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Akustik ArtikelAkustik (v. griech.: akuein ακουειν = hören) ist die Lehre vom Schall und seinen Wirkungen und ist ein Teilbereich der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Erzeugung, der Ausbreitung, der Reflexion und der Absorption von Schallwellen. Schallwellen (Druck-Dichte-Wellen als Schallwechseldruck) sind mechanische Schwingungen in einem elastischen Medium, in dem Regelfall der Luft. Da das Prinzip der Akustik auf die Ausbreitung der Wellen und Schwingungen in dem Raum beruht, kann es auch als Teilgebiet der Mechanik gesehen werden.
Das Spezialgebiet der Hydroakustik beschäftigt sich ausschließlich mit der Akustik flüssiger Medien.
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Mikrofone, Lautsprecher und verschiedene Klangerzeugungsinstrumente wie Musikinstrumente sind die Arbeitsinstrumente der Akustik.
Daneben gibt es Räume zu Erzeugung spezieller Schallfelder:
- Reflexionsarme Räume (Das Wort: "schalltote Räume" ist zu vermeiden) besitzen gutes Absorptionsmaterial an den Wänden, so dass ca. minimale Reflexionen auftreten und Bedingungen wie in einem freien Schallfeld herrschen und der Schalldruck mit 1 / r mit dem Abstand (und nicht mit dem Quadrat!) von einer Punktschallquelle abnimmt.
- Hallräume dagegen werden so konstruiert, dass möglichst viele ungerichtete Reflexionen auftreten und bei Vorhandensein von Schallquellen fast in dem gesamten Raum derselbe Schalldruck herrscht, was einem diffusen Schallfeld entspricht. Um ausgeprägte Resonanzen in Hallräumen zu vermeiden werden Hallräume in dem Allgemeinen ohne parallel zueinander stehende Wände und Decken gebaut. Dieser Aufbau führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Raummoden. Hallräume sind zu dem Beispiel zur Bestimmung der Schallleistung von verschiedensten Geräten für den Schallschutz sehr nützlich.
Darüber hinaus werden in zunehmendem Maße Methoden der modernen Signalanalyse auf akustische Signale angewandt. Dabei sind vor allem die Frequenzanalyse durch FFT (Schnelle Fouriertransformation) und die etwas gröbere Oktav- und Terzbandanalyse zu bezeichnen. Außerdem kann durch geeignete Signalprozessoren die Impulshaltigkeit von akustischen Signalen erfasst werden. Eine wichtige Rolle spielen auch die elektronisch umgesetzten Frequenz- und Zeitbewertungen, von denen wohl die A-Bewertung am bekanntesten ist. Dies ist eine Frequenzbewertungskurve, die zu den unbewertet ermittelten Schalldruckpegeln in Dezibel (dB) addiert wird und den A-bewerteten Pegel in dB(A) ergibt. Damit versucht man die unterschiedliche Empfindlichkeit des menschlichen Ohres bei verschiedenen Frequenzen zu berücksichtigen. Die meisten normierten Grenzwerte für Schalldruckpegel in der Lärmbeurteilung sind dB(A)-Pegel.
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Die meisten höheren Tiere sind immerhin zur akustischen Wahrnehmung befähigt, besitzen also einen Hörsinn. Schall ist einer der wichtigsten Kommunikationskanäle, da er praktisch unmittelbare Fernwirkung besitzt und - in dem Gegensatz zu optischen Eindrücken - Hindernisse umgeht (siehe: Beugung). Mit Lautäußerungen ist den Tieren ein Mittel zur Reviermarkierung , zur Partner- oder Rudelsuche, zu dem Auffinden von Beute und zur Mitteilung von Stimmungen, Warnsignalen , etc. gegeben. Selbst wenn Schall keine Rolle bei der Kommunikation innerhalb der Art spielt, Lautorgane also nicht oder ca. rudimentär ausgebildet sind, spielt die akustische Orientierung nach Beutetieren eine elementare Rolle bei den Sinneswahrnehmungen.
Das akustische Empfangsorgan des Menschen ist das Ohr, auch für die Richtungslokalisation, (nicht Ortung). In dem Innenohr werden Schallinformation in Nervenimpulse umgewandelt. Reine Sinusschwingungen werden als Ton empfunden, Sinusschwingungen mit Oberschwingungen als Geräusch. Ein Rauschen hören wir, wenn sehr viele Schwingungen unterschiedlicher Frequenzen aber ungefähr mit etwa gleichen Schalldruckpegeln an unser Ohr dringen.
Das akustische Sendeorgan des Menschen ist der Kehlkopf mit den Stimmbändern , wo die "Roh"klänge erzeugt werden, die in dem Rachen- und Nasenraum durch verschiedene willkürlich beeinflussbare oder unveränderliche individualspezifische Resonanzräume zu Phonemen moduliert werden. Die Konsonanten sind allerdings nicht von der Schwingung der Stimmbänder abhängig, sondern kommen durch Verschluss, Halböffnung und plötzliche Öffnung des Luftstromes zustande. Beim Flüstern werden selbst die Vokale ca. durch Modulation des Obertonspektrums des Rauschens eines hervorgepressten Luftstromes gebildet.
Die Wahrnehmung von Schall werden von der Psychoakustik sowie der Musikpsychologie erforscht.== Siehe auch ==
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Buch-Tipp: Keine Panik vor Mechanik! Für den Einstieg. . . in die Technische Mechanik ist dieses Buch sehr zu empfehlen um erst einmal die groben Zusammenhänge zu verstehen. Es ist sehr witzig geschrieben und die zahlreichen Cartoons sind auch alle recht lustig. Das Buch ist aber eindeutig kein Lehrbuch es ist ca. ein Anfang. |
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