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Physikalische Grundlagen der Schallausbreitung
3.1 Schallschwingungen
3.1.1 Prinzipdarstellung
Allgemein versteht man unter dem Begriff des Schalls die mechanische Schwingung eines
elastischen Mediums, das sich in einem beliebigen Aggregatzustand (fest, À üssig, gasförmig)
be¿ nden kann, wobei sich die Frequenz der Schwingungen in einer für den Menschen wahr-
nehmbaren Größenordnung bewegt. Eine mechanische Schwingung wiederum ist de¿ niert als
eine zeitlich periodische Zustandsänderung, die auftritt, wenn bei der Störung des mecha-
nischen Gleichgewichtes Kräfte wirksam werden, die dieses Gleichgewicht wiederherzustel-
len versuchen.
Die Darstellungen in Bild 3.1.1-1 verdeutlichen das Funktionsprinzip einer ebenen harmo-
nischen Longitudinalwelle in einem elastischen Medium zu einem bestimmten Zeitpunkt
t = t
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: Infolge einer äußeren Anregung stellen sich elastische Verdichtungen und Verdünnungen
in diesem Medium ein; die Dichte des Materials ist also ortsveränderlich. Die Geschwindigkeit,
mit der sich diese Teilchenschwingungen im Medium ausbreiten (durch elastische Kopplung
der einzelnen Teilchen werden diese in Form einer Kettenreaktion mit einer entsprechenden
zeitlichen Verzögerung ebenfalls in Schwingungen versetzt), wird als Schallgeschwindigkeit
c in m/s bezeichnet, die jeweils eine für das entsprechende Medium kennzeichnende Größen-
ordnung aufweist, vgl. Tabelle 3.2-1.
Bild 3.1.1-1
Darstellung einer ebenen harmonischen Welle zum Zeitpunkt t = t
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