Kap. 3 - Akustik

Question 1

Was ist Schall?

Answer 1

Als Schall bezeichnet man die sich wellenartig ausbreitende räumliche & zeitliche Druckänderung eines elastichen Mediums.

Question 2

Welche Wellenformen gibt es?

Answer 2

Longitudinalwelle
Transversalwelle
Biegewelle

Question 3

Was macht eine Longitudinalwelle aus?

Answer 3

Ausbreitungsrichtung d. Welle = Auslenkungsrichtung d. Partikel
Druck- und Zugkräfte werden übertragen
Fluide und Festkörper

Question 4

Was macht eine Transversalwelle aus?

Answer 4

Ausbreitungsrichtung d. Welle senkrecht zur Auslenkungsrichtung d. Partikel
Scherkräfte werden übertragen
nur Festkörper

Question 5

Was macht eine Biegewelle aus?

Answer 5

Gekoppelte Longitudinal- und Transversalwellen
Ausbreitung nur in Medien mit begrenzter Querrichtung (Balken, Platten)
–> große technische Bedeutung

Question 6

Wie breitet sich Luftschall aus?

Answer 6

Longitudinalwelle

Partikelgeschwindigkeit = Schallschnelle ≠ Schallgeschwindigkeit

Question 7

Was geschieht bei der Totalreflexion einer Welle?

Answer 7

Wand = festes Ende bzgl. Schallschnelle
gegenphasige Reflexion
Überlagerung der Wellen
–> stehende Welle mit doppelter Amplitude

Question 8

Was versteht man unter Dispersion?

Answer 8

Spektrale Komponenten laufen aufgrund der frequenzabhängigen Ausbreitungsgeschwindigkeit auseinander.

Question 9

Was ist Schalldruck?

Answer 9

Wichtigste Schallfeldgröße i.d. Akustik.

Luftdruckwankungen bei der Ausbreitung von Schall

Question 10

Wie wird die Schallleistung P bestimmt?

Answer 10

Bestimmung mittels der Schallintensität I.
I beschreibt Energie, die pro Zeitenheit eine Einheitsfläche passiert.
P = Integral über Hüllfläche

Question 11

Was versteht man unter einem Pegel?

Answer 11

Ein Pegel ist das logarithmierte Verhältnis eines Größe zu einem Bezugswert.
Pegelangabe ohne Bezugswert ist sinnlos!

Question 12

Warum werden akustische Größen als Pegel angegeben?

Answer 12

Die menschliche Schallwahrnehmung ist annähernd logarithmisch.
Wahrnehmbare Größenordnungen unterscheiden sich stark.
–> Schalldruck Schmerzschwelle = 1 Mio. x Hörschwelle

Question 13

Was sagen die Bewertungskurven in der Akustik aus?

Answer 13

Nachbildung der frequenzabhängigen Gehöreigenschaften.
A-Bewertung bildet 50 Phon Kennlinie nach.
Pegel über 55 bzw. 85dB: B- & C-Bewertung

Question 14

Wie können Frequenzbänder unterteilt werden?

Answer 14

Oktavband-Filter teilen hörbaren Bereich in 11 Bänder
Terz-Filter teilen jede Okatve in 3 Bänder
Schmalband-Filter: beliebige Einteilung

Question 15

Was sind die maßgebenden Frequenzbereiche der Raumakustik?

Answer 15

20-400 Hz:
Raumresonanzen, Innenraummoden

400 - 10.000 Hz:
Absorption, Schalldämmung, Sprachverständlichkeit

Question 16

Was sind die Eigenschaften von Raummoden?

Answer 16

Durch die Verteilung ihrer Druckamplituden bestimmt, stehende Wellen.
Druckmaxima = Schnelleminima

Question 17

Wie können sich stehende Wellen zwischen zwei Wänden bilden?

Answer 17

Es muss eine halbe Wellenlänge oder Vielfache davon zwischen die Wände passen.

Question 18

Was geschieht mit Schallwellen beim Auftreffen auf einer Wand?

Answer 18

Energie wird reflektiert, dissipiert und nach außen (durch die Wand) übertragen.

Question 19

Was ist Schallabsorption? Welche Prinzipien gibt es?

Answer 19

Minderung der Schallenergie bei der Reflektion einer Welle.

Poröse Materialien, Membranabsorber, Volumenresonator

Question 20

Wie können poröse Materialien Schall absorbieren?

Answer 20

Es entstehen Reibungskräfte zwischen Luftteilchen und Porenmaterial. Energie wird dissipiert, der Schall “verläuft sich”.

Question 21

Wie funktioniert ein Membranabsorber?

Answer 21

Feder-Masse-Prinzip.
Masse: Flächengewicht der Membran.
Feder: Luftpolster zwischen Membran und Wand.
Absorption tieffrequenter Schallanteile möglich.

Question 22

Wie funktioniert ein Helmholtz-Resonator?

Answer 22

Volumen in Flaschenhals wirkt wie Masse, Volumen im Flaschenbauch wirkt wie Feder. Anregung mir Resonanzfrequenz bewirkt große Schwingungen → Dissipation

Question 23

Was ist die Nachhallzeit?

Answer 23

Beschreibt die “Halligkeit” eines Raumes.

Zeitintervall, innerhalb dessen der Schalldruck auf ein Tausendstel des Anfangswertes fällt.

Question 24

Was ist Schalldämmung?

Answer 24

Kehrwert der Übertragung der Schallleistung von einem Raum in den anderen.
Abhängig von Frequenz und Einfallswinkel.