Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

g Die Lautstärke und der Lärm Die Lautstärke , mit der wir einen Ton empfinden, ist abhängig von der Energie, welche die Schallwelle pro Sekunde an unser Ohr sendet. Ein geeignetes Maß, mit dem sich dieser Energietransport beschreiben lässt, ist die Schallintensität . Unter der Schallintensität I versteht man jenen Anteil der Schallenergie, der pro Zeiteinheit in senkrechter Richtung durch die Flächeneinheit tritt. Die Einheit der Schallintensität ist W/m 2 . Eine andere Angabe für die Schallintensität ist der Schallpegel . Er wird über das Verhältnis der gegebenen Schallintensität zur Schallintensität eines gerade noch wahrnehmbaren Tons definiert. Der Zusammenhang ist nicht linear, sondern loga- rithmisch. Schallpegel L = 10 lg ( I / I 0 ) mit I 0 = 10 –12 W/m 2 ( Hörschwelle ) Die dimensionslose Einheit des Schallpegels ist das Dezibel (dB). Der Schallpegel bestimmt, wie laut wir ein Geräusch (in Abhängigkeit von der Frequenz) wahrneh- men. Der logarithmische Zusammenhang zwischen Intensität und Schallpegel besagt, dass sich bei einer Vergrößerung der Intensität um den Faktor 10 , die Dezibelzahl um 10 erhöht. Dies bedeutet, dass wir bei geringer Lautstärke Änderungen der Lautstärke viel besser wahrnehmen als bei großen Lautstärken. Ob 101 Autos vor- beifahren oder 100 Autos, können wir nicht über das Gehör wahrnehmen, doch ob ein Auto fährt oder zwei Autos fahren, sehr wohl. Die Dezibel-Skala hat für physiologische Zwecke einen schwerwiegenden Nachteil. Töne verschiedener Frequenzen, denen die gleichen Dezibel-Werte zugeordnet sind, erscheinen dem Menschen verschieden laut, wie das folgende Experiment zeigt. Experiment: Lautstärke 61.1 Wiederhole das Experiment 53.3. Achte nun auf die Lautstärke. Bei welchen Fre- quenzen hörst du den Ton lauter, bei welchen leiser? 20 50 100 500 1000 5000 10 000 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 Frequenz in Hz Schallintensität in Watt/m 2 Schallpegel in dB 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fühlschwelle Schmerzempfindung 120 Phon 100 Phon 80 Phon 60 Phon 40 Phon 20 Phon 0 Phon Hörschwelle Stumme Fläche 61.3 Die Hörfläche des Menschen: Sie wird begrenzt durch die Hörschwelle und durch die Schmerzgrenze. 61.1 Mit Tongenerator und Stimmgabel lässt sich eine Schwebung erzeugen, die am Oszilloskop sichtbar gemacht werden kann. 61.2 Versuchsaufbau zu den „Chladni‘schen Klangfiguren“: Angeregt durch einen Laut- sprecher unter der quadratischen Platte entstehen stehende Wellen. Die Schwingungs- knoten werden mit Grieß sichtbar gemacht. 61 | WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv