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Schallenergie SchallgrößenSchallauslenkung ξ displaystyle xi Schalldruck p displaystyle p Schalldruckpegel L p displayst

Schallenergie

Die Schallenergie W ist die in einem Schallfeld oder einem Schallereignis enthaltene Energie. Maßeinheit der Schallenergie ist das Joule J. Die zugehörige logarithmische Größe ist der Schallenergiepegel.

Definition Bearbeiten

Schallschwingungen und Schallwellen gehen mit kleinen Wechselbewegungen von Teilchen des Mediums einher, in dem sich der Schall ausbreitet. Deshalb besitzen und transportieren Schallwellen kinetische Energie. Gleichzeitig kommt es zur abwechselnden Verdichtung und Verdünnung von Teilen dieses Mediums. Dadurch wird potenzielle Energie aufgenommen und abgegeben.

Die Schallenergie eines Schallfeldes lässt sich als Summe aus kinetischer und potenzieller Energie berechnen. Für den Fall der Schallausbreitung in einem Fluid gilt:

Dabei sind

Außerdem gilt:

mit

Oft ist es sinnvoll, statt der Schallenergie die Schallenergiedichte als eine vom Ort abhängige Größe zu betrachten. Zur Berechnung muss dann auch nicht über das Volumen des Schallfelds integriert werden:

Die Rate der von einer Schallquelle abgegebenen Schallenergie ist die Schallleistung dieser Quelle:

Die Schallenergie (bzw. der Schallenergiepegel) dient auch zur Erfassung eines impulsartigen Schallvorgangs und wird durch Integration der Schallleistung über dem gesamten Impulsvorgang einschließlich der Abklingzeit gewonnen:

Die Schallenergiegrößen nehmen bei punktförmigen Schallquellen mit 1/r2 über der Entfernung r ab (Abstandsgesetz).

Schallenergiepegel Bearbeiten

Gebräuchlich ist auch die Angabe der Schallenergie als Schallenergiepegel LW in Dezibel (dB):

mit dem genormten Bezugswert (Akustik) W0 = 10−12 J.

Weblinks Bearbeiten

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SchallgrossenSchallauslenkung 3 displaystyle xi Schalldruck p displaystyle p Schalldruckpegel L p displaystyle L p Schallenergiedichte E displaystyle E Schallenergie W displaystyle W Schallfluss q displaystyle q Schallgeschwindigkeit c S displaystyle c text S Schallimpedanz Z displaystyle Z Schallintensitat I displaystyle I Schallleistung P ak displaystyle P text ak Schallschnelle v displaystyle v Schallschnelleamplitude v displaystyle v SchallstrahlungsdruckDie Schallenergie W ist die in einem Schallfeld oder einem Schallereignis enthaltene Energie Masseinheit der Schallenergie ist das Joule J Die zugehorige logarithmische Grosse ist der Schallenergiepegel Definition BearbeitenSchallschwingungen und Schallwellen gehen mit kleinen Wechselbewegungen von Teilchen des Mediums einher in dem sich der Schall ausbreitet Deshalb besitzen und transportieren Schallwellen kinetische Energie Gleichzeitig kommt es zur abwechselnden Verdichtung und Verdunnung von Teilen dieses Mediums Dadurch wird potenzielle Energie aufgenommen und abgegeben Die Schallenergie eines Schallfeldes lasst sich als Summe aus kinetischer und potenzieller Energie berechnen Fur den Fall der Schallausbreitung in einem Fluid gilt W W p o t W k i n V p 2 2 r 0 c 2 d V V r v 2 2 d V displaystyle begin aligned W amp W mathrm pot amp amp W mathrm kin amp int V frac p 2 2 rho 0 c 2 mathrm d V amp amp int V frac rho v 2 2 mathrm d V end aligned nbsp Dabei sind p displaystyle p nbsp der Schalldruck r 0 displaystyle rho 0 nbsp die Dichte c displaystyle c nbsp die Schallgeschwindigkeit im Fluid v displaystyle v nbsp die Schallschnelle V displaystyle V nbsp das Volumen Ausserdem gilt W I t A displaystyle W I t A nbsp mit der Schallintensitat I displaystyle I nbsp der Zeit t displaystyle t nbsp der durchstromten Flache A displaystyle A nbsp Oft ist es sinnvoll statt der Schallenergie die Schallenergiedichte E x displaystyle E vec x nbsp als eine vom Ort x displaystyle vec x nbsp abhangige Grosse zu betrachten Zur Berechnung muss dann auch nicht uber das Volumen des Schallfelds integriert werden E x d W d V W V E x d V displaystyle E vec x frac mathrm d W mathrm d V Leftrightarrow W int V E vec x mathrm d V nbsp Die Rate der von einer Schallquelle abgegebenen Schallenergie ist die Schallleistung P a k displaystyle P mathrm ak nbsp dieser Quelle d W d t P a k displaystyle frac mathrm d W mathrm d t P mathrm ak nbsp Die Schallenergie bzw der Schallenergiepegel dient auch zur Erfassung eines impulsartigen Schallvorgangs und wird durch Integration der Schallleistung uber dem gesamten Impulsvorgang einschliesslich der Abklingzeit gewonnen W t P a k d t displaystyle Leftrightarrow W int t P mathrm ak mathrm d t nbsp Die Schallenergiegrossen nehmen bei punktformigen Schallquellen mit 1 r2 uber der Entfernung r ab Abstandsgesetz Schallenergiepegel BearbeitenGebrauchlich ist auch die Angabe der Schallenergie als Schallenergiepegel LW in Dezibel dB L W 10 lg W W 0 d B displaystyle L W 10 lg left frac W W 0 right mathrm dB nbsp mit dem genormten Bezugswert Akustik W0 10 12 J Weblinks BearbeitenSchallgrossen ihre Pegel und der Bezugswert Umrechnungen Berechnungen und Formeln Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Schallenergie amp oldid 223757153