Entstehung & Empfang von Schall

Beschäftigst du dich in Physik gerade mit dem Thema Akustik?

Dann wird dir auch der Schall im Unterricht begegnen.

Wie entsteht Schall? Was ist eine Schallwelle und wie wird Schall empfangen?

simpleclub erklärt dir, was du über Schall wissen solltest.

Schall einfach erklärt

Schall Definition

Schall entsteht durch schnelle Schwingungen eines Körpers. Dadurch erzeugt dieser eine Druckwelle die sich als longitudinale Schallwelle im Raum ausbreitet.


Entstehung von Schall

Ein Körper, der Schall erzeugt, wird als Schallerreger oder als Schallquelle bezeichnet. Dabei entsteht Schall durch schnelle Schwingungen dieses Körpers.

Beispiele:

  • Beim Menschen: Sprechen, Summen oder Singen entsteht durch Schwingung des Kehlkopfes.
  • Instrument: Eine Gitarrensaite anzupfen oder eine Stimmgabel anschlagen versetzt die Saite bzw. die Stimmgabel in sehr schnelle Schwingungen und erzeugt einen Klang.
  • Lautsprecher:
  • Mit der Faust auf den Tisch schlagen: Geräusch entsteht durch Schwingung des Tisches. Das Geräusch ist aber nur kurz da die Schwingung schnell zur Ruhe kommt.

Schallwellen

Schall ist eine Druckwelle, die sich im Raum ausbreitet. Durch Schwingung des Körpers verformt sich die umgebende Luft und wird zusammengedrückt. Sie verdichtet sich an einer Stelle, an der dann größerer Druck herrscht. Aber weil Luft elastisch ist, dehnt sie sich dann wieder aus und die Druckschwankung breitet sich als Schallwelle im Raum aus.

Eine Longitutinale Schallwelle wird hier gezeigt mit vielen nebeneinander stehenden rohrförmig angeordneten Kreisen, die sich an bestimmten Stellen stauchen und an anderen dehnen.

Eine Schallwelle ist also eine longitudinale mechanische Welle, bei der sich zeitlich periodisch der Druck ändert.
Die Änderung der Amplitude und Frequenz verhält sich bei dieser Welle so:

Arten von Schall

Bei Schall unterscheidet man zwischen Ton, Klang, Geräusch und Knall:

Ein Ton hat eine harmonisch schwingende Schallwelle. Ein Knall dagegen einen großen Auschlag und eine sich schnell verkleinernde Welle. Ein Klang hat auch eine gleichmäßig schwingende Welle aber mit  
unebenheiten darin und die Welle eines Geräuschs ist komplett wild durcheinander.

Schallempfänger

Das Ohr

Unser Ohr dient als Schallempfänger. Töne und Geräusche die unser Ohr erreichen werden von der Ohrmuschel gesammelt und ähnlich einem Trichter in den tunnelähnlichen Gehörgang bis zum Trommelfell weitergeleitet. Der Schall bringt das Trommelfell zum Schwingen. Die Schwingungen erzeugen über den Aufbau des Innenohrs Impulse die an unser Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet werden. Sie sorgen dafür, dass wir hören.

Mikrofon

Mikrofone besitzen eine oder mehrere Membranen, die von den ankommenden Schallwellen in Schwingungen versetzt werden. Durch den technischen Aufbau des Mikrofons werden dann die mechanischen Signale der Schwingung in elektrische Signale umgewandelt.

Schalldämmung

Da Schall eine Welle ist, kann er reflektiert, gebrochen oder absorbiert werden.

Raue und poröse Oberflächen (z. B. Schaumstoff) reflektieren nur einen geringen Teil des Schalls. Der größte Teil wird absorbiert, deshalb werden diese Stoffe zur Schalldämmung und zur Schalldämpfung genutzt.


Beispiele Schall

Frequenzunterschiede

Welche Möglichkeiten kennst du Schall zu erzeugen? Nenne drei Beispiele. Was haben alle drei gemeinsam?

Lösung

Um einen Schall zu erzeugen muss etwas zum Schwingen angeregt werden. Wie zum Beispiel: Lautsprecher-Membran (Musik aus der Box), Gitarrensaite (Gitarre spielen), Stimmbänder (sprechen oder singen), Luft in der Flöte (Flöte spielen), Trommelfell (trommeln).

Schallschutzfenster

Ein Haus, das direkt an der Schnellstraße steht, hat meist Schallschutzfenster eingebaut. Dieses besteht aus zwei Glasscheiben, zwischen denen sich keine Luft befindet. Außerdem besitzt jede Scheibe umlaufende elastische Dichtungen zwischen Scheibe und dem Rahmen. Wieso ist das so hilfreich für die Schalldämmung?

Lösung

Die Autos auf der Schnellstraße erzeugen einen Schall der auf die Fensterscheibe trifft und diese in Schwingung versetzt. Dadurch überträgt die Scheibe den Schall auf die Luft im Zimmer und es wäre immer Laut im Haus.

Die elastischen Dichtungen wirken dämpfend und verhindern, dass die Glasscheibe so stark schwingt. Zudem kann durch den luftleeren Raum zwischen den Scheiben keine Druckschwankung weitergegeben werden, da keine Luft da ist die zusammengedrückt werden kann. Dadurch ist es draußen laut und im Haus schön still.

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