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58 Cards in this Set
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Was ist Schall?
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Schall ist die Ausbreitung von Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium.
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Aus welchen Komponenten besteht Schall?
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Schall besteht aus den Komponenten Schalldruck (p) und Schallschnelle (v)
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In welcher Einheit wird der Schalldruck angegeben?
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Schalldruck hat wie Druck die Einheit Pascal bzw. N/m^2 . In der Regel wird der Schalldruck aber als Schalldruckpegel in Dezibel (dB) angegeben.
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L = 20 *log_10 ( p / p_b ) mit p_b = 2*10^-5 Pa. p_b entspricht der menschlichen Ruhehörschnelle bei 1 kHz.
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Welche Frequenzen und Schalldruckpegel sind in der Akustik typischerweise von Interesse?
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Der vom Menschen wahrnehmbare Frequenzbereich erstreckt sich etwa von 20 Hz bis 20 kHz. Tiefere Frequenzen werden Infraschall genannt, höhere Ultraschall. Je nach Anwendung sind sie technisch von Interesse, jedoch vom Menschen nicht hörbar. Die Ruhehörschwelle eines gesunden Menschen liegt im mittleren Frequenzbereich bei 0 dB bzw. 20 Pa. Die Schmerzschwelle liegt bei etwa 140 dB bzw. 200 Pa
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Was ist die Schallgeschwindigkeit? Wie groß ist sie in Luft bei 20° C und 30° C?
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Die Schallgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit mit der sich Wellen in einem beliebigen Medium ausbreiten. Die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20 C beträgt 344 m/s. Bei 30 C beträgt sie 349 m/s. Die Schallgeschwinigkeit in Luft steigt also mit steigender Temperatur.
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Was beschreibt die Wellenlänge und welche Größenordnung hat sie für Schall in Luft?
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Die Wellenlänge beschreibt den kleinsten Abstand zweier Punkte mit gleicher Phase in einer Welle. Also z.B. den Abstand zweier Druckminima oder Druckmaxima. Bei Wasserwellen ist dies z.B. der Abstand zweier Wellenberge. Die Wellenlänge lässt sich aus der Frequenz und der Schallgeschwindigkeit berechnen: lambda = c / f. Bei 20 Hz beträgt die Wellenlänge in Luft 17,2 m, bei 20kHz 0,0172 m.
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Mit welcher mathematischen Methode kann man das Frequenzspektrum eines Signals berechnen? Ist diese Methode eindeutig und umkehrbar?
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Hierzu wird die Fourier-Transformation verwendet. Signale können hiermit eindeutig vom Zeit- in den Frequenzbereich transformiert werden. Die Inverse-Fourier-Transformation hingegen transformiert vom Frequenz- in den Zeitbereich. Die Transformation ist eindeutig und umkehrbar.
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Was muss bei der Fouriertransformation bei zeitdiskreten Signalen beachtet werden?
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Die Fouriertransformation zeitdiskreter und zeitlich begrenzter Signale liefert bandbegrenzte, frequenzdiskrete Spektren.
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Was ist der Dopplereffekt? Wo findet er Anwendung in der Medizintechnik? Welche Frequenz hört ein stehender Zuhörer wenn eine Sirene, die einen Ton der Frequenz 1 kHz abspielt, mit 60 km/h auf ihn zufährt?
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Nennen sie vier typische Anregungssignale für akustische Messungen.
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Sinus - ein monofrequenter Ton
Sweep - ein Sinus dessen Frequenz über der Zeit ansteigt Rauschen - ein stochastisches, breitbandiges Anregungssignal Impuls - ein Impuls regt alle Frequenzen gleichzeitig an |
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Wodurch tritt Rauschen in Messungen auf? Wie kann das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) bei typischen Messungen verbessert werden?
