Größen bei Schallwellen

Physikalische Größen beim Schall Korrekturkurven für Inhalt Physikalische Größen beim Schall Korrekturkurven für dBA, dBC

Schallkenngrößen in Luft bei 20°C in 3 m Abstand von der Quelle 440 1 Hz Frequenz P 1·10-3 1 W Schalleistung ρ 1,29 1 kg/m3 Dichte der Luft pNormal 0,1·106 1 MPa Normaldruck Lfrei 64·10-9 1 m Mittlere freie Weglänge I=P/4πr2 8,85·10-6 1 W/m2 Schallintensität im Abstand r von der Quelle ρ·v 408 1 kg/m2s Schallwiderstand u0 0,208·10-3 1 m/s Schallschnelle ψ0 75·10-9 Amplitude der Teilchen p0 8,5·10-3 1 Pa Schalldruck p0 / pNormal 10-7 1 Relative Druckschwankung

´Daten-Quelle: Stöcker, Handbuch für Physik, 4. Auflage, S. 293 440 1 Hz Frequenz P 1·10-3 1 W Schalleistung ρ 1,29 1 kg/m3 Dichte der Luft pNormal 1·105 1 Pa Normaldruck Lfrei 64·10-9 1 m Mittlere freie Weglänge I=P/4πr2 8,85·10-6 1 W/m2 Schallintensität im Abstand r von der Quelle ρ·v 408 1 kg/m2s Schallwiderstand u0 0,208·10-3 1 m/s Schallschnelle ψ0 75·10-9 Amplitude der Teilchen p0 8,5·10-3 Schalldruck p0 / pNormal 10-7 1 Relative Druckschwankung Die Amplitude der Teilchen entspricht der mittleren freien Weglänge - dem „mittleren Abstand“ der Teilchen, den sie ohne Stoß durchfliegen: passend zum Bild der Longitudinalwelle mit Fortpflanzung über Stöße zu benachbarten Teilchen

Position des Schalls im Beispiel „Schall-kenngrößen“, angepasst nach Frequenz 440 Hz und Schallintensität 8,85 10-6 W/m2 , entsprechend der Lautstärke 70 Phon, Vergleichsschall (G) „Großraum-büro“

Zusammenfassung wichtiger Kenngrößen Hörschwelle (1 kHz Ton) Dichte (Luft bei 20° C) ρ = 1,2041 kg / m3 Schallgeschwindigkeit (Luft bei 20° C) cs = 343,46 m/s Schalldruck p Pa p0 = 2 · 10-5 Intensität I = p2 / (2 · ρ ·cs) W / m2 I0 = 1 · 10-12 Schallwiderstand (Luft bei 20° C) RS = ρ ·cs = 413,6 kg / (m2 · s) Schallschnelle und Schalldruck u = p / (ρ ·cs) [m/s]

Korrekturkurven für die Angaben dB A und dB C db (A) entspricht – in Näherung – einer phon-Angabe: Mit Hilfe einer einfach gekrümmten Korrekturkurve wird die Empfindlichkeit des Ohrs angenähert Sehr flache Korrekturkurve 1 dB (C) Korrigiert den Schallpegel bei 31,5 Hz und 8 kHz um –3dB.

Zusammenfassung Physikalische Größen zur Schallmessung Referenzwert: Hörschwelle I0 = 10-12 [W/m2], p0 = 20 ·10-6 [Pa] Schallpegel, Einheit Dezibel, als Funktion der Intensität oder des Drucks: Schallintensitätspegel L = 10 log ( I / I0 ) [dB] Schalldruckpegel L= 20 log ( p / p0 ) [dB] Lautstärke, Einheit Phon, definiert als Pegel für einen Ton mit 1 kHz Schallintensitätspegel L = 10 log ( I1kHz / I0 ) [phon] Schalldruckpegel L = 20 log ( p1kHz / p0 ) [phon] Schallpegel mit Korrektur nach Kurve A, bezeichnet mit dB (A), zeigt für Töne beliebiger Frequenz den Pegel eines als gleichlaut empfundenen Tons mit 1 kHz dB (A) Werte entsprechen annähernd der Lautstärke in Phon

Kurven gleicher Lautstärke, Hörschwelle, Schmerzgrenze, Beispiel für A-Filter bei 40 phon Musik Sprache