In was wird kinetische Energie bei Schallwellen umgewandelt?
Hallo,
Ich schreibe aktuell meine Seminararbeit über das Thema Schallwellen und bin dabei auf die Frage gestoßen, wieso Töne immer "leiser" werden, je weiter man sich vom Erreger entfernt.
Grundsätzlich liegt das daran, dass die kinetische Energie, welche auf die Luftmoleküle einwirkt schwächer wird, jedoch muss diese Energie in irgendeine andere Form umgewandelt werden (Energieerhaltungssatz).
In meinen Büchern sowie Quellen steht dazu leider nichts weiteres. Kann mir vielleicht jemand auf die Sprünge helfen? Am besten mit einem Link zu einer Quelle, damit ich das nachlesen kann.
Danke im Voraus!
6 Antworten
Wie die Wellen auf dem Wasser. Wirfst du einen Sterin ins Wasser, wird eine Wellen angeregt, die sich ausbreitet. Bei der Ausbreitung wird die Wellenfront immer größer(Gemeint: Die Kreisfläche die von der Wellenfront umschlossen wird, wird größer), bei der selben Energie, die die Welle angeregt hat. Das bedeutet also, dass die gleiche Energie für eine immer größer werdende Bewegung zur Verfügung steht. Daraus resultiert dann, dass die "stärke" der Welle immer mehr nachlässt, weil weniger Energie für die "Amplitude" vorhanden ist und irgendwann nur noch in der Ausbreitungsrichtung steckt, bis auch diese so klein wird, dass man sie nicht mehr wahrnimmt(Vielleicht eine Analogie: Eine Schnelle Billiard-Kugel, die weitere Kugeln anschubst -> Energie der ersten Kugel verteilt sich auf alle anderen Kugeln, die immer langsamer werden)
Grund dafür sollte die gute alte Reibung sein. Bei der Energieübertragung der Teilchen wird auch nicht immer 100% der Energie übertragen. Allein deshalb sollte die Welle immer schwächer werden.
Das wäre meine umgangsprachliche Idee mit reiner Logik. Eine Quelle habe ich dazu nicht.
Wird die nicht immer weiter abgebaut also verbraucht weil doch zwischen den Molekülen Lücken sind und in der Kurzen Bewegung zum nächsten Molekül wird ein Teil der Bewegungsenergie verbraucht
Zunächst mal nimmt, wie schon erwähnt, die Intensität hauptsächlich deswegen mit dem Abstand von der Schallquelle ab, weil er sich auf eine größere Fläche verteilt. Eine Kugelschale hat eine Oberfläche, die mit dem Quadrat des Abstands zunimmt.
Eine Schwächung soll es aber trotzdem geben, aus folgendem Grund, den ich mal gelesen habe und der mir einleuchtet:
Schall sind periodische Verdichtungen und Verdünnungen. Beim Verdichten steigt die Temperatur, beim Verdünnen sinkt sie, das ist ja ein bekanntes Phänomen. Zwischen den wärmeren und den kälteren Bereichen kommt es zu einem Wärmestrom, der die Temperaturunterschiede und damit auch die Dichteunterschiede verringert, also im Effekt den Schall schwächt.
Viel dürfte das in der Praxis nicht ausmachen, aber man könnte es schon erwähnen.
Quelle: Stadtbücherei, Unibibliothek oder irgendeine Zeitschrift.
nicht umgewandelt, sondern nur auf eine größere Kugelfläche verteilt, darum ist pro Flächeneinheit weniger Leistung (umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung, um genau zu sein).
Vielleicht hilft ein Bild weiter. Angenommen, Du hast einen punktförmige Erreger und Du stellst Dir die Welle als Kugeloberfläche vor, dann kannst Du Dir vielleicht vorstellen, daß durch größere Oberflächen bei größeren Radien die Amplitude der Welle kleiner wird.
Wie ist das, wenn Du einen Stein ins Wasser wirfst?