Was passiert mit einer Schallwelle, die von der Luft ins Vakuum geht?

Nehmen wir an, Sie befinden sich in einem Raumschiff.
Das Innere ist mit Luft gefüllt, einem Medium, in dem Schallwellen existieren und sich ausbreiten können.
Dann gibt es eine Wand, immer noch ein Medium, in dem Schallwellen existieren und sich ausbreiten können.
Und draußen gibt es ein Vakuum, Schallwellen können nicht existieren.

Da Schallwellen Energie haben, können sie nicht einfach verschwinden, weil ihre Energie nicht einfach verschwinden kann.
Meine Frage ist: Wenn es im Raumschiff ein Geräusch gibt, was passiert genau dort, wo die Wand endet und das Vakuum beginnt? Wo gehen die Wellen hin? Wo geht die Energie hin?

Schallwellen gehen in ein Vakuum

Sie spiegeln zurück - angesichts der Randbedingungen gibt es keine andere Wahl.
Eine äquivalente Frage lautet: "Was passiert mit einer Welle, die sich auf einer Saite bewegt, wenn die Saite endet?" Es sieht so aus . Wie Jon sagte, es reflektiert nur.
Wenn der Übergang zum Vakuum jedoch nicht plötzlich erfolgt (dh der Luftdruck nimmt nur allmählich ab), erhalten Sie eine Impedanzanpassung und die Welle breitet sich weiter aus . Es wird immer leiser und leiser, wenn es sich dem Vakuum nähert.

Antworten (1)

Schallwellen im Inneren des Schiffes treffen auf die Wand und werden von der Wand reflektiert, aber auch etwas absorbiert, was die Wand zum Schwingen bringt.

Wenn auf der anderen Seite der Wand Luft wäre, würde die schwingende Wand Schallwellen verursachen, aber wenn dort ein Vakuum ist, gibt es kein Medium, mit dem Schallwellen erzeugt werden können. Es kann also kein Schall durch die Wand übertragen werden, wenn die andere Seite Vakuum ist.

Wo gehen die Wellen hin? Wo geht die Energie hin?

Die Energie der auf die Wand treffenden Schallwellen wird von dieser teils reflektiert, teils absorbiert. Da kein Material zu 100 % elastisch ist, wird die absorbierte Energie allmählich abgebaut, sodass immer eine gewisse Hysterese (Reibung) auftritt.

Was passiert mit einer Schallwelle, die von der Luft ins Vakuum geht?
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