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Typische Quellen sind akustische Störgeräusche, elektrische Einstrahlung, elektrisches (thermisches) Rauschen sowie Quantisierungsrauschen. Verbesserungen sind durch konstruktive Maßnahmen möglich, z.B. Isolation des Messraumes, besseres Equipment, geschirmte Kabel und bessere Sensoren. Eine weitere Möglichkeit ist die Mittelung über mehrere Messungen bzw. eine längere Messdauer.
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Wodurch treten Verzerrungen in Messungen auf?
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Typische Ursachen sind "Clipping", z.B. wenn ein Analog-Digital-Wandler übersteuert, so dass die auftretenden Werte nicht codiert werden können. Auch Verstärker clippen wenn die eingestellte Verstärkung bzw. Lautstärke die Kapazität des Verstärkers übersteigt. Weitere Ursachen für Verzerrungen sind nichtlineare Messstrecken, fehlerhafte oder falsche Sensoren oder Aktoren. Verzerrungen können durch konstruktive Mittel, also Auswahl geeigneten Equipments sowie Reduktion des Pegels reduziert werden. Mittelungen reduzieren Verzerrungen nicht!
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Welcher weitere Fehler kann sich besonders bei längeren Messungen bemerkbar machen?
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Zeitvarianzen können eine Störung bei langen Messungen verursachen. Diese treten immer dann auf, wenn sich die Eigenschaften des zu messenden Objektes mit der Zeit ändern. Dies können z.B. Temperaturänderungen in einem Raum sein. Je nach Art der Zeitvarianz kann dadurch z.B. die maximal mögliche Länge einer Messung begrenzt werden.
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Was ist ein Längsresonator?
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Ist die Ausbreitung einer Welle in eine örtliche Dimension beschränkt, so wird die Welle „ebene Welle“ genannt. Wird eine solche Welle zwischen zwei Grenzflächen hin- und herreflektiert, so spricht man von einem Längsresonator. Als Beispiel kann man sich hier ein Rohr vorstellen, dessen Durchmesser klein gegenüber der Wellenlänge ist. Neben der Länge des Rohres beeinflussen die Abschlüsse des Rohres an den Seiten (geschlossen oder offen) die Resonanzfrequenz(en).
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Was ist ein Helmholtz-Resonator? Was ist ein typisches Beispiel?
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Ein Helmholtz-Resonator ist ein Resonator, in dem die Luft seiner Öffnung als Masse zusammen mit einem als Feder fungierenden Volumen ein Resonanzsystem bildet. Ein anschauliches Beispiel ist eine leere Flasche.
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Wo spielen Resonatoren in der Medizintechnik eine Rolle?
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Resonatoren finden sich im Gehörgang und im Vokaltrakt. Sie spielen also eine entscheidende Rolle bei der Wahrnehmung und Produktion von Schall. So werden z.B. Vokale durch Formanten (Resonanzen des Vokaltraktes) gebildet.
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Beschreiben sie den Verlauf von Schall am Aussenohr bis zum Hörnerv.
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Skizzieren sie die Hörfläche des Menschen sowie grob die Frequenz- und Pegelbereiche von Sprache.
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Was beschreiben die Kurven gleicher Lautheit (Isophone)?
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Die Kurven gleicher Lautheit beschreiben welche Schalldruckpegel zwei Sinustöne unterschiedlicher Frequenz haben müssen um als gleich laut wahrgenommen zu werden.
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Was sind bewertete Pegelangaben (wie z.B. dB(A))?
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In der akustischen Messtechnik werden bewertete Schalldruckpegel verwendet, um die Wahrnehmung des Menschen ansatzweise nachzubilden. Der bewertete Schalldruckpegel ist weder eine physiologische noch eine physikalische Messgröße. Unter der Berücksichtigung gewisser Eigenschaften des menschlichen Gehörs beruht er in objektiv festgelegter und reproduzierbarer Weise auf der physikalischen Größe Schalldruckpegel.
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Was bedeutet die Abkürzung HRTF? Durch welche Körperteile wird sie maßgeblich beeinflusst? Wie sieht sie bei tiefen Frequenzen aus?
