Beugung des Klangs, aus dem er besteht, Beispiele, Anwendungen

Der Schallbeugung Es ist das Phänomen, das auftritt, wenn das Geräusch gekrümmt ist und sich um eine Öffnung oder ein Hindernis ausbreitet. Es ist allen Wellen gemeinsam: Wenn die Schallwelle eine Öffnung oder ein Hindernis erreicht, werden die Punkte ihrer Ebene zu Quellen und emittieren andere gebeugte.

Schall ist genau eine Druckwelle, die sich durch die Luft und auch durch Wasser und Feststoffe ausbreitet. Im Gegensatz zum Licht, das auch eine Welle ist, kann sich der Klang aufgrund der Leere nicht ausbreiten. Dies liegt daran, dass das Licht völlig anders funktioniert: Es ist eine elektromagnetische Welle.

Abbildung 1. Flache Welle, die Slot und Beugung beeinflusst. Quelle: Pixabay

Der Schlüssel im Phänomen der Beugung ist die Größe des Hindernis in Bezug auf die Wellenlänge: Die Beugung ist intensiver, wenn das Hindernis mit der Wellenlänge vergleichbar ist.

Im Klang liegt die Wellenlänge in der Größenordnung der Meter, während die des Lichts in der Größenordnung der Hunderte von Nanometern liegt. Während der Klang eine menschliche Skala hat, hat das Licht eine Skala einer Mikrobe. 

Dieser große Unterschied in der Skala der Wellenlänge zwischen dem Geräusch und dem Licht steht hinter der Tatsache, dass wir ein Gespräch nach einer Ecke hören können, ohne dass wir diejenigen beobachten können, die sprechen.  

Und es ist so, dass der Sound in der Lage ist, durch die Ecke zu krümmen, während das Licht noch gerade ist. Dieses Phänomen der Krümmung bei der Ausbreitung der Schallwelle ist genau die Beugung des Klangs.

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Klang

Klang wird als Druckwellen verstanden, die durch die Luft fahren und die im hörbaren Bereich verstanden werden.

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Die hörbare Reichweite für das Ohr eines jungen Menschen und keine Hörprobleme liegt zwischen 20 Hz und 20.000 Hz. Dieser Rand verengt sich normalerweise mit dem Alter.

Niedrige Töne oder Frequenzen liegen zwischen 20 und 256 Hz. Die Mitteltöne zwischen 256 Hz und 2000 Hz. Und akute Töne sind diejenigen zwischen 2 kHz und 20 kHz.

Die Schallgeschwindigkeit im atmosphärischen Druck von 1 atm und bei 0 ° C beträgt 331 m/s. Die Beziehung zwischen Geschwindigkeit v der Ausbreitung einer Welle mit ihrer Wellenlänge λ und seine Frequenz F ist der nächste:

V = λoge

Aus dieser Beziehung haben wir, dass die Wellenlänge die folgenden Bereiche hat:

- Niedrige Töne: 16,5 m bis 1,3 m.

- Medium Töne: 130 cm bei 17 cm.

- Hochtöne: 17 cm bei 1,7 cm.

Beispiele für Schallbeugung

Die offene Tür eines Auditoriums

Ein Auditorium oder ein Konzertsaal ist im Allgemeinen ein geschlossenes Gehäuse mit Wänden, das Schall absorbiert, das seine Reflexion verhindert.

Wenn jedoch die Auditoriumtür geöffnet ist, ist das Konzert ohne Probleme zu hören.

Wenn Sie direkt am Kopf der Tür sind, kann die gesamte Klangweite wahrgenommen werden. Wenn Sie jedoch auf einer Seite sind, werden ernsthafte Geräusche zu hören. 

Ernsthafte Geräusche haben eine lange Wellenlänge und deshalb können sie die Tür umgeben und dahinter gehört werden. Alles ist auf das Phänomen der Beugung zurückzuführen.

Hinter der Schachtel eines Sprechers

Ein Sprecher oder Lautsprecher gibt einen weiten Bereich von Wellenlängen aus. Die Box des Sprechers ist an sich ein Hindernis, das a produziert Schatten Klang hinter ihr. 

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Dieser Schatten des Klangs ist für hohe Frequenzen klar, die hinter dem Lautsprecher nicht zu hören sind, während der Bass und ein Teil der Strümpfe zuhören können, weil sie um das Gerät gehen.

Das vorherige Experiment funktioniert am besten in einem offenen Raum, weil es muss.

Die Musikerband auf der Straße

Eine Gruppe von Musikern, die auf der Straße spielen, ist von einer Kreuzstraße zu hören, aus der Künstler nicht gesehen werden können.

Der Grund ist, wie wir bereits sagte.

Dieser Effekt ist jedoch für alle Wellenlängen nicht gleich. Lange Welle.

Aus diesem Grund in der Cross Street, von denen Musiker nicht geteilt sind, sind akute Instrumente wie Trompeten und Geigen nicht gut zu hören, während Schlagzeug und Schlagzeug klarer zu hören sind.

Figur 2. Beugung des Klangs auf einer Straße. Quelle: Selbst gemacht

Darüber hinaus sind niedrige lange Wellenlängentöne weniger gedämpft.

Tiere, die niedrige Frequenzen verwenden

Elefanten emittieren sehr niedrige Frequenz und sehr lange Wellenwellenwellen, um mit ihren Gleichaltrigen in großen Entfernungen zu kommunizieren. Wale tun dies auch, was auch eine gute Distanzkommunikation ermöglicht.

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Schallbeugungsanwendungen

Erhöhtes Hörbereich

Damit ein Sprecher über ein umfangreiches Hörbereich verfügt, muss die Hornbreite geringer sein als die Wellenlänge des Geräusch. 

Es gibt ein bestimmtes Horndesign, das die Schallbeugung nutzt: Es ist das Streuhorn.

Es wird allgemein angenommen, dass je höher das Zwerchfell des Horns ist, desto mehr Fläche deckt es ab. Im Dispersionshorn ist das Zwerchfell jedoch klein und die Form davon hat den Klang, der sich erweitert, nutzt das Phänomen der Schallbeugung. 

Die Hornform ist wie ein Mundhorn oder eine rechteckige Ausgabe von niedrigerer Größe als die Wellenlängen, die sie emittiert.

Die korrekte Installation dieser Art von Lautsprechern erfolgt horizontal mit der kurzen Seite des rechteckigen Mundes und der langen Seite vertikal. Auf diese Weise wird eine größere Amplitude der horizontalen Abdeckung und Richtungsalität des Klangs parallel zum Boden erreicht.

Verweise

1. Physik/Akustik/Tonausbreitung. Geborgen von: ist.Wikibooks.Org
2. Buildedia. Schallbeugung. Wiederhergestellt von: konstumatisch.com
3. Beugung (Klang). Erholt von: Esacademic.com
4. Das Physikklassenzimmer. Schwachheit von Schallwellen. Erholt von: PhysicsClassroom.com
5. Wikipedia. Beugung (Klang). Von Wikipedia geborgen.com