Schallquelle nicht in einer geraden Linie mit dem Schallempfänger - macht das einen Unterschied?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich hoffe, die Grafiken helfen mir, meine Frage besser zu erklären. Nehmen wir an, die Box wäre ein Raum im vierten Stock, und die Schallquelle würde von Autos auf der Straße kommen. Es ist klar, dass im Fall A der Schall in den Raum eindringen und vom menschlichen Ohr deutlich gehört werden würde.

Was mich interessiert, ist Fall B. Die rote Linie dort repräsentiert eine schalldichte Abschirmung. Die Abschirmung würde den direkten Schall geometrisch blockieren, wie Sie sehen. Vor der Wohnung gäbe es kein Gebäude in der Nähe, das den Schall aus der anderen Richtung in den Raum zurückwerfen könnte. Also nur Luft. Ich weiß, dass Schall keine Kugel ist, die sich in gerader Linie ausbreitet, daher lautet meine Frage: Würde der im Raum zu hörende Schall erheblich abnehmen, wenn ein Schallschutzschild wie im Bild in Fall B angebracht würde? Können wir einen ungefähren Prozentsatz berechnen?

Es kann gut sein zu erkennen, dass Schall eine Luftdruckwelle in Längsrichtung ist. Das heißt, Schall ist Luft, die sich hin und her bewegt. Aber so wie ein Ventilator die Luft nicht direkt nach vorne drücken kann, kann er auch nicht klingen.

Antworten (2)

Die Situation, die Sie beschreiben, ist ein Beispiel für Fresnel-Beugung (oder Nahfeldbeugung).

Wenn sich eine Welle ausbreitet, kann im Allgemeinen jeder Punkt der Wellenfront als seine eigene Quelle von Wellen betrachtet werden, die sich in alle Richtungen ausbreiten ( Huygens-Konstruktion genannt ). Es stellt sich heraus, dass benachbarte Punktquellen entlang einer unendlichen geraden Wellenfront nur die "Vorwärts" -Richtung verstärken, aber wenn Sie ein Hindernis in den Weg stellen, können Sie diese Beugung sehen.

Die benötigte Mathematik vereinfacht sich, wenn man sich den Effekt dieser Beugung „weit entfernt“ (weit im Vergleich zur Wellenlänge der Welle) ansieht. Im Fall von Ton hat eine Frequenz von 55 Hz (unteres Ende des Tonbereichs, den Sie hören) eine Wellenlänge von etwa 6 m, sodass auf der Skala Ihrer Zeichnung eine Beugung auftreten würde.

Dies erklärt, warum Sie den dröhnenden Bass eines lauten Autoradios hören können, bevor das Auto um die Ecke biegt, und das Lied nur hören, wenn das Auto in Sichtweite ist.

Die Berechnung des relativen Schallpegels in den gezeichneten Raum ist knifflig - es handelt sich um ein Integral, das normalerweise mit einer grafischen Technik namens Cornu- Spirale ausgewertet wird und stark von Dimensionen und Frequenz abhängt. Aber als Faustregel gilt: "Hohe Frequenzen reisen gerader". Und "Schallschutzwände" funktionieren (etwas), um störende Geräusche (z. B. den Lärm von Autos, die auf einer Autobahn fahren) zu reduzieren.

Wenn Sie die Dämpfung abschätzen möchten, finden Sie unter diesem Link einige hilfreiche Gleichungen und Grafiken.

AKTUALISIEREN

Es gibt ein Problem mit dem angegebenen Link: Er definiert die Fresnel-Zahl als

N = 2 D λ

Hat aber eine verwirrende Definition von D . Damit die Dinge funktionieren, müssen Sie die direkte Entfernung von der Quelle zum Empfänger auf einstellen D (nicht D ). Wenn Sie das tun, dann

D = A + B − D

und die Fresnel-Zahl ist

N = 2 A + B − D λ

Laut dem Fresnel-Barrier-Diagramm in dem von Ihnen bereitgestellten Link sprechen wir also von einer Dämpfung zwischen 5 und 25 dB, richtig?
@ArditS. Es hängt von der Fresnel-Zahl ab. Das Diagramm zeigt das Ergebnis für Werte zwischen 0,01 und 100, weshalb sie eine Dämpfung a von 5 bis 25 dB zeigen, aber Sie sollten sie (die Fresnel-Zahl) für Ihre Geometrie und die Wellenlänge des interessierenden Schalls (aus dem 1 / λ Beziehung können Sie sehen, dass längere Wellenlängen weniger dämpfen). Natürlich wird die reale Situation durch das Fenster noch komplizierter - aber das ignorieren wir vorerst.
Habe es! In meinem Fall ist d 20 Meter und die Frequenz des Verkehrslärms liegt bei etwa 3000 Hz, also einer Wellenlänge von 0,1 m. Die Fresnel-Zahl wäre: N = 2d/λ = 2*20 / 0.1m = 400Bei einer Fresnel-Zahl von 400 wäre die Dämpfung dann nahe 30 dB. Danke!
Notiz - D ist der Unterschied zwischen der direkten Linie von der Quelle zum Empfänger und der indirekten Linie, die um das Hindernis herumgeht. Für ein vernünftiges Setup sind es meiner Meinung nach nicht einmal 20 m. Schau dir das Diagramm im Link an. Wenn Sie es nicht herausfinden können, werde ich die Antwort aktualisieren ...
Ich habe gerade den Link noch einmal gelesen und festgestellt, dass sie das Symbol SEHR UNHILFREICH verwenden D zweimal - einmal für die Gesamtstrecke und noch einmal im Ausdruck D = A + B − D . Der D Auf der linken Seite dieser Gleichung müsste eigentlich ein anderes Symbol stehen als auf der rechten. Anrufentfernung zwischen Quelle und Empfänger D , Dann D = A + B − D . Und verwenden D um die Fresnel-Zahl zu berechnen.
Ich verstehe. Dann ist die Fresnel-Zahl d = 3+17-15 = 5AndN = 2*5/0.1 = 100
@ArditS. - das sieht vernünftiger aus. Wie Sie sehen können, werden niedrigere Frequenzen (Grollen) viel weniger gedämpft als die höheren Frequenzen.

Sie werden davon profitieren, wenn Sie einige Tutorials zur Wellentheorie finden. Kurz gesagt, wenn Sie eine sphärische Wellenfront vom Sender annehmen, haben Sie Recht, dass es keinen direkten Weg zum Empfänger gibt. Die dortige Kante Ihres Absorbers verursacht jedoch eine Beugung (Huygensches Prinzip), sodass ein Teil der Schallwelle (Energie) zum Empfänger gelangt. Eine Demo davon finden Sie zB unter mike-willis tutorial .

Schallquelle nicht in einer geraden Linie mit dem Schallempfänger - macht das einen Unterschied?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v