Schalldruck: Unterschied zwischen den Versionen

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Der '''Schalldruck''' ([[Formelzeichen]] ''[[p]]'') ist in der [[Tontechnik]] und in der [[Akustik]] die wichtigste lineare [[Schallfeldgröße]].  
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Der '''Schalldruck''', Formelzeichen ''p'',  ist in der [[Tontechnik]] und in der [[Akustik]] die wichtigste lineare [[Schallfeldgröße]].  
  
 
== Definition ==
 
== Definition ==
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Als Schalldruck werden die Druckschwankungen eines kompressiblen Schallübertragungsmediums (üblicherweise [[Luft]]), die bei der Ausbreitung von [[Schall]] auftreten, bezeichnet. Diese Druckschwankungen werden vom [[Trommelfell]] als [[Sensor]] in Bewegungen zur Hörempfindung umgesetzt. Wenn es sich um hörbaren Schall handelt, können diese Bewegungen dann durch das [[Innenohr]] (Gehör-Hirn-System) wahrgenommen werden.<br>
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Als Schalldruck werden die Druckschwankungen eines kompressiblen Schallübertragungsmediums (üblicherweise Luft), die bei der Ausbreitung von [[Schall]] auftreten, bezeichnet. Diese Druckschwankungen werden vom [[Trommelfell]] als [[Sensor]] in Bewegungen zur Hörempfindung umgesetzt. Wenn es sich um hörbaren Schall handelt, können diese Bewegungen dann durch das [[Innenohr]] (Gehör-Hirn-System) wahrgenommen werden.<br>
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Der Schalldruck ''p'' ist also der Wechseldruck (eine Wechselgröße), der dem statischen [[Druck]] ([[Luftdruck]]) des umgebenden Mediums überlagert ist. Der Schalldruck ist in der Regel um viele Größenordnungen kleiner als der statische Luftdruck.<br>  
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Der Schalldruck ''p'' ist also der Wechseldruck (eine Wechselgröße), der dem statischen [[Druck]] (Luftdruck) des umgebenden Mediums überlagert ist. Der Schalldruck ist in der Regel um viele Größenordnungen kleiner als der statische Luftdruck.<br>  
 
Da Druck mit keiner Richtungsangabe verknüpft werden kann, handelt es sich um eine [[Skalar|skalare]] Größe. Der Schalldruck in Abhängigkeit von den Koordinaten im dreidimensionalen Raum ist aus mathematischer Sicht somit ein Skalarfeld.
 
Da Druck mit keiner Richtungsangabe verknüpft werden kann, handelt es sich um eine [[Skalar|skalare]] Größe. Der Schalldruck in Abhängigkeit von den Koordinaten im dreidimensionalen Raum ist aus mathematischer Sicht somit ein Skalarfeld.
  
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*"normal laut" empfundener Klang oder Geräusch: etwa 0,1 Pa
 
*"normal laut" empfundener Klang oder Geräusch: etwa 0,1 Pa
  
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Die SI-Einheit des Schalldrucks, ebenso wie des Drucks, ist das [[Pascal]] mit dem Einheitenzeichen Pa. Ein Pascal entspricht einem Druck von einem [[Newton]] pro Quadratmeter:
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Die SI-Einheit des Schalldrucks, ebenso wie des Drucks, ist das Pascal mit dem Einheitenzeichen Pa. Ein Pascal entspricht einem Druck von einem Newton pro Quadratmeter:
  
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:1 Pa = 1 N / m² = 1 kg / m · s²
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:1 Pa = 1 N / m² = 1 kg / m · s<sup>2</sup>
  
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Der Schalldruck wird meistens als Pegelgröße (siehe [[Schalldruckpegel]]) in dB angegeben. Weiterhin ist die Angabe als [[Effektivwert]] üblich.  
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Der Schalldruck wird meistens als Pegelgröße (siehe [[Schalldruckpegel]]) in [[dB]] angegeben. Weiterhin ist die Angabe als [[Effektivwert]] üblich.  
  
 
Handelt es sich beim Schall um einen [[Ton]], also eine harmonische Schwingung (oft auch als "[[Sinus]]-Schwingung" bezeichnet) mit nur einer [[Frequenz]] ''f'', so ergibt sich:
 
Handelt es sich beim Schall um einen [[Ton]], also eine harmonische Schwingung (oft auch als "[[Sinus]]-Schwingung" bezeichnet) mit nur einer [[Frequenz]] ''f'', so ergibt sich:
  
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:''p''(t) = p sin 2 π f t = p sin (''ω t'')
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:''p''(''t'') = p sin 2 ''π f t'' = ''p'' sin (''ω t'')
  
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wobei ''p'' die [[Schalldruckamplitude]] und ''ω'' die [[Kreisfrequenz]]  
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wobei ''p'' die [[Schalldruckamplitude]] und ''ω'' die [[Kreisfrequenz]] ''ω'' = 2 · ''π'' · ''f'' ist.
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''ω'' = 2 · π · f ist.
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Der Schalldruck ''p'' nimmt im [[Direktfeld]] ([[Freifeld]]) und im [[Raumschall]]feld ([[Diffusfeld]]) umgekehrt proportional zur [[Entfernung]] ''r'' von einer punktförmigen Schallquelle nach dem  1/''r''-Gesetz ([[Abstandsgesetz]]) ab:
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Der Schalldruck ''p'' nimmt im [[Direktfeld]] ([[Freifeld]]) und im [[Raumschall]]feld ([[Diffusfeld]]) umgekehrt proportional zur Entfernung ''r'' von einer punktförmigen Schallquelle nach dem  1/''r''-Gesetz ([[Abstandsgesetz]]) ab:
  
