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Schall

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Schall sind Schwankungen in der Dichte eines Gases, einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs, die sich im Medium ausbreiten können.

>Modell

ID:(385, 0)



Mechanismen

Konzept


ID:(15457, 0)



Schall

Beschreibung

Der Schall wird als Schwankungen in den Dichten der Teilchen innerhalb des Mediums beschrieben, durch das er sich ausbreitet. Diese Schwankungen sind charakteristisch für den Schall, unabhängig davon, ob er in Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen auftritt.

ID:(515, 0)



Klangerzeugung

Beschreibung

Der Klang entsteht, wenn eine Oberfläche sich bewegt und dadurch das Volumen von Gas entweder erhöht oder verringert.

Im ersten Fall besetzen die umgebenden Moleküle den neuen Raum und erzeugen eine Zone mit geringerer Luftdichte, die von anderen benachbarten Molekülen aufgefüllt wird.

Im zweiten Fall werden die umgebenden Moleküle komprimiert, was zu einer Verschiebung in Bereiche mit geringerer Dichte führt.

Altoparlante

Beide Veränderungen führen zur Ausbreitung von Dichteverringerungen oder -erhöhungen, was einer Schallwelle entspricht.

ID:(1670, 0)



Bewegung der Moleküle

Beschreibung

Die Schwingung eines Moleküls aufgrund einer Schallwelle kann in Bezug auf seine Position und Geschwindigkeit beschrieben werden.

Wenn beide als Kanten auf einem Diagramm dargestellt werden, ist eine elliptische Bahn zu beobachten. An den vertikalen Extrempunkten erreicht das Teilchen maximale Geschwindigkeit, wobei das eine Ende positiv ist (bewegt sich von links nach rechts) und das andere Ende negativ ist (bewegt sich von rechts nach links). Die horizontalen Extrempunkte repräsentieren die Amplitude, wobei der linke Punkt einen minimalen Wert und der rechte Punkt einen positiven Wert angibt.

Ebenso können diese Schwingungen als Funktion von der Zeit ($t$) dargestellt werden. Wenn wir von einem Punkt ausgehen, an dem die Amplitude Oscillation Molecule ($a$) anfänglich negativ und maximal ist, wird die Geschwindigkeit durch eine Sinusfunktion beschrieben, während die Durchschnittliche Position des Moleküls ($x$) durch eine Kosinusfunktion beschrieben wird, die anfänglich eine Amplitude hat Negativ. Diese Wahl ist jedoch willkürlich, da der Zyklus an jedem anderen Punkt beginnen kann, beispielsweise wenn die Amplitude zunächst Null ist, wie es beim Eintreffen der Schallwelle der Fall ist. Im letzteren Fall wird die Position mit einer Sinusfunktion modelliert.

ID:(3187, 0)



Schallausbreitung

Beschreibung

Der Klang entsteht, wenn sich eine Oberfläche bewegt und dabei das Volumen eines umgebenden Gases entweder erhöht oder verringert.

Sobald eine Dichte-/Druckänderung entstanden ist, breitet sie sich mit ERROR:9752,0 aus:

Altoparlante



Aus diesem Grund können wir den von einem Lautsprecher erzeugten Klang hören.

Es ist wichtig zu erkennen:

Der Schall erfordert ein Medium, in dem sich die Dichte/der Druck verändert, sei es Gas, Flüssigkeit oder Feststoff. Daher kann sich der Schall nicht im Vakuum ausbreiten.

ID:(11795, 0)



Modell

Konzept


ID:(15452, 0)



Schall

Beschreibung

Schall besteht aus Dichteschwankungen in Gasen, Flüssigkeiten oder Festkörpern, die sich im jeweiligen Medium ausbreiten können. Schall tritt in allen Medien Gas, Flüssigkeit oder Festkörper auf, wobei sich Ausbreitungsgeschwindigkeit und Dämpfung unterscheiden, obwohl die zugrunde liegenden Modelle im Allgemeinen ähnlich sind.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$a$
a
Amplitude Oscillation Molecule
m
$x$
x
Durchschnittliche Position des Moleküls
m
$\nu$
nu
Frequenz des Schalls
Hz
$u$
u
Molecule Geschwindigkeit
m/s
$c$
c
Wellengeschwindigkeit
m/s
$\lambda$
lambda
Wellenlänge
m
$\omega$
omega
Winkelfrequenz
rad/s
$T$
T
Zeit
s
$t$
t
Zeit
s

