Warum hebt eine Schallwelle keine Wellen gleicher Frequenz auf, nachdem sie vom Ohr reflektiert wurde?

Das Trommelfell ist elastisch und überträgt bei der Einwärtsbewegung die Druckwelle schließlich in Ihr Gehirn. Aber es ist nicht perfekt elastisch, selbst wenn es Schall reflektieren würde, wäre es keine exakte Reflexion der ankommenden Welle. Zerstörerische Wirkungen würden also nicht auftreten.

Insbesondere würde die reflektierte Wellenlänge verlängert und die konische Form des Gehörgangs würde die Eigenschaften der aus ihm austretenden Schallwelle verändern.

Ein Phasenwechsel von$\pi$ist unwahrscheinlich, es sei denn, Sie gehen davon aus, dass das Trommelfell völlig steif ist, was natürlich nicht der Fall ist.

Die Ohrmuschel ist sehr leicht. Deshalb bewegt es sich mit der Luft (Wellen). Um "destruktive" Wellen zu erzeugen, müsste sich die Membran genau in die entgegengesetzte Richtung des einfallenden Schalls bewegen. Das würde eine separate Energiequelle erfordern, die die Membran nicht hat.

Jede Unvollkommenheit in der ansonsten synchronen Bewegung der Membran würde eine Welle mit viel geringerer Amplitude als der ankommende Schall erzeugen, die praktisch vernachlässigbar wäre.

Nun, sowohl user140606 als auch Alex Doe haben Recht. Ich werde hier nur ein paar Dinge hinzufügen.

Wie Benutzer 140606 erwähnt, würden Sie eine reflektierte Welle mit einer Phasendifferenz von erhalten$\pi$nur wenn das Trommelfell völlig starr wäre (das würde bedeuten, dass die Impedanz dort unendlich wäre. Hoffentlich haben Sie das in Ihrem Unterricht behandelt. Wenn nicht, können Sie in ein Lehrbuch wie "Fundamentals of Acoustics" von Kinsler et al. In dem Fall, in dem Sie eine endliche Impedanz (höchstwahrscheinlich komplex) haben, wird ein Teil der Energie mit einer bestimmten Phasenbeziehung zur einfallenden Welle reflektiert und ein Teil der Energie mit einer (möglicherweise anderen) Phasenbeziehung übertragen.

Nun, was die Besonderheiten des Gehörgangs und des Trommelfells betrifft, kann man sehen, dass sie eine Art offen-geschlossene Röhre bilden, wobei die charakteristische Viertelwellenlängenresonanz bei etwa 3KHz-4KHz liegt (dies spiegelt sehr gut die Konturen der gleichen Lautstärke wider ). auch bekannt als Fletcher-Munson-Konturen). Darüber hinaus ist es den Kopfhörerherstellern heutzutage ziemlich bekannt, dass diese Resonanzen etwas sehr Herausragendes sind. Aus diesem Grund ist die Kurve, die sie für ihre Produkte anstreben, nicht flach, sondern hat die Form des folgenden Bildes.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in „Listener Preferences for Different Headphone Target Response Curves“ von Olive et al. und "Identifikation und Bewertung von Zielkurven für Kopfhörer" von Fleischmann et al.

Dies zeigt kurz gesagt, dass das Trommelfell einen Teil der einfallenden Energie reflektiert, da Sie sonst keine Resonanz erhalten würden ! Nach d'Alemberts Lösung der Wellengleichung erhält man zwei Wanderwellen in entgegengesetzten Richtungen. Die stationären (modalen) Lösungen sind aus Bernoullis Lösung klarer zu erkennen, aber da es sich um Lösungen derselben Gleichung handelt, könnte man sie sich konzeptionell als dasselbe vorstellen (wir missbrauchen hier etwas die eigentliche Mathematik, aber ich hoffe die konzeptionelle Verbindung ist klar), was bedeutet, dass zwei Wellen, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen, eine stehende Welle erzeugen (was die Resonanzen in Rohren sind).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie von der reflektierten Welle eine gewisse Auslöschung erhalten, aber da die reflektierte Energie nicht der einfallenden Energie entspricht, werden Sie es nicht schaffen, eine vollständige Auslöschung zu erreichen (oder die Amplitude an den Wellenbäuchen zu verdoppeln ) .