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Schall

Entsteht im allg. dann, wenn Materie periodisch schwingt. Geschieht das in Luft, spricht man von Luftschall, wobei die an den Schwingungskörper angrenzende Luft mitschwingt, so daß sich Schallwellen (Welle) ablösen. Bei Raumtemperatur pflanzt sich Schall in Luft mit 340 m/s, im Wasser mit 1483 m/s und in Stahl mit 5800 m/s fort. Für den Lautstärkeeindruck ist in erster Linie der sog. Schalldruck maßgebend, das ist die periodische Druckerhöhung, die Seh. wellen z. B. in Luft unter atmosphärischem Druck hervorrufen. Beim normalen Sprechen entsteht in 1 m Abstand ein Schalldruck von etwa 0, 1 N/m2 (Newton je Quadratmeter oder Pascal [Pa]) (Newton); die Schmerzschwelle liegt bei etwa 100 Pa oder 1 mb (Millibar) (bar). Als Frequenz bezeichnet man beim Schall die Anzahl der Druckmaxima je Sekunde. Vom Menschen können im allg. Seh. Schwingungen zwischen 16 Hz und 16000 Hz wahrgenommen werden, darunter liegt der sog. Infraschall, darüber der Ultraschall. Der Hörbereich umfaßt etwa 10 Oktaven (Frequenzschritte im Verhältnis von jeweils 1:2, 1/3 Oktave ist eine »Terz«). Die Schallintensität, die quadratisch mit der Entfernung von der Schallquelle abnimmt, ist als Sch. energie in Flächeneinheit definiert und wird meist in W/m2 (Watt) angegeben. Das wichtigste Maß für den Schalleindruck ist der sog. Schalldruckpegel oder Lautstärke. Die entspr. Skala beginnt mit 0 Dezibel (dB) an der Hörschwelle, für die ein Schalldruck von 2 x 10~5 Pa festgelegt wurde. Die Sch. pegelskala ist logarithmisch geteilt, weshalb die jeweils halbe Lautstärke einem etwa 10 dB niedrigeren Schallpegel entspricht; die Schmerzgrenze liegt bei etwa 130 dB. Weil etwa ein 50-Hz-Ton weniger laut empfunden wird als ein 1000-Hz-Ton gleichen Schalldruckes, sind sog. Bewertungskurven eingeführt worden, die durch Verstärker und Filter in Meßgeräten bei den Sch. messungen berücksichtigt werden. Die gebräuchlichste A-Kurve (dB(A)) erfaßt zwar einen großen Frequenzbereich, ist aber an die 30-dB-Kurve gleicher Lautstärke angepaßt. Bei einer einzelnen sinusförmigen Seh. Schwingung spricht man von »Ton«, bei mehreren Tönen verschiedener Frequenzen von »Klang«, beim Zusammenwirken vieler unregelmäßiger Einzeltöne von »Geräusch«; »Lärm« ist ein als störend empfundenes Geräusch. Akustik, mechanische Schwingungen und Wellen (Schallwelle) in einem elastischen Medium. Man unterscheidet nach der Frequenz: Infraschall im Frequenzbereich bis 16 Hz, Hörschall im Frequenzbereich 16 Hz bis 16 kHz (nach DIN; in der technischen Akustik bis 20 kHz) und Ultraschall im Frequenzbereich über 20 kHz sowie nach den wichtigsten Medien: Luftschall, Wasserschall und Körperschall. In gasförmigen und flüssigen Medien breiten sich nur longitudinale Wellen, in Festkörpern auch transversale Wellen, z.B. Schub- und Biegewellen aus. Es treten wie bei allen Wellenvorgängen Brechungs-, Beugungs-, Reflexions- und Interferenzerscheinungen (Interferenz) sowie der Doppler-Effekt auf. (Schallbrechung, Schallbeugung, Schallreflexion). Hörbare Erscheinungen, die sich nicht mit Wellen- oder Schwingungsgleichungen beschreiben lassen, z.B. Anströmgeräusche des Windes am Ohr oder an einem Mikrophon, werden zur Abgrenzung von der Schalldefinition als Pseudoschall bezeichnet. Ein Schallereignis wird je nach seinem Schallspektrum als Knall, Geräusch, Ton oder Klang wahrgenommen (Hörereignis).

Schall

Schall: Druckschwankungen von Luft bei a) einem Ton (reine Sinusschwingung), b) einem Klang (überlagerte Sinusschwingung), c) einem Geräusch (nichtperiodische Schwingung), d) einem Knall.

 

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