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: ''p'' &asymp; 1 / ''r'' (proportional)
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:''p'' &asymp; 1 / ''r'' (proportional)
  
 
:''p''<sub>1</sub> / ''p''<sub>2</sub> = ''r''<sub>2</sub> / ''r''<sub>1</sub>
 
:''p''<sub>1</sub> / ''p''<sub>2</sub> = ''r''<sub>2</sub> / ''r''<sub>1</sub>
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:''p''<sub>1</sub> = (''p''<sub>2</sub> · ''r''<sub>2</sub>) · 1 / ''r''<sub>1</sub>
 
:''p''<sub>1</sub> = (''p''<sub>2</sub> · ''r''<sub>2</sub>) · 1 / ''r''<sub>1</sub>
  
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Die quadratischen [[Schallenergiegröße]]n, wie z.B. die [[Schallintensität]] nehmen jrdoch mit 1/''r''<sup>2</sup> über der Entfernung ab.
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Die quadratischen [[Schallenergiegröße]]n, wie z.B. die [[Schallintensität]] nehmen jedoch mit 1/''r''<sup>2</sup> über der Entfernung ab.
  
 
Wie man hier erkennen kann, ist zur Beurteilung einer Schallquelle neben der Angabe des gemessenen Schalldrucks unbedingt die Angabe des Abstands des Mikrofons von der Schallquelle notwendig.
 
Wie man hier erkennen kann, ist zur Beurteilung einer Schallquelle neben der Angabe des gemessenen Schalldrucks unbedingt die Angabe des Abstands des Mikrofons von der Schallquelle notwendig.
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| [[Hertz|Hz]] || [[Frequenz]]
 
| [[Hertz|Hz]] || [[Frequenz]]
 
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| [[Meter pro Sekunde|m/s]] || [[Schallgeschwindigkeit]]
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| m/s || [[Schallgeschwindigkeit]]
 
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| [[Meter pro Sekunde|m/s]] || [[Schallschnelle]]
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| m/s || [[Schallschnelle]]
 
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! ''ω''
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| 1/[[Sekunde|s]] || [[Kreisfrequenz]]
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| 1/s || Kreisfrequenz
 
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! ''ρ''
 
! ''ρ''
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| [[Kilogramm|kg]]/[[Meter|m]]<sup>3</sup> || [[Luftdichte]] (Dichte des Mediums)
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| kg/m<sup>3</sup> || Luftdichte (Dichte des Mediums)
 
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! ''Z = c · ρ''
 
! ''Z = c · ρ''
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| [[Newton|N]]·[[Sekunde|s]]/[[Meter|m]]<sup>3</sup> || [[Schallkennimpedanz]], Akustische Feldimpedanz
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| N·s/m<sup>3</sup> || [[Schallkennimpedanz]]
 
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! ''a''
 
! ''a''
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| [[Meter|m]]/[[Sekunde|s]]<sup>2</sup> || [[Schallbeschleunigung]]
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| m/s<sup>2</sup> || [[Schallbeschleunigung]]
 
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! ''I''
 
! ''I''
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| [[Watt|W]]/[[Meter|m]]<sup>2</sup> || [[Schallintensität]]
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| [[Watt|W]]/m<sup>2</sup> || [[Schallintensität]]
 
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! ''E''
 
! ''E''
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| [[Watt|W]]·Sekunde|s]]/[[Meter|m]]<sup>3</sup> || [[Schallenergiedichte]]
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| W·s/m<sup>3</sup> || [[Schallenergiedichte]]
 
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! ''P''<sub>ak</sub>
 
! ''P''<sub>ak</sub>
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| [[Watt|W]] || [[Schallleistung]]
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| W || [[Schallleistung]]
 
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! ''A''
 
! ''A''
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| [[meter|m]]<sup>2</sup>|| Durchschallte [[Fläche]]
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| m<sup>2</sup>|| Durchschallte Fläche
 
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*[http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckpegelUndQuadrat.pdf Der Schalldruck und das seltsame reziproke Quadrat-Gesetz]
 
*[http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckpegelUndQuadrat.pdf Der Schalldruck und das seltsame reziproke Quadrat-Gesetz]
 
*[http://www.uni-essen.de/ibpm/BauPhy/Schall/Buch/22.00-22.10.htm#2207 Grundlagen und Schalltechnische Begriffe - Schalldruck]
 
*[http://www.uni-essen.de/ibpm/BauPhy/Schall/Buch/22.00-22.10.htm#2207 Grundlagen und Schalltechnische Begriffe - Schalldruck]
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[[Kategorie:Elektroakustik]]

Aktuelle Version vom 3. Februar 2006, 03:40 Uhr

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