Natur der Schallwellen

Zum Thema Schallwellen sagt mein Lehrbuch an einer Stelle:

Schallwellen stellen abwechselnde Kompressionen und Verdünnungen dar, die durch Vibrationen der Quelle erzeugt werden und auf einfache harmonische Weise oszillieren.

An anderer Stelle heißt es

Die Schallwellen sind im Allgemeinen dreidimensionale Wellen. Es gibt sphärische Schichten des Mediums (auf dem sich Schall ausbreitet), auf denen der Druck an verschiedenen Elementen zu einem bestimmten Zeitpunkt die gleiche Phase hat.

Wie passen die beiden Aussagen zusammen? Was ich verstehe, ist, dass die Vibrationen (in einer bestimmten Richtung) Kompressionen und Verdünnungen in dieser Richtung erzeugen und sich daher der Schall in dieser Richtung ausbreitet.

Wenn die Quelle in diesem Fall auf einfache harmonische Weise in einer bestimmten Richtung schwingt, wie können dann kugelförmige Wellenfronten erzeugt werden?

Der Text sagt "es gibt", das heißt, es ist möglich, solche Kugelwellen zu erzeugen. Es heißt nicht, dass die im ersten Absatz beschriebenen Schwingungen eine solche Welle erzeugen.
Ich verstehe, aber nehmen wir das Beispiel einer Stimmgabel. Die Arme der Gabel vibrieren auf einfache harmonische Weise. Sind die in diesem Fall erzeugten Schallwellen also kugelförmig?
In der Nähe der Gabelung, nein. Je weiter Sie sich entfernen, desto kugelförmiger werden die Wellen. Das Muster wird nie streng kugelförmig, aber es ist aufgrund der begrenzten Empfindlichkeit der von Ihnen verwendeten Ausrüstung nicht von einer Kugel zu unterscheiden. Beachten Sie, dass die Phasenfronten sphärisch sein werden, die Amplitudenverteilung jedoch nicht.

Antworten (1)

Wenn die Quelle auf einfache harmonische Weise in einer bestimmten Richtung schwingt, wie können dann kugelförmige Wellenfronten erzeugt werden?

Die meisten Lautsprecher können den von ihnen kommenden Klängen nicht viel Richtwirkung verleihen. Sie sind im Vergleich zu den erzeugten Wellenlängen so klein, dass Beugungseffekte sehr groß sind. Die Richtwirkung ergibt sich eher aus dem Schrank oder Gehäuse, in dem sie montiert sind.

Ein echter Lautsprecher hat also in einigen Richtungen eine höhere Leistung als in anderen, aber die Vorstellung, dass er sphärische Wellen (in Luft) erzeugt, wird richtig sein.

Wenn Sie darüber nachdenken, sich mit einer Person zu unterhalten, ja, es wird lauter sein, wenn die Person Ihnen zugewandt ist, aber an einem ruhigen Ort werden Sie keine Probleme haben, sie zu hören, wenn sie sich von Ihnen abwendet. Dies gilt auch dann, wenn Sie sich nicht in einem Raum mit vielen Reflexionen befinden. Selbst in einem offenen Raum breitet sich der Schall in alle Richtungen aus.

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