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HRTF steht für Head Related Transfer Function bzw. Kopfbezogene Übertragungsfunktion. Sie beschreibt die Übertragungsfunktion einer ebenen Wellen aus einer bestimmten Richtung zu den beiden Gehörgängen bzw. Trommelfellen des Menschen. Die HRTF wird von Außenohr, Kopf, Schultern und dem Torso sowie der Kleidung beeinflusst. Da bei tiefen Frequenzen die Abmessungen von Ohr und Kopf klein gegenüber der Wellenlänge sind ist die HRTF bei tiefen Frequenzen konstant bei 0 dB.
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Welche beiden Parameter werden vom Menschen hauptsächlich zur Richtungslokalisation verwendet?
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ITD - Interaural Time Difference (Laufzeitdifferenz zwischen den beiden Ohren)
ILD - Interaural Level Difference (Pegeldifferenz zwischen den beiden Ohren) |
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Sind ITD bzw. ILD frequenzabhängig? Werden immer beide Parameter zur Lokalisation verwendet?
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Ja, beide. Wobei die Frequenzabhängigkeit der ITD eher gering ist, bei der ILD hingegen sehr deutlich.
ITD dominiert bei tiefen Frequenzen (weil ILD ~= 0) ILD dominiert bei hohen Frequenzen (weil ITD mehrdeutig) |
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Welcher Probleme treten bei der Betrachtung der Laufzeitunterschiede bei hohen Frequenzen (> 2 kHz) auf?
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Es treten Mehrdeutigkeiten der Kreuzkorrelationsfunktion auf, so dass der Laufzeitunterschied nicht eindeutig bestimmt werden kann. Vielmehr gibt es mehrere mögliche Lösungen. Eine eindeutige Zuordnung ist also nur mit Hilfe der ILD möglich.
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Welche Mechanismen werden ausgenutzt um die Quellelevation zu lokalisieren? Funktioniert dies immer?
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Spektrale Verfärbungen, “Blauert’sche-Bänder”
Funktioniert genau genommen nur bei bekanntem Quellsignal. Der Mensch kompensiert die fehlende Information über das Quellsignal durch Erfahrung |
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Welche Möglichkeiten hat der Mensch um akustisch den Abstand einer Schallquelle zu schätzen?
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Extreme Pegelunterschiede (beispielsweise beim Flüstern in ein Ohr). In Räumen erreicht sowohl Direktschall als auch reflektierter Schall das menschliche Ohr. Aus dem Verhältnis der beiden Schallanteile, kann zusammen mit der Kenntnis des Raumes die Entfernung der Schallquelle abgeschätzt werden. Besondere Resonanzmuster der Ohrmuschel, die nur im Nahbereich auftreten, können zur Analyse verwendet werden. Die Dämpfung der Luft ist frequenzabhängig, wobei hohe Frequenzen stärker gedämpft werden als tiefe. Somit wird eine Schallquelle umso dumpfer wahrgenommen, je weiter sie entfernt ist. Wenn nun das Quellsignal bekannt ist dann kann durch das Fehlen der hohen Frequenzanteile, die Entfernung der Quelle abgeschätzt werden. Lautstärke: Je weiter eine Schallquelle entfernt ist, umso geringer ist die Lautstärke.
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Was ist der Präzedenz-Effekt und was bewirkt er?
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Der Präzedenz-Effekt, oder das Gesetz der ersten Wellenfront, ist ein psychoakustischer Effekt. Trifft das gleiche Schallsignal zeitverzögert aus unterschiedlichen Richtungen bei einem Hörer ein, nimmt dieser nur die Richtung des zuerst eintreffenden Schallsignals wahr. Die verzögert eintreffenden Schallsignale werden dann in der Richtung des ersten Signals (der ersten Wellenfront) lokalisiert.
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Bei welcher akustischen Anwendung kann man diesen Effekt gezielt ausnutzen?
