Schallkenngrößen

• Schalldruck p:
  • für harmonische Wellen
    • p = p₀ + cos(ω t - k x)
  • p₀ statischer Druck
  • Druckamplitude
  • typische Werte

    • 2·10-5 Pa	Norm-Minimaldruck
      20 Pa	Schmerzgrenze beim Hören

• Elongation y:
  • Auslenkung der Moleküle
  • um π/2 gegen Druck phasenverschoben
  • Amplitude
    • = /(ω ρ c)
• Schallschnelle v:
  • Geschwindigkeit der Moleküle
  • proportional zum Druck
  • Amplitude
    • = /(ρ c) := /Z
  • Wellenwiderstand oder Schallkennimpedanz Z = ρ c

    • Material	Z [kg/(m2 s)]
      Luft (Normalbedingungen)	427
      Wasser	1.4 · 106
      Holz	2.7 · 106
      Stahl	3.9 · 107

• Energiedichte w:
  • Energie pro Volumen in einer Schallwelle
  • gegeben durch

    • w	= dE/dV
      	= 1/2 ρ 2
      	= 1/2 2/(ρ c2)

• Schallintensität oder Schallstärke I:
  • transportierte Energie pro Zeit und Fläche
  • gegeben durch

    • I	= 1/A dE/dt
      	= c w
      	= 1/2 2/(ρ c)
      	= 1/2 2/Z

• Schallleistung P:
  • gesamte von einer Schallquelle abgegebene Leistung
  • Integral der Schallstärke über eine geschlossene Fläche
  • z.B. bei Kugelwellen:
    • Energie pro Kugelschale konstant →
    • Intensität I im Abstand r:
    • I = P / (4 π r²)
  • typische Werte

    • Schallquelle	P [W]
      Unterhaltung	10-5
      Schrei	10-3
      Trompete	0.1
      Orgel	bis zu 10