Schallbeugung

Physikalische Hintergrundinformationen zur Schallbeugung

Die Schallbeugung: Man spricht von einer Schallbeugung um ein Hindernis, wenn die Wellenlänge des Schalls größer – oder annähernd im Größenbereich – des Hindernisses ist, auf die der Schall trifft. Die betreffende Wellenlänge des Schalls wird immer geringer, je mehr die Frequenz steigt und bis der Schall letztendlich vom Hindernis reflektiert wird. Der bekannte Effekt, dass hinter dem eigentlichen Hindernis der Klang einer Schallquelle dumpfer ist, entsteht dadurch, dass die hohen Frequenzen vom Hindernis reflektiert wurden und der sogenannte Schallschatten entsteht.

Zunehmend mehr Schallwellen werden an den Kanten eines beliebigen Hindernisses mit abnehmender Frequenz in den Schallschatten rein „gebeugt“. Schall mit extremer Tieffrequenz würde einen Raum mit wenig massiven Wänden einfach verlassen – sofern die Wellenlängen größer als die Raumdimension sind.

Beim Wechsel des Trägermediums, wie zum Beispiel beim Phänomen, dass der Schall durch ein Hindernis hindurch geht (oder auch läuft wie bei einer Wand) kann man die Schallbrechung beobachten. Hierbei ändert sich die Ausbreitungsrichtung des Schalls in Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der betreffenden Materialien oder Medien, beispielsweise wie bei Luft und Pressholz).

Den großen Gegensatz zur Schallbeugung stellt die Schallabsorption dar. Denn hier wird dem Schall direkt bei der Schallausbreitung innerhalb der Luft Energie entzogen. Bemerkbar wird dieser Effekt jedoch erst ab einer Frequenz von ca. 5kHz. Mit steigender Frequenz nimmt dieses Phänomen zu. Wie oben beschrieben, wird bei jeder Reflexion durch ein Hindernis dem Schall ebenfalls Energie entzogen. Durch die Kombination dieser beiden physikalischen Effekte entsteht bei den unterschiedlichsten Materialien ein eigener Absorptionsgrad. Hierzu zählen beispielsweise Stoffe wie Teppiche, Holz, Gips oder Schaumstoff.

Ein Absorptionsgrad von α=1 beinhaltet die vollständige Absorption des auftretenden Schalls, wo hingegen α=0 die vollständige Reflexion bedeutet.

Es kann für alle Stoffe ein Absorptionsgrad bestimmt werden. Innerhalb des Schaumstoffes beispielsweise wird dem Schall durch die auftretende Reibung Energie entzogen – und diese ist empirisch nachweisbar. Die Absorptionsgrade werden frequenzbezogen angegeben und das Verhalten der Absorption verändert sich je nach Wellenlänge des auftreffenden Schalls. Die 6 Oktaven (von 125 Hz bis 4 kHz) werden hierbei als Frequenzbezug genutzt.

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