Warum dringen Bässe durch Wände?

Es geht nicht so sehr darum, dass die Bassfrequenzen große Entfernungen zurücklegen, sondern dass die hohen Frequenzen absorbiert werden und die niedrigen Frequenzen nicht.

Angenommen, die Abmessungen Ihres Zimmers betragen 30 Fuß x 20 Fuß. Ihr Raum wird ziemlich gut darin sein, Schall zu streuen, der eine kürzere Wellenlänge (dh eine höhere Frequenz) als hat$\lambda = 20$Fuß. Da Schall reist um$c_s = 1000$Fuß pro Sekunde, das ist die Frequenz$f = 50\textrm{Hz}\;$:

Wenn Sie die Sonne untergehen sehen, wird der Himmel rot, weil die roten (tiefen) Frequenzen weniger absorbiert werden als die blauen (hohen). Und wie Sie vermuten, hat es den gleichen Grund. Abgesehen von Dingen, die speziell entworfen (oder glücklich) sind, ist alles, was eine lange Wellenlänge (niedrige Frequenz) absorbiert, groß genug, um auch die kurzen Wellenlängen (hohe Frequenzen) zu absorbieren.

Genau wie bei farbigem Glas ist es natürlich möglich, dass Materie die Situation umkehrt und einige niedrige Frequenzen absorbiert, während die hohen Frequenzen durchdringen. Aber es ist nicht die Art zu wetten.

Hier sind zwei Dinge am Werk:

1) Streuung: Die Größe der Partikel in den Wänden usw. bestimmt, welche Frequenz sie streuen. Das heißt, wenn die Größe der Partikel größer als die Wellenlänge ist, werden diese Wellen gestreut. Wenn andererseits die Teilchen kleiner als die Wellenlänge sind, passieren diese Wellen, ohne gestreut zu werden.

2) Resonanz: Die Wände haben ihre Resonanzfrequenzen und da es sich um große Objekte handelt, neigen diese dazu, niedrige Frequenzen zu sein. Daher sind Bassschallwellen besser darin, Resonanzen in den Wänden auszulösen, was ihre Übertragung unterstützt.

Bass-Schallwellen sind wirklich groß. Je tiefer der Bass, desto größer die Welle. Eine einzelne Wellenlänge kann durch ein Fenster oder eine Tür gehen und durch ein anderes Fenster in einem anderen Raum wieder eintreten. Sie können um Wände und Ecken gehen. Sie können auch Resonanz mit großen Objekten wie Wänden erzeugen, und dies hilft ihnen beim Durchgang, da die Wand die Welle erleichtert, indem sie ihre Frequenz anpasst. Außerdem wird der Bass, wie gesagt, normalerweise mit viel Energie für das menschliche Ohr herausgekurbelt. Je niedriger die Frequenz, desto mehr Energie wird benötigt. außerdem füllt sie als große Welle mehr Raum aus und ist nicht so gerichtet. Aus diesem Grund funktionieren Down-Shooter-Subwoofer in der Regel. Ein normaler Lautsprecher würde auf den Boden gerichtet fürchterlich klingen. Der Schall würde entweder von einer harten Oberfläche reflektiert oder von einer weichen Oberfläche absorbiert oder beides. Ich hoffe, das hilft.

Der Bass hat längere Wellenlängen. Daher besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass die Teilchengeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftreffens auf die Wand groß ist . Die Impulsübertragung findet an der Wandschnittstelle statt. Daher reist es ohne große Dämpfung. Es kann auch von der akustischen Kopplung von Wand und Luft abhängen .

Denken Sie darüber nach, was passiert, wenn eine Schallwelle auf eine Wand „trifft“. Was das wirklich bedeutet, ist, dass es auf einer Seite der Wand einen Hochdruckbereich gibt (Normaldruck auf der anderen Seite), gefolgt von diesem Hochdruckbereich, der zu einem Niederdruckbereich wird.

Während also der Druck der Schallwelle hoch ist, drückt die Luft gegen die Wand, wodurch sie sich ein wenig bewegt. Dadurch werden die elastischen Medien innerhalb der Wand gedehnt (wie beim Aufschieben auf einen Wackelpuddingblock). Schließlich bewirken diese elastischen Kräfte, dass sich die andere Seite der Wand bewegt, die auf die Luft auf der anderen Seite drückt und den Schall überträgt. Wenn das Niederdruckgebiet auftrifft, drückt die elastische Energie die Wand zurück in Richtung dieses Niederdruckgebiets. Auch hier wird der Schall auf die andere Seite übertragen.

