was macht den Schall beim BR-Rohr (Klappe die 2.)

[Jakob]

Schön positive Rückmeldung zu kriegen, freut mich

: ein Beispiel hab ich aber noch zur wundersamen Geschwindigkeitserhöhung. [...]

So "wundersam" ist das eigentlich nicht.
Der Volumenstrom muss überall gleich sein (weil das Medium inkompressiebel ist).
So nach dem Motto: Alles was ich vorne rein stopfe muss hinten irgendwann wieder raus kommen. Wenn nun das was ich reinstopfe nicht komprimiert werden kann, kommt es sofort (nicht irgendwann) am anderen Ende wieder raus. Dies ist unabhängig von der Geschwindigkeit sondern rein von dem Volumen/Zeit abhängig welches ich reinbewege.

Nicht vergessen sollte man, dass es bei deinem Wasserbsp. um einen gleichförmigen (!!) Volumenstrom geht. Also nicht um eine Welle oder Schwingung wie in der Akustik.
Dadruch könnten ev. gedankliche Kurzschlüsse passieren.

Noch zwei Ergänzungen, welche ich schon länger anbringen wollte:
- Es empfielt sich statt "Geschwindigkeit der Luftteilchen" einfach "Schallschnelle" zu sagen. Damit ist klar, wenn man von "Geschwindigkeit" spricht, tut man dies von der "Schallgeschwindigkeit" (also der Ausbreitungsgeschw. der Welle) und wenn man von "Schnelle" spricht, tut man das von den Teilen selbst. Hilft also rein der Unterscheidung!

- Die Schnelle (s.o. ) ist über die Zeit nicht konstant. Bei einem simplen Sinuston verläuft die Schnelle ebenso Sinusförmig (genauso wie der Schalldruck). Es ist eigentlich sinnvoller von effektiver Schallschnelle zu sprechen.. in Anlehnung an den Effektivwert bei einer Spannung zB..
Ev. war das eh klar, aber ich wollte es der vollständigkeit halber nochmal dezitiert angesprochen haben (zumal es auch oben nie in dieser Form vorkommt).

LG Jakob

Edit: @Frank
Ja Bernoulli ist bei mir auch schon eine Jahre her.. hilft in der Akustik vielleicht ein bisschen aber nicht wirklich viel..

[kmm]

hallo Jakob,

noch mal vielen Dank für deine Ausführungen.
Da ich nicht Immanuel Bloch heiße, haben sich dadurch schrecklicherweise
schon wieder neue Fragen aufgetan.

- Es empfielt sich statt "Geschwindigkeit der Luftteilchen" einfach "Schallschnelle" zu sagen. Damit ist klar, wenn man von "Geschwindigkeit" spricht, tut man dies von der "Schallgeschwindigkeit" (also der Ausbreitungsgeschw. der Welle) und wenn man von "Schnelle" spricht, tut man das von den Teilen selbst. Hilft also rein der Unterscheidung! [...]

Was nimmt das Ohr wahr, den Schalldruck oder die Schallschnelle oder beides
oder überhaupt was anderes?
Beim Dipol spricht man meist im Gegensatz zum Druckwandler von einem
Schnellewandler. Erzeugt der Dipol selbst keinen Druck, und ist dieser nur
eine Folge der Schallschnelle?

mfg Michael

[kmm]

hallo,

es war ja nicht nur eine Frage die sich ergab.
Wenn die Schnelle sich auf die Bewegung der Luftteilchen bezieht, muß man
das dann so verstehen, daß sich ein isoliert betrachtetes Lufteilchen, von
der erzeugenden Membran aus, z.B. bis zum Ohr bewegt?

mfg Michael

[Frank]

muß man
das dann so verstehen, daß sich ein isoliert betrachtetes Lufteilchen, von
der erzeugenden Membran aus, z.B. bis zum Ohr bewegt?

Nein. Nehmen wir mal an, wir hätten es nur mit einer vollen Sinusschwingung zu tun. Dann schwingt ein Luftteilchen hin und her und das wars dann. Dabei stößt es ein benachbartes an und dieses dann wieder ein benachbartes. und wenn wir dann über x Stationen eins haben, das dann eins am Ohr anstößt, dann hören wir was. Die Zeit und der Weg den diese Dominokette bilden die Schallgeschwindigkeit.