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Für Audio-Beschallung in großen Räumen wird der Präzedenz-Effekt genutzt, um an entfernten Sitzen den Schallpegel anzuheben. Hierzu werden Lautsprecher im Zuhörerraum so angesteuert, dass das Lautsprechersignal etwa 20 ms später als der Direktschall beim Zuhörer eintrifft. Der Zuhörer nimmt hierbei nur die Richtung des Direktschalls wahr, profitiert aber von dem höheren Schallpegel, den die Lautsprecher erzeugen.
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Was ist Lärm?
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DIN 1320: Hörschall, der die Ursache für Belästigungen, Beeinträchtigungen oder gar Schäden sein kann. Umweltbundesamt: sozialpsychologischer Begriff für unerwünschten, störenden und / oder gesundheitsschädlichen Schall, der eine Gesundheitsschädigung bewirken kann
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Welche Gesundheitsstörungen werden in Zusammenhang mit Lärm gebracht?
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Hörverlust
kardiovaskuläre Erkrankungen, Schlafstörungen, reduzierte Leistungsfähigkeit, kognitive Funktionen, Kommunikation und Lernfähigkeit |
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Was ist die Nachhallzeit? Wie beeinflusst sie den Lärmpegel in einem Raum?
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Die Nachhallzeit T ist die Zeit, in der die Schallenergie in einem Raum, nach dem Verstummen der Schallquelle, auf ein tausendsten Teil ihres Ursprungswertes (-60 dB) abgefallen ist. In ausreichendem Abstand zur Schallquelle (größer als der Hallradius) kann aus der Diffusfeldtheorie geschlossen werden, dass die Energiedichte im Raum proportional zur Nachhallzeit ist. Daraus folgt, dass jede Halbierung der Nachhallzeit eine Reduktion des Lärmpegels um 3 dB zur Folge hat.
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Welche zwei Sorten von Schall-Absorbern gibt es? Auf welchen Absorptionsmethoden basieren sie? Für welche Frequenzbereiche eigenen sie sich?
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Poröse Absorber wie z.B. Schaumstoff führen zu Reibungsverlusten. Sie wirken also dort am besten wo die Schallschnelle maximal ist. Vor schallharten Wänden wäre dies z.B. im Abstand von 1/4 Wellenlänge. Sie eignen sich also eher für hohe Frequenzen. Resonanzabsorber (Plattenresonatoren, Loch- /Schlitzabsorber, Helmmolz-Resonatoren) sind resonanzfähige Systeme. Die Resonanzfrequenz kann weitestgehend frei eingestellt werden. Sie werden in der Regel für tieffrequenten Schall verwendet, da sie ihre maximale Wirkung im Druckmaximum, also direkt vor der Wand entwickeln. Dabei schwingt der Resonator im Bereich der Resonanzfrequenz mit einer sehr großen Amplitude. Dies führt zu großen Reibungsverlusten im Absorber und damit zur Absorption.
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Was beschreibt der Speech Transmission Index (STI)?
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Der Speech Transmission Index wird aus der Modulationsübertragungsfunktion berechnet. Es ist ein Messverfahren für den Sprachverständlichkeitsgrad. Der STI berücksichtigt dabei den Nachhall, die Störgeräusche, die Raumreflexionen und die Richtcharakteristik der Schallquelle. Aus Einzelmessungen, bei denen mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen die jeweilige Abnahme des Amplitudenmodulationsgrades ermittelt wird, wird der STI durch entsprechende Gewichtung/Mittelung der Ergebnisse errechnet. Der Speech Transmission Index (STI) ist eine Messung der Verständlichkeit durch Messgeräte, dessen Werte von 0 (völlig unverständlich) bis 1 (bestens verständlich) gehen.
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Was ist eine Lärmkarte? Welche Größe wird in der Regel dargestellt?
