Kann mir jemand sagen, wie hoch die Frequenz der Schallwellen ist? Ist es die Anzahl der Komprimierungen oder Verdünnungen, die in einer Sekunde durchlaufen werden, oder die Anzahl der Vibrationen der Partikel des Mediums, durch das sich der Schall pro Sekunde bewegt? Sind sie dasselbe? Wenn das so ist, wie? Ich bin in der 10. Klasse, also verwenden Sie bitte eine einfache Sprache und weniger Fachbegriffe
Wenn sich Schall durch Luft bewegt, bezieht sich die Frequenz auf die Kompression und Verdünnung, nicht auf eine Schwingung einzelner Moleküle.
Die Partikel in der Luft bewegen sich und kollidieren zufällig miteinander. Typischerweise bewegt sich ein einzelnes Molekül mit etwa 500 Metern pro Sekunde und kollidiert mehrmals pro Mikrosekunde, sodass die Bewegung schnell und chaotisch ist. Sie können sich die Bewegung aufgrund von Schall als eine der zufälligen Bewegung einzelner Moleküle überlagerte Bewegung vorstellen, ähnlich wie die Strömung in einem Fluss eine Gesamtbewegung ist, die sich deutlich von der zufälligen Bewegung der einzelnen Wassermoleküle unterscheidet.
Ich versuche hier einen etwas anderen Blickwinkel.
Marco Ocram hat Recht, dass Luftmoleküle in einem Raum zufällig mit ziemlich hohen Geschwindigkeiten (abhängig von der Temperatur) herumspringen. Das hat nichts mit Ton zu tun und jeder Ton, der entsteht, wird dieser Grundbewegung einfach überlagert.
Geräusche beinhalten jedoch Luftbewegungen. Schall besteht im Grunde aus kleinen Luftblasen, die hin und her wackeln. Bewegen sich benachbarte Taschen aufeinander zu, erhöht sich der Druck, der sie wiederum auseinander drückt. Eine Druckänderung erzeugt Bewegung und eine Bewegungsänderung erzeugt Druck. Dieses Hin und Her macht eine Welle aus.
Die Geschwindigkeit dieser Lufttaschen ist wohldefiniert. Bei einem Schalldruck von 90 dB bewegen sich die Lufttaschen mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,5 mm/s (in freier Luft ohne nahegelegene Oberflächen).
Frequenz ist einfach, wie oft sie pro Sekunde hin und her wackeln. Wenn sie sich 1000 Mal pro Sekunde hin und her bewegen, beträgt die Frequenz 1000 Hz oder 1 kHz. Die Frequenz ist für das Wackeln und den Kompressions-/Brechungszyklus immer gleich.
Viele Lehrbücher schreiben die Bewegungen tatsächlich den einzelnen Luftmolekülen zu, was technisch nicht korrekt ist, da die Bewegung eines einzelnen Moleküls von seiner thermischen Bewegung dominiert wird. Das Bild von „Luftpartikeln, die sich hin und her bewegen“, ist jedoch eine sehr nützliche Beschreibung dessen, was passiert. Siehe zum Beispiel: https://opentextbc.ca/universityphysicsv1openstax/chapter/17-1-sound-waves/
Stellen Sie sich einen Strand vor. Die Frequenz ist die Anzahl der Wellen, die pro Sekunde an diesem Strand eintreffen.
Josef h
Filip Milovanović