Die Schallschnelle ist die Geschwindigkeit eines Teilchens. Dummerweise haben wir an den Maxima keine Geschwindigkeit (aber maximal viel Druck). N ach dem ersten Maximum gibt das Teilchen ordentlich Gas, um dann am Nullpunkt wieder langsamer zu werden. Also haben wir hier strenggenommen nicht DIE Schallschnelle sondern ein echtes dx nach dt.

[kmm]

hallo Frank,


ich bin jetzt etwas (etwas viel) verwirrt. Ich weiß nicht, ab du im ersten
Absatz vom Schalldruck oder der Schallschnelle sprichst.

Bewegen sich Luftteilchen sowohl beim Schalldruck als auch bei der Schall-
schnelle? Wenn ja, sind die jeweiligen Bewegungen gleich schnell?

...sondern ein echtes dx nach dt.

Was ist "dx" und "dt"?

mfg Michael

[Jakob]

He Michael!

Was nimmt das Ohr wahr, den Schalldruck oder die Schallschnelle oder beides
oder überhaupt was anderes?

Eine sehr berechtigte Frage. Es ist der Schalldruck den wir hören.
Besonders wenn man viel mit Mikrophonen zu tun hat (da gibts Schnelle und Druckwandler), beginnt man zu vergessen war unsere Ohren überhaupt tun.

Beim Dipol spricht man meist im Gegensatz zum Druckwandler von einem
Schnellewandler. Erzeugt der Dipol selbst keinen Druck, und ist dieser nur
eine Folge der Schallschnelle?

Wieder eine berechtigte Frage.
Also Grundsätzlich erzeugt die Schnelle (=Geschwindigkeit) des Lautsprechers einen Druck in der Luft. Wenn nun vorn und hinten ein jeweils gegensätzlicher Druck entsteht (einmal weniger Druck einmal mehr Druck), kann man dies als Schnellequelle betrachten.
Ist jetzt noch keine exakte Erklärung, diese bedürfe einfach mehr Zeit und ich müsste es mir noch einmal genauer durchüberlegen bzw. ist es nicht soooo ganz einfach das voll herunter zu brechen.

Dummerweise haben wir an den Maxima keine Geschwindigkeit (aber maximal viel Druck)

Bei freier ebener Wellenausbreitung ist Druck und Schnelle in Phase. Also wo maximaler Druck ist auch maximale Schnelle. Bei idealen stehen Wellen ist es so wie du sagst (90° Phasenversetzt).
Und DIE Schallschnelle gibt es schon (ist halt zeitabhängig.. so wie der Schalldruck).
...Abgesehen davon, dass sich die Luftteilchen so und so statistisch bewegen (solange Temp > 0K) und Schall diese zufälligen Bewegungen nur ein wenig formt.

Bewegen sich Luftteilchen sowohl beim Schalldruck als auch bei der Schall-
schnelle? Wenn ja, sind die jeweiligen Bewegungen gleich schnell?

Vergiss das mal vorerst, dieser Ansatz verwirrt dich nur.
Schalldruck und Schnelle können (bei Wellenausbreitung!) nicht unabhängig von einander bestehen. Dies nun krampfhaft zu teilen ergibt nur selten wirklich Sinn.

LG Jakob

[kmm]

hallo,

irgendwie komm ich nicht klar mit der Geschwindigkeit des Druckausgleichs
und der der Teilchen.

Der Druckausgleich soll mit Schallgeschwindigkeit sattfinden, die Luftmoleküle
sollen sich aber nicht mit Schallgeschwindigkeit bewegen.
Irgendwie wäre das ja so, als wenn beim Staffellauf "irgendwas" über die
Ziellinie "läuft", während sich einer der Akteure noch richtig ins Zeug legt.
Den Staffellauf habe ich gewählt, weil hier ja auch durch Berührung
(Übergabe des Staffelholzes), ein imaginärer "Impuls" oder Aufforderung zum
Loslaufen gegeben wird.

mfg Michael

[kmm]

hallo,

jetzt hab ich was im net gefunden, da ist, wenn man fünfe grade sein läßt,
die Schallschnelle mit der Schallgeschwindigkeit in etwa gleichauf. Lediglich
um 90° phasenverschoben. Die 90° jetzt mal hin oder her, ist das so auf
Pillepalle-Niveau richtig?

mfg Michael

[Frank]

Bei freier ebener Wellenausbreitung ist Druck und Schnelle in Phase. Also wo maximaler Druck ist auch maximale Schnelle. Bei idealen stehen Wellen ist es so wie du sagst (90° Phasenversetzt).

