehmung / Bewertung

• Frequenz → bestimmt Tonhöhe

• Amplitude → bestimmt Lautstärke

• Medium → beeinflusst Geschwindigkeit

I = p^2 / Z

wichtig:

• L_p, L_I abhängig von Entfernung

• ​ L_W unabhängig von Entfernung

👉 Zusammenhang:

ξeff​=0,71⋅ξ^