Für niederfrequente Töne ist dies der größte Teil der Geschichte. Die Bewegung der Wand ist relativ schnell im Vergleich zur Periode der Schallwelle. Bei hochfrequenten Tönen wird es allerdings interessanter. Bei hochfrequenten Tönen kann der Niederdrucktrog auftreten, während sich ein Großteil der Energie der Schallwelle noch durch die Wand ausbreitet (der Wackelpudding ist immer noch gequetscht und hatte keine Chance, nach außen auf die andere Seite zu gelangen). Jetzt ist die elastische Energie in dieser Wand "glücklich", in jede Richtung zu gehen, so dass, wenn sich die Niederdruckwelle in der Luft zu bilden beginnt, ein Teil der Energie, die in der Hochdruckphase in die Wand eingebracht wird, nie durch die Wand gelangt Mauer. Es wird stattdessen "an die Arbeit gebracht", indem es die Wand wieder in ihre ursprüngliche Form bringt.

Im Allgemeinen neigt dieser Prozess dazu, die nicht idealen Eigenschaften der Wand hervorzurufen. Es ist nicht vollkommen elastisch. Ein Teil dieser Energie wird in Wärme umgewandelt. Das „dämpft“ den Ton. Es kann keine akustische Energie mehr übertragen werden.

Wenn Sie sich mit der Schallisolierung eines Tonstudios befassen, ist der heilige Gral die „gefederte Masse“. Eine übliche Konstruktion besteht darin, eine Schicht Trockenbau aufzustellen, gefolgt von einer Schicht Gummi und dann einer weiteren Schicht Trockenbau, die "schwimmt", nicht in irgendetwas geschraubt wird. Wenn die Schallwelle darauf trifft, hat sie eine große Masse, deren Beschleunigung viel Zeit in Anspruch nimmt, und eine sehr schöne elastische Schicht, um die Energie aufzunehmen und abzuleiten. Dieser Ansatz kann sehr niederfrequente Geräusche dämpfen. Bei normalen Wänden sind diese elastischen Effekte typischerweise mikroskopische Materialeigenschaften, die nicht so viel Energie in ihre elastischen Bindungen aufnehmen können, bevor sie sie vollständig übertragen.

Dies ist auch die Quelle der „Resonanz“. Wenn Sie die Niederdruckwelle perfekt timen, genau an dem Punkt, an dem die Wand Energie an die Luft auf der anderen Seite überträgt, können Sie die gesamte gespeicherte elastische Energie nutzen, um die Wand zu bewegen und sie maximal zu beschleunigen. Dies kann tatsächlich dazu führen, dass ein Geräusch lauter ist als zuvor, da die Bewegung der Wand es der Schallquelle „einfacher“ macht, höhere Drücke zu erzeugen, wodurch ein Teil der erforderlichen Energie bereitgestellt wird.

Wenn Schall eine Wand in Bewegung versetzt, wissen wir, dass eine halbe Schallwelle einen Impuls hat. Eine 100-Hz-Schallwelle hat typischerweise den 10-fachen Impuls einer 1000-Hz-Schallwelle. (Weil die 100-Hz-Welle eine um den Faktor 10 vergrößerte 1000-Hz-Welle ist)

Die Wand bewegt sich 10-mal schneller und 10-mal länger, und die Verschiebung der Wand ist 100-mal größer, wenn die Schallfrequenz 10-mal niedriger ist.

Eine zehnmal größere Verschiebung bei einer zehnmal niedrigeren Frequenz würde gleiche Druckänderungen erzeugen, aber es war eine 100-mal größere Verschiebung, was eine 10-mal "zu" große Verschiebung ist.

Der Aspekt längerer Wellenlängen ist ohne Diagramme immer noch etwas verwirrend. Ich stelle mir immer wieder eine Schlange vor, die versucht, zwischen Partikeln in einer Wand zu gleiten, und man könnte meinen, eine kleinere Schlange mit kürzeren Körperwellen hätte es leichter. Aber ich verstehe es insgesamt.

Ein Blickwinkel auf Bauchniveau ist, dass Bässe mehr rohe Energie haben als höhere Frequenzen und sich einfach durch Materialien schikanieren. Wenn Sie mehr Luft bewegen, bewegen Sie insgesamt mehr Moleküle.

Ungeachtet der Wissenschaft und Akustik sind Tausende von Ghetto-Idioten froh, dass der Bass so weit überträgt, wie er es tut! So definieren sie ihr "Territorium".