Oh. Da muss ich mal intensiver drüber nachdenken. Mir ist ad hoc nicht klar, wie Druck und Schnelle in Phase funktionieren können. Und: ist das für Musikreproduktion in geschlossenen Räumen überhaupt von Interesse?

Ich melde mich nach Feierabend (hoffentlich) noch mal.

[Jakob]

Hallo Michael, hallo Frank!

irgendwie komm ich nicht klar mit der Geschwindigkeit des Druckausgleichs und der der Teilchen.

Ich bin mir nicht sicher, wie man das wirklich gut und kurz erklärt (ohne das ich jetzt stundenlang Bilder und Animationen erstellen muss).

Ich versuchs mal mit der Impulsweitergabe.
Du kennst sicher dieses Spielchen.
Ist jetzt nicht 1 zu 1 auf die Akustik umlegbar, aber den Teil um was es jetzt geht schon.
Du siehst die eine Randkugel bewegt sich und stöst damit die restlichen an. Die in der Mitte befindlichen Kugel bewegen sich gar nicht (v = 0). und trotzdem bewegt sich der Impuls von der einen Seite verdammt schnell zur anderen Seite. So dass dort die letzte "wegfliegt".
In der Luft ist das änlich. Dort liegen die "Kugeln" allerdings nicht ganz so nahe bei einander und sie ist komprimierbar... (wie aus Gummi ).
Dadruch verändert sich dieses Spiel von oben insoweit, als dass die Kugeln in der Mitte sich nun auch bewegen. ABER immer noch viel langsamer als der Impuls. UND die Impulsweitergabe wird auch langsamer. Bei unendlich steifen Kugeln (Grafik oben) geht die Weitergabegeschwindigkeit gegen die Lichtgeschwindigkeit (= max. mögliche Geschwindigkeit). Je nach Dichte der Luft erringert sich das ganze Ding halt im Fall der Akustik so, dass wir auf die bekannten 343m/sec für Schall kommen.

Der Druckausgleich soll mit Schallgeschwindigkeit sattfinden [...]

Ich glaube nicht, dass man das so sagen kann. Bzw. was verstehst du überhaupt unter Druckausgleich? Ich habe diesen Begriff in der Akustik bisher nur selten verwendet, gelesen/gehört.
Meinst du damit die Schwingung des Druckes an einem fixen Punkt? diese findet nämlich nicht mit Schallgeschwindigkeit statt.

Generell sollte man auch außeinaderhalten:
Schallgeschwindigkeit ist nicht Zeitanhängig! sondern rein von den meteorologischen Einflüssen.
Schalldruck und -schnelle jedoch unmittelbar. im einfachsten Fall: p_wechsel = sin(2*pi*f*t - k*x). k = die Wellenzahl.
Da steht das "t" für Zeit direkt drin.

Noch ein Bsp. und zwar dein Staffellauf (das wird dich freun ).
Es ist NICHT so, dass alle auf den vorherigen warten und erst dann losrennen.
SONDERN wenn der 1. Losrennt, sieht das das 2. und beginnt gleich darauf auch zu starten. Der 3. sieht das und macht sich auch langsam fertig.
Ende vom Lied: bevor der erste überhaupt das Ziel (= Maximalauslenkung) erreicht hat, und zurückrennt, sind schon ca. 50 andere auch gestartet.
Womit die Information (= es bewegt sich was) schon viel weiter fortgeschritten ist.

Zu deinem Internetvideo/Bild kann ich echt nix sagen, weil ichs nicht gesehen hab. Sorry.

