Was ist das lauteste Geräusch?

Wikipedia sagt seit langem, dass der lauteste Ton 191 dB SPL ist, da dies 1 Atmosphäre Druck Spitze-zu-Spitze entspricht , und alles darüber würde im Vakuum an den negativen Spitzen abgeschnitten werden und wird daher klassifiziert als "Stoßwelle" und nicht als "Ton". (Obwohl Wikipedia eine Stoßwelle auch als eine Welle definiert, die sich schneller als die Schallgeschwindigkeit bewegt, unabhängig von der Amplitude.)

Es gibt jedoch keine Referenzen, und ich habe seitdem gelernt, dass Druckwellen in Luft immer nicht linear sind und die Wissenschaft der Akustik Linearität und kleine Druckpegel annimmt, um Berechnungen zu vereinfachen. Die Luft wird also schon vor diesem Druckniveau verzerrt.

Gibt es also eine allgemeine Definition dafür, wann die Verzerrung zu groß wird, um eine Welle als "Klang" zu betrachten? Bei welchem ​​dB SPL liegt es an? Ist es möglich, die Amplitude zu berechnen, um die beispielsweise eine Sinuswelle in Luft um 1 % THD verzerrt würde?

Möglicherweise finden Sie auch die folgenden beiden Antworten hilfreich: http://physics.stackexchange.com/a/284104/59023 und http://physics.stackexchange.com/a/266046/59023 .

Antworten (1)

Die "allgemein verbreitete Definition" ist die von Wikipedia ... es geht weniger um Verzerrung als um die Frage, ob eine Welle symmetrisch ist - das heißt, sie sollte nicht zu einer Nettobewegung von Gas führen. Es ist möglich, eine sinusförmige Druckwelle mit einem Spitzendruck von 2 atm und einem Tal von 0 zu konstruieren – aus Verschiebungsperspektive ist dies eine verzerrte Welle, aber aus Druckperspektive ist sie es nicht.

Dies ist jedoch nicht möglich, wenn der Spitzendruck größer als 2 Atmosphären ist.

Was meinst du mit "aus einer Vertreibungsperspektive"?
@endolith Wenn die Schallfrequenz hoch genug ist, um davon auszugehen, dass die Bewegung des Gases adiabat ist, dann P v γ = Konstante wo γ = 1.4 für Luft, also ist die Geschwindigkeit (und damit die Verschiebung) keine lineare Funktion des Drucks. Bei Schallwellen mit "normaler Amplitude" gibt es nur eine kleine Änderung P über seinen Mittelwert. Natürlich ist für eine Schallwelle mit niedriger Frequenz und hoher Amplitude die adiabatische Annahme aufgrund der Wärmeleitung im Gas möglicherweise nicht streng gültig.
Ist es möglich, den Verzerrungsprozentsatz der Verschiebungswelle für einen bestimmten SPL zu berechnen?
Wenn sich die Welle ausbreitet, würde sie auch "aus Druckperspektive" verzerrt werden? Und ist es 194 oder 191 dB SPL?