Vorwort



Verwendete Formelzeichen



Allgemeines



1 Physikalische Grundbegriffe 11
1.1 Größen 11
1.2 Einheiten 11
1.3 Internationales Einheitensystem 12
1.4 Verhältnisgrößen und Pegel 12
1.5 Schwingungslehre 15
1.5.1 Einfache periodische Schwingungen 15
1.5.2 Überlagerung von Schwingungen 17
1.5.3 Grundelemente mechanischer Schwingungsgebilde 21
1.5.4 Freie und erzwungene Schwingungen 21
1.5.5 Resonanzkurve 23
1.5.6 Nichtperiodische Schwingungen 24



2 Schall und Schallfeld 25
2.1 Schall 25
2.1.1 Luftschall 25
2.1.2 Körperschall und Flüssigkeitsschall 26
2.1.3 Wellenarten 27
2.2 Schallfeldgrößen 28
2.2.1 Schalldruck 29
2.2.2 Schallschnelle 31
2.3 Schallfluß 32
2.4 Schallkennimpedanz 32
2.4.1 Mechanische Impedanz 33
2.4.2 Akustische Impedanz 33
2.5 Schallgeschwindigkeit 33
2.6 Energieinhalt des Schallfeldes 35
2.6.1 Schallintensität 35
2.6.2 Schalleistung 35
2.6.3 Schalldichte 35
2.6.4 Schallstrahlungsdruck 36
2.7 Ton und Klang 36
2.7.1 Ton 36
2.7.2 Klang 36
2.7.3 Musikalische Empfindung und Tonleiter 37
2.7.4 Tonarten 38
2.7.5 Chromatische Tonleiter 38
2.7.6 Frequenzmaß 39
2.7.7 Frequenzpegel 39



3 Schallerzeugung 40
3.1 Mechanische Schallsender 40
3.1.1 Schwingende Saiten 40
3.1.2 Schwingende Stäbe und Zungen 41
3.1.3 Membranen 43
3.1.4 Platten 44
3.1.5 Schwingende Luftsäulen 45
3.1.6 Sirenen 46
3.1.7 Schneiden- und Hiebtonerzeuger 46
3.1.8 Die menschliche Stimme 47
3.2 Elektrische Schallsender 48
3.3 Thermische Schallsender 48
3.4 Die verschiedenen Möglichkeiten der Schallerzeugung 49



4 Die Schallausbreitung 50
4.1 Grundsätzliches zur Schallabstrahlung 50
4.1.1 Kugelstrahler 50
4.1.2 Kolbenstrahler 50
4.1.3 Strahlungsimpedanz 51
4.1.4 Richtwirkung 53
4.2 Wissenswertes über die Schallausbreitung 55
4.2.1 Die Wellengleichung 55
4.2.2 Gestörte Schallausbreitung 57
4.2.3 Schalldämmung und Schallabsorption 59
4.2.4 Dopplereffekt 61



5 Schallvorgänge in geschlossenen Räumen und in akustischen Leitungen 63
5.1 Stehende Wellen 63
5.2 Der Rechteckraum 65
5.3 Der Nachhall 66
5.4 Akustische Leitungen 67
5.4.1 Schalleitung in Rohren 67
5.4.2 Das Smith-Diagramm 71
5.4.3 Das Kundtsche Rohr 73



6 Elektromechanische Analogien 75
6.1 Elektrische Energiespeicher und -verbraucher 75
6.2 Mechanische Energiespeicher und -verbraucher 76
6.3 Elektromechanische Analogien 76
6.4 Einfache mechanische Schwingungsgebilde 77
6.4.1 Mechanischer Parallel-Schwingkreis 78
6.4.2 Mechanischer Reihen-Schwingkreis 79
6.4.3 Die elektromechanischen Analogien bei mechanischen Schwingkreisen 80
6.4.4 Die Kreisgüte mechanischer Schwingkreise 80
6.5 In der Praxis vorkommende Schwingungsgebilde 81
6.5.1 Tonpilz 81
6.5.2 Tonraum 82
6.5.3 Helmholtz-Resonator 84
6.5.4 Akustische Siebketten 84
6.5.5 Konstruktion von elektrischen Ersatzschaltungen für umfangreichere mechanische Schwingungsgebilde - erläutert an einem praktischen Beispiel 85



7 Elektroakustische Wandler 87
7.1 Einteilung der elektroakustischen Wandler 87
7.2 Wandler-Prinzipe reversibler Schallwandler 88
7.2.1 Elektromagnetische Wandler 88
7.2.2 Elektrodynamische Wandler 89
7.2.3 Magnetostriktive Wandler 92
7.2.4 Elektrostatische Wandler 93
7.2.5 Piezoelektrische Wandler 96
7.2.6 Zusammenfassung der Gesetzmäßigkeiten der verschiedenen Wandler-Prinzipe 98
7.3 Der elektroakustische Übertragungsfaktor 99
7.4 Miniatur-Schallwandler und ihre Übertragungseigenschaften 100



8 Akustische Meßtechnik 104
8.1 Messung von Luftschall 104
8.1.1 Rayleigh-Scheibe 104
8.1.2 Messung des Schalldruckpegels 105
8.1.3 Mikrofonkalibrierung 108
8.1.4 Akustische Meßräume 111
8.1.5 Schallanalyse 112
8.1.6 Korrelationsmeßtechnik 116
8.2 Messung von Körperschall 120



9 Physiologische Akustik 122
9.1 Aufbau und Funktion des Gehörs 122
9.2 Hörschwelle und Schmerzempfindungsschwelle 124
9.3 Lautstärke und Lautheit 125
9.4. Mithörschwelle 127
9.5 Knochenschall 128
9.6 Die Audiometrie 129
9.6.1 Tonaudiometrie 129
9.6.2 Sprachaudiometrie 130
9.7 Hörgeräte 132
9.8 Stereofonie 134



10 Schallaufzeichnung 137
10.1 Nadelton-Verfahren 137
10.2 Lichtton-Verfahren 139
10.3 Magnetton-Verfahren 141
10.3.1 Prinzipielle Funktionsweise 141
10.3.2 Löschung 142
10.3.3 Aufnahme mit HF-Vormagnetisierung 143
10.3.4 Wiedergabe 145
10.3.5 Entzerrung des Frequenzganges 145



11 Lärmbekämpfung und Schallschutz 146
11.1 Lärm und Lärmbekämpfung 146
11.2 Schallschutz 148
11.3 Persönlicher Schallschutz 148



12 Ultraschall 151
12.1 Erzeugung von Ultraschall 151
12.1.1 Mechanische Ultraschallerzeugung 151
12.1.2 Thermische Ultraschallerzeugung 153
12.1.3 Elektrische Ultraschallerzeugung 153
12.2 Ultraschallwirkungen 155
12.2.1 Mechanische Wirkungen 155
12.2.2 Kavitation 155
12.2.3 Thermische Wirkungen 156
12.2.4 Chemische Wirkungen 156
12.3 Praktische Anwendungen des Ultraschalls 156
12.3.1 Ultraschall in Physik und Technik 156
12.3.2 Ultraschall in der Biologie 157
12.3.3 Ultraschall in der Medizin 157



13 Anhang 159



14 Schrifttum 163
14.1 Bücher 163
14.2 Zeitschriften und Periodika 164
14.3 Normen, Richtlinien und Vorschriften 164



Sachwortverzeichnis
Veit, Technische Akustik: Vogel Buchverlag: ISBN 3-8023-1707-6