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Mit Lärmkarten werden Schallimmissionspegel über eine Farbskala auf Landkarten oder Lageplänen dargestellt. Sie dienen als Grundlage für städtebauliche Planungen, zur Bestimmung der Lärmdosis für den Arbeitsschutz und zur Visualisierung der Lärmwerte beim Bau neuer Verkehrsbauwerke oder Anlagen. Dabei wird in der Regel der A-bewertete Schalldruckpegel angegeben.
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Was ist Ultraschall?
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Als Ultraschall wird Schall mit Frequenzen oberhalb des für den Menschen hörbaren Frequenzbereichs bezeichnet. Typische Frequenzbereiche für verschiedene Anwendungen finden sich im Bereich 20-50 kHz und 0.5-10MHz
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Was sind typische Anwendungsgebiete der Ultraschalltechnik?
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nicht destruktiv: Materialprüfung, medizinische Diagnostik
destruktiv: Materialbearbeitung (Schweissen, Bohren), Reinigung (Ultraschallreinigung, Klärwerke), Therapieverfahren (Lithotripter) |
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Auf welchem Prinzip basiert die Anwendung von Ultraschall als bildgebendes Verfahren?
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Durch unterschiedliche Dichte und/oder Schallgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Materialien gibt es an dem Übergang einen Impedanzsprung (Z = roh_0 * c). Durch diesen Impedanzssprung wird ein Teil der Welle reflektiert. Die Amplitude der Reflexion im Verhältnis zur einfallenden Welle wird durch den Reflexionsfaktor beschrieben. Er kann aus den Impedanzen der beiden Materialien berechnet werden.
R = ( (Z1 - Z2) / (Z1 + Z2) )^2 |
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Wie wird Ultraschall üblicherweise erzeugt und empfangen?
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Zur Erzeugung und Messung von Ultraschall wird meistens der piezoelektrische Effekt in Keramiken (z.B. Quarz) oder Polymerkunststoffen benutzt. Ein Element kann dabei reziprok als Sender und Empfänger genutzt werden.
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Skizzieren Sie einen piezoelektrischen Quarz auf atomarer Ebene sowie die Änderungen bei äußerer Krafteinwirkung.
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Welche Signale werden in der medizinischen Diagnostik meist verwendet?
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Burst (Impulsartig) Bildgebende Verfahren, PW-Doppler
Sinus (dauerhaft) CW-Doppler |
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Wie funktioniert die Impuls-Echo-Methode?
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Ein Wandler ist gleichzeitig Sender und Empfänger. Es werden Ultraschallimpulse mit festgelegter Taktrate erzeug. Eine Weiche trennt Sendesignal und Empfangssignal. Die reflektierten Signale werden dann ausgewertet.
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Welche praktischen Einschränkungen treten häufig bei der Impuls Echo Methode auf?
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Um eine grundsätzliche Funktion zu ermöglichen sind Unterschiede der Struktur in Dichte oder Schallgeschwindigkeit notwendig. Bei Übergängen zwischen zwei Medien mit sehr ähnlichen Dichten und Schallgeschwindigkeiten kann der Übergang nicht detektiert und dargestellt werden. Die Tiefenschärfe ist dabei zusätzlich begrenzt durch Signalenergie und Dämpfung des Messobjektes. D.h. Objekte mit einer großen Dämpfung können nur oberflächlich untersucht werden, da für größere Eindringtiefen höhere Signalenergien notwendig wären, was wiederum Material- oder Gewebeschäden verursachen könnte.
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Welche drei Betriebsarten gibt es bei der Impuls-Echo-Methode
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A-Mode - Darstellung der reflektierten Signalamplitude
B-Mode - Signalamplitude wird als helligkeitsmodulierte Tiefenlinie dargestellt M-Mode - Signalamplitude wir als Tiefenlinie über der Zeit dargestellt" |
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Welche Möglichkeit gibt es an 2D Bilder zu gelangen?