Oh. Da muss ich mal intensiver drüber nachdenken. Mir ist ad hoc nicht klar, wie Druck und Schnelle in Phase funktionieren können. Und: ist das für Musikreproduktion in geschlossenen Räumen überhaupt von Interesse?

Also ich kann dir versichern, dass das so ist. Daher ergibt sich zB. auch ein realwertiger Wellenwiderstand in Luft (genannt Schallkennwiderstand = ca. 412N/m^3) .. falls du damit was anfangen kannst.
In geschlossenen Räumen ergeben sich ganz viele Überlagerungen und der Zusammenhang zwischen Schalldruck und Schnelle wird stark orts- und frequenzabhängig. Man spricht dann von Schallfeldimpedanz. Diese kann von 0 bis unendlich gehn (und mathematisch betrachtet genauso imaginär werden = 90° Phasenversatz). zB. an einer Wand wird sie unendlich.
Da wird dann auch die ganze Sache ziemlich kompliziert und man fragt sich, warum man sich damit überhaupt beschäftigt.
Daher zurück zu deiner Frage: nein für einfache Musikwiedergabe ist das nicht relevant. Für Aufgabenstellungen in der Akustik sehr wohl.

LG Jakob

[kmm]

hallo Jakob,

zuerst mal bedanke ich mich für das Engagement, das du bei deinen Erklärungen zeigst.
Mir wird einiges klar. Dummerweise nicht die hinterfragten Vorgänge, sondern
die Aussichtslosigkeit auf Basis der vorhandenen* Grundlagen, ein Verständnis der Zusammenhänge zu erreichen.
Ich drehe mich im Kreis. Nochmal vielen Dank für die Bemühungen.
Es ist besser es dabei zu belassen und hier abzubrechen.

mfg Michael

* richtig wäre "nicht vorhandenen"

[Lui]

Man hat eine Masse und eine Feder bei Resonanzen in Hohlräumen. Die Feder speichert Energie und gibt sie verzögert wieder ab. Bei Bassreflex handelt es sich nun um die Hohlrauresonanz des Gehäuses und die im Rohr stehende Luftsäule, die richtig aufeinander abgestimmt miteinander korrospondieren. Dies führt zur Phasendrehung des von der Membran rückwärtig abgestrahlten Schalls (Schall=Druckschwankungen).

Zwei mal drei macht vier,
widewidewitt und drei macht neune,
ich mach mir die Welt,
widewide wie sie mir gefällt

Grüße Pippi

[krabat]

...
Mir wird einiges klar. Dummerweise nicht die hinterfragten Vorgänge, sondern
die Aussichtslosigkeit ...

für die gefragte frage gibt's ' ne antwort. ganz einfach: die box IST so konstruiert, dass die luft im rohr - oder die passivmembran, luft zu verdrängen suchen. das rohr pusteliert, die passive schwingelt. die umgebende luft hat zwei möglichkeiten (beispielsweise rohr pustet raus, passive geht nach aussen, analog für die andere richtung):

umgebende luft macht
- fahrt aufnehmen, beschleunigen, sich wegwehen lassen, ausweichen
- sich zusammenpressen lassen

beides passiert! das verhältnis der beiden effekte hängt von der spezifischen masse und der kompressibilität der umgebenden luft ab. der press-anteil ist der schall, nämlich der "wirkanteil", das ausweichen, welches keinen schall erzeugt der "blindanteil".

das ist doch hoffentlich karo simpel. WIE man eine box konstruiert, damit das ganze günstig ist, also schallverstärkung stattfindet, ist ein ganz anderes thema ...

[Lui]

Die Passivmembran ist ein gutes Beispiel, weil sie auch, abhängig von der Steifigkeit der Aufhängung und der bewegten Masse, eine Resonanzfrequenz hat. Sie verhält sich ähnlich, wie die Luftsäule im Bassreflexrohr, obwohl sie augenscheinlich erstmal was ganz anderes ist.

[krabat]

Die Passivmembran ist ein gutes Beispiel, ...

vergiss es - es geht darum, wie durch luftverdrängung - respektive einsaugen schall - druchschwankung = schall entsteht. befrei dich mal fomm lautsprecher