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Die Speed of Sound ($c$) mit der Wellenlänge des Schalles ($\lambda$) und die Zeit ($T$) wird ausgedr ckt als

$ c = \displaystyle\frac{ \lambda }{ T }$



und kann mit die Frequenz des Schalls ($\nu$) umgeschrieben werden als

$ \nu =\displaystyle\frac{1}{ T }$



somit erhalten wir die Beziehung

$ c = \lambda \nu $

(ID 12384)


Beispiele


(ID 15457)

Der Schall wird als Schwankungen in den Dichten der Teilchen innerhalb des Mediums beschrieben, durch das er sich ausbreitet. Diese Schwankungen sind charakteristisch f r den Schall, unabh ngig davon, ob er in Gasen, Fl ssigkeiten oder Feststoffen auftritt.

(ID 515)

Der Klang entsteht, wenn eine Oberfl che sich bewegt und dadurch das Volumen von Gas entweder erh ht oder verringert.

Im ersten Fall besetzen die umgebenden Molek le den neuen Raum und erzeugen eine Zone mit geringerer Luftdichte, die von anderen benachbarten Molek len aufgef llt wird.

Im zweiten Fall werden die umgebenden Molek le komprimiert, was zu einer Verschiebung in Bereiche mit geringerer Dichte f hrt.

Altoparlante

Beide Ver nderungen f hren zur Ausbreitung von Dichteverringerungen oder -erh hungen, was einer Schallwelle entspricht.

(ID 1670)

Die Schwingung eines Molek ls aufgrund einer Schallwelle kann in Bezug auf seine Position und Geschwindigkeit beschrieben werden.

Wenn beide als Kanten auf einem Diagramm dargestellt werden, ist eine elliptische Bahn zu beobachten. An den vertikalen Extrempunkten erreicht das Teilchen maximale Geschwindigkeit, wobei das eine Ende positiv ist (bewegt sich von links nach rechts) und das andere Ende negativ ist (bewegt sich von rechts nach links). Die horizontalen Extrempunkte repr sentieren die Amplitude, wobei der linke Punkt einen minimalen Wert und der rechte Punkt einen positiven Wert angibt.

Ebenso k nnen diese Schwingungen als Funktion von der Zeit ($t$) dargestellt werden. Wenn wir von einem Punkt ausgehen, an dem die Amplitude Oscillation Molecule ($a$) anf nglich negativ und maximal ist, wird die Geschwindigkeit durch eine Sinusfunktion beschrieben, w hrend die Durchschnittliche Position des Moleküls ($x$) durch eine Kosinusfunktion beschrieben wird, die anf nglich eine Amplitude hat Negativ. Diese Wahl ist jedoch willk rlich, da der Zyklus an jedem anderen Punkt beginnen kann, beispielsweise wenn die Amplitude zun chst Null ist, wie es beim Eintreffen der Schallwelle der Fall ist. Im letzteren Fall wird die Position mit einer Sinusfunktion modelliert.

(ID 3187)

Der Klang entsteht, wenn sich eine Oberfl che bewegt und dabei das Volumen eines umgebenden Gases entweder erh ht oder verringert.

Sobald eine Dichte-/Druck nderung entstanden ist, breitet sie sich mit ERROR:9752,0 aus:

Altoparlante



Aus diesem Grund k nnen wir den von einem Lautsprecher erzeugten Klang h ren.

Es ist wichtig zu erkennen:

Der Schall erfordert ein Medium, in dem sich die Dichte/der Druck ver ndert, sei es Gas, Fl ssigkeit oder Feststoff. Daher kann sich der Schall nicht im Vakuum ausbreiten.

(ID 11795)


(ID 15452)


ID:(385, 0)