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Sektorscanner Systeme (mechanisch bewegter US-Sensor)
Linear Array Array mit schwenkbarer Richtcharakteristik (Phased-Array) |
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Welche Vorteile hat ein Phased-Array?
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Alle Elemente Aktiv
Schwenkung der Wellenfront möglich (Sektor-förmiges Schallfeld) Relativ kleiner Schallkopf Dynamische Fokussierung möglich |
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Was ist notwendig um scharfe Bilder zu erhalten? Wie lässt sich dies erreichen?
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Um scharfe Bilder zu erhalten ist eine Fokussierung durch eine akustische Linse oder eine (virtuelle) Krümmung der Wandleroberfläche notwendig.
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Erklären Sie die Unterschiede zwischen CW- und PW-Dopplersonographie
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Continuous-Wave-Dopplersonographie:
Kontinuierlicher Sende- und Empfangsbetrieb. Hierzu werden in der Regel ein Sender und ein Empfänger genutzt (2 Sensoren). Das Signal wird z.B. an bewegten Erythrozyten reflektiert. Dabei gibt es keine Informationen zur Laufzeit, die Untersuchungstiefe kann also nicht bestimmt werden. Die Eindringtiefe hingegen kann über die Frequenz einstellt werden. Mit diesem Verfahren können auch hohe Strömungsgeschwindigkeiten detektiert werden. Gepulste Dopplersonographie: Das Messsignal besteht aus einzelnen Pulsen, dadurch ist eine örtliche Zuordnung anhand der Laufzeit möglich. Ein einzelnen Sensor wird reziprok als Sensor und Empfänger genutzt. Das Ergebnis ist ähnlich zu dem der B-Mode Sonographie. Die maximal detektierbare Strömungsgeschwindigkeit ist durch die Pulsrepetitionsfrequenz (PRF) begrenzt. |
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Skizzieren Sie exemplarisch eine Richtcharakteristik einer äquidistanten Strahlerzeile.
Wie lässt sich hier die Halbwertsbreite ablesen? |
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Was ist ein Phon?
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Das Phon ist die Maßeinheit der psychoakustischen Größe Lautstärkepegel. Neben der Lautheit in Sone wird der Lautstärkepegel in Phon dazu benutzt, die empfundene Lautstärke zu beschreiben, mit der ein Mensch ein Schallereignis als Hörereignis wahrnimmt.
Der Wert in Phon gibt an, welchen Schalldruckpegel (in dB) ein Sinuston mit einer Frequenz von 1000 Hz besitzt, der gleich laut wie das Schallereignis, das eine andere Frequenz besitzt, empfunden wird. Durch diesen Vergleich der empfundenen Lautstärke eines beliebigen Schallsignals mit der Lautstärke eines Referenzsignals (dem Sinuston bei 1000 Hz) ist es möglich, die Hörempfindung mit einem Pegelwert zu beschreiben, der unabhängig vom Spektrum des Signals ist. |
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Skizzieren Sie eine typische HRTF
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Was bewirkt eine Reduzierung des Lärmpegels um 10 db?
