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Erschienen in:
2022 | OriginalPaper | Buchkapitel
19. Akustik
verfasst von : Prof. Stefan Roth, Prof. Achim Stahl
Erschienen in: Mechanik
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
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Zusammenfassung
In diesem Kapitel wollen wir uns speziell mit Schallwellen beschäftigen. Wir können sie auch als ein Beispiel der Wellen, die wir im vergangenen Kapitel besprochen haben, auffassen. Wegen der großen Bedeutung des Schalls im alltäglichen Leben – man denke nur an Sprache oder Musik – wollen wir ihm aber ein gesondertes Kapitel widmen.
Schall breitet sich in Luft und anderen Gasen oder Flüssigkeiten als periodische Verdünnung und Verdichtung des Mediums aus. Auch in Festkörpern kann sich Schall ausbreiten, wobei sich der Mechanismus der Schallausbreitung in Festkörpern allerdings von dem in Flüssigkeiten und Gasen unterscheiden kann. Wir wollen uns im Wesentlichen auf die Schallausbreitung in Fluiden konzentrieren.
Eine Schallwelle entsteht, wenn ein Erreger die Luft an einer Stelle verdichtet (oder verdünnt). Bewegt sich beispielsweise die Membran eines Lautsprechers nach vorne, so drückt sie die Luftschicht unmittelbar vor der Membran zusammen (siehe Abb. 19.1). Der Druck in dieser Schicht steigt. Sie dehnt sich aus und drückt dabei die nächste, vor ihr liegende Luftschicht zusammen. So breitet sich die Erregung von Luftschicht zu Luftschicht aus. Luftmoleküle bewegen sich dabei zwischen den Verdichtungen und Verdünnungen hin und her. Es handelt sich folglich um eine longitudinale Welle. In Festkörpern treten auch transversale Schallwellen auf. Jede Schallwelle braucht ein Medium. Sie basiert auf der Bewegung der Moleküle des Mediums. Im Vakuum kann sich keine Schallwelle ausbreiten (siehe Experiment 19.4).