Angenommen, eine normale Erde/Luft-Hörumgebung mit einem normalen Sprecher und einem menschlichen Zuhörer ...
Schall breitet sich in einem Raum aus, wenn Luftpartikel A (in der Nähe eines Lautsprechers) mit Luftpartikel B usw. kollidieren, bis Luftpartikel in der Nähe des Trommelfells eines Menschen kollidieren, um das Trommelfell zum Schwingen zu bringen.
Ein Ton mit höherer Frequenz (1000 Hz) würde bewirken, dass sich Partikel A mit einer höheren Geschwindigkeit vom Lautsprecher wegbewegt als ein Ton mit niedrigerer Frequenz (100 Hz), was darauf hinzudeuten scheint, dass der 1-kHz-Ton den Zuhörer kurz vor dem 100-Hz-Ton erreicht. Ich denke das, weil die in der Nähe des Zuhörers gestörten Partikel früher durch den 1-kHz-Ton gestört werden. Ist das richtig, oder übersehe ich etwas?
Ich denke, Sie vergessen, dass eine höhere Frequenz die Partikel auch schneller zurückbewegen würde, mit der Bewegung der Lautsprechermembran. Schall ist eine Welle, und die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit ist diejenige, die Sie messen werden.
Die Geschwindigkeit beider Frequenztöne, sobald sie die Quelle verlassen, ist gleich.
Aber zu sehr ins Detail gehen - Denken Sie an einen einzelnen Impuls mit zwei Frequenzen. Es dauert länger, den Impuls mit niedrigerer Frequenz im Vergleich zu Impulsen mit höherer Frequenz zu erzeugen. Der Impuls mit niedrigerer Frequenz hält also am Zielort viel länger an. Nicht weil es sich langsamer durch die Luft bewegte, sondern weil es langsamer erzeugt wurde. Der länger anhaltende Puls kann den Eindruck eines langsameren Pulses erwecken.
Ich habe keine Antwort, schlage aber ein einfaches und leicht durchzuführendes Experiment vor, um die Antwort zu finden, da die gegebenen Antworten leicht widersprüchlich oder unsicher sind.
Bringen Sie einen Tongenerator (z. B. einen Boombox oder eine einfache Fahrradklingel und sogar eine Fahrradhupe) an einen Ort, an dem eine entfernte Wand in Reichweite ist, mindestens 2-300 Meter entfernt. Ertönen Sie beide gleichzeitig und hören Sie auf die Echos, die zurückkommen. Wenn es einen wesentlichen Unterschied zwischen der Ausbreitungsgeschwindigkeit zwischen hoch- und niederfrequenten Tönen gibt, sollten Sie den „schnelleren“ Ton etwas vor dem „langsamen“ Ton hören.
Übrigens kaufe ich die Theorie "länger zu erzeugen" nicht, die normalerweise auf Donner angewendet wird und wie er sich für den Menschen in einiger Entfernung anhört. Wenn Sie sich in der NÄHE eines Blitzeinschlags befinden, hören Sie NICHT zuerst eine hohe Frequenz und dann einige Sekunden später einen niederfrequenten Ton. Sie werden später nicht generiert. Beide werden sofort generiert. Ich meine, warum sollten sie eine unterschiedliche Generationszeit bekommen? Der Blitz dauert keine Sekunden, während die tiefen Töne in einiger Entfernung vom Blitz bis zum menschlichen Ohr bis zu zehn Sekunden andauern.
Was meiner Meinung nach passiert, ist, dass die tiefen Töne eine größere Neigung haben, von dem Medium selbst, das sie trägt, widergehallt zu werden. Ähnlich wie bei einem Pringer-Hoffsteiner-Effekt erzeugt und verhält sich die Welle selbst elastisch und verhält sich nicht nur geradlinig. Es drückt die Luft nach vorne, was einen Teil des Schalls nach hinten drückt und der wieder nach vorne gedrückt wird. Daher die Wirkung eines längeren, viel längeren Donnergrollens durch einen Blitz, während die hochfrequenten Töne nicht viel Energie haben, also einen vernachlässigbaren Pringer-Hoffsteiner-Effekt haben.
Diese Erklärung des Blitzes erklärt nicht, was sich schneller bewegt, der niedrigere oder der höhere Frequenzton. Sie können sich mit der gleichen Geschwindigkeit fortbewegen, aber da die tiefen Töne verlängert werden, kann ihre Intensität verteilt werden und den Zuhörer gleichzeitig mit dem hohen Ton erreichen, wobei der hohe Ton lauter wird, als er es nicht getan hat verlorene Amplitude durch Dämpfung; und die niedrige Frequenz kann anfangs zur gleichen Zeit wie die hohe ankommen, aber aufgrund der Dämpfung und ihrer auf ein längeres Zeitintervall verteilten Energie kann sie vom menschlichen Ohr gedämpft oder einfach nicht beachtet werden.
Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist weitgehend frequenzunabhängig (im Alltag im Hörbereich).
Um die im OP gegebene Begründung zu nehmen: Die Moleküle in der Luft breiten sich tatsächlich nicht sehr weit aus, sondern kollidieren eher mit anderen Molekülen (siehe z. B. die Diskussion in diesem Thread ). Deshalb lässt sich der Schall hydrodynamisch beschreiben, also durch über viele Millionen Moleküle gemittelte Größen wie Luftdichte und Luftdruck. Die Schallgeschwindigkeit ist dann gegeben durch
Dan