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Halb so laut
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Beschreiben Sie den Aufbau der Cochlea
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Nennen Sie Resonatoren im menschlichen Körper
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Vokaltrakt, Gehörgang
Die einfachsten Resonatoren für Schallwellen sind langgestreckte Röhren. In der in ihnen befindlichen Luft werden Schallwellen an offenen Enden teils reflektiert, teils nach außen durchgelassen, an geschlossenen Enden werden sie fast vollständig reflektiert. So kommt es im Resonator zu vielfach hin und her laufenden Wellen. Auf den Resonanzfrequenzen überlagern sich diese zu Schwingungen mit großen Amplituden. In einem solchen Rohrstück kann eine Welle gewissermaßen "eingefangen" werden. Ein solcher Resonator enthält also räumlich konzentriert viel Schwingungsenergie und schwingt noch einige Zeit weiter, nachdem die anregende Welle ausgeschaltet ist. Die beschriebenen Wellenüberlagerungen finden in ähnlicher Weise im Vokaltrakt statt. Bei unseren praktischen Erfahrungen spielen mit den Händen geformte Resonatoren eine wichtige Rolle. |
Die Resonanzvorstellung kann wie folgt auf die Stimme angewendet werden: die Anregung erfolgt durch die Strömungsprozesse im Kehlkopf, die Luftmasse im Vokaltrakt wirkt als Resonator, in ihr kommt es im Resonanzfall zu sehr großen Schwingungsamplituden bei vergleichsweise schwachem Anstoß vom Kehlkopf her. Die vom Mund abgestrahlte Stimme muss man sich bei diesem Pendel-Analog nun als einen Abnehmer vorstellen, der von der Pendelmasse angetrieben wird. Damit ist auch klar, dass dieser Abnehmer nicht mehr Energie erhalten kann, als der Anreger in das Pendel hineinsteckt.
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Was bezeichnet man mit Schalldruckpegel?
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Der Schalldruckpegel Lp (Formelzeichen L von engl. level: „Pegel“ mit Index p von engl. pressure: „Druck“) beschreibt das logarithmierte Verhältnis des quadrierten Effektivwertes des Schalldrucks (Formelzeichen mit der Einheit Pa für Pascal) eines Schallereignisses zum Quadrat eines Bezugswerts p0. Das Ergebnis wird mit der Hilfsmaßeinheit Dezibel gekennzeichnet.
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Druckschwankungen in Schallwellen sind verschwindend klein gegenüber zum normalen Luftdruck. Einheit L_p
Schalldruckpegel ist keine Empfindungsskala. Verdoppelung des Schalldrucks + 6dB Verzehnfachung des Schalldrucks +20dB Kleinste wahrnehmbare Druckschwankung: 2 * 10^-5 Pa = 2 * 10^-5 N/m Obere Grenze bildet Schmerzschwelle (ca. 20 Pa) |
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Was ist die Schallauslenkung?
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Auslenkung eines Mediumpartikels aus der Ruheposition.
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Was ist Schalldruck
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Der Schalldruck, Formelzeichen p ist in der Tontechnik und in der Akustik die wichtigste Schallfeldgröße. Als Schalldruck werden die Druckschwankungen eines kompressiblen Schallübertragungsmediums (üblicherweise Luft) bezeichnet, die bei der Ausbreitung von Schall auftreten.
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Was bezeichnet die Schallschnelle?
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Die Schallschnelle, Formelzeichen v, gibt an, mit welcher Wechselgeschwindigkeit die Luftteilchen (bzw. Teilchen des Schallübertragungsmediums) um ihre Ruhelage schwingen; also die Momentangeschwindigkeit eines schwingenden Teilchens. Die zugehörige logarithmische Größe ist der Schallschnellepegel.
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Was ist die Impedanz?
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Die Impedanz ist eine komplexe Größe und setzt sich aus der Resistanz (Realteil) und der Reaktanz (Imaginärteil) zusammen.
Besitzen Materialien einen großen Impedanzunterschied, wird der meiste Teil übertragener Schallenergie an der Grenzfläche reflektiert. Bei geringem Impedanzunterschied kommt es zur Transmission der Schallwellen. Die Feldimpedanz ist je nach Medium (z. B. Wasser, Luft) verschieden, dadurch wird bei Aufprall auf eine Grenzfläche (z. B. von Luft auf Wasser) je nach Impedanzunterschied der Medien ein Teil der Schallenergie reflektiert und ein Teil durchgelassen. Für das genannte Beispiel ist die Impedanz von Wasser etwa 3000-mal höher als die von Luft, wodurch der größte Teil der Schallenergie reflektiert wird. (Daher können wir zwar alle Geräusche gut hören, die im Wasser entstehen, dort aber praktisch keine Geräusche wahrnehmen, die aus der Luft stammen.) |
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