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brummer
Gast
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 brummer Verfasst am: 06. März 2014 11:57 Titel: Kann Raum mit Klang überfüllt werden? |
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Meine Frage:
Liebes physikerboard,
Ich arbeite für mein Studium ''Mediale Künste'' momentan an einer Hausarbeit mit folgender Fragestellung:
Kann Raum mit Klang überfüllt werden?
Zur Veranschaulichung: Wir haben zum Beispiel einen Raum, in den unendlich viele Rohre reinführen. Durch jedes Rohr wird ein anderes Geräusch in den Raum hineingeleitet und man fügt bis ins Unendliche neue Geräusche hinzu. Gibt es einen Punkt, ab dem sich nichts mehr verändert, wenn man noch mehr Schall dem Raum hinzufügt?
Zum einen soll ich einen spekulativen Essay schrieben und ein bisschen rumspinnen, warum das möglich sein könnte und warum nicht (bereits fertig). Zum anderen muss ich aber auch wissenschaftlich recherchieren und begründen, wie es sich in Realität damit verhält.
Da ich von Physik und Raumakustik leider kaum Ahnung habe und durch langes Suchen noch nicht zur Lösung gekommen bin, wollte ich mal fragen, ob jemand von euch einen Lösungsansatz hat oder besser weiß, wonach ich suchen muss?
Wäre nett, wenn ihr mir weiterhelfen könnt. :)
Meine Ideen:
Ich denke, dass Raum nicht mit Schall überfüllt werden kann, da man (nach meinen Spekulationen) Klang beliebig addieren kann und Räume (auch meine Spekulation) kein akustisches ''Limit'' haben. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7257
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| Steffen Bühler Verfasst am: 06. März 2014 13:37 Titel: |
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Da Schall ja dasselbe ist wie Luftdruckschwankungen, gibt es eine natürliche Obergrenze dafür: nämlich unseren statischen Luftdruck (ca 1000 hPa). Denn um diesen Mittelwert schwankt der Luftdruck, wenn wir einen Ton hören.
In der Tat können sich verschiedene Schallereignisse summieren, aber mehr als der volle "Hub" (also runter bis auf 0 hPa - was dem Vakuum entspricht - danach hoch auf 2000 hPa) geht nun mal nicht. Wenn man das ausrechnet, landet man etwa bei 200 dB Schallpegel. Natürlich ist das Trommelfell schon lange vorher geplatzt.
Ein anderer Ansatz ist der Zusammenhang der Lautstärke mit der Schallschnelle, also die Geschwindigkeit, mit der sich die Luftteilchen hin- und herbewegen. Hier könnte man als Obergrenze die Lichtgeschwindigkeit nehmen, damit ist bei etwa 300 dB Pegel Schluss. Wie Dein Raum danach aussieht, möchte ich allerdings nicht wissen.
Viele Grüße
Steffen |
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Willi23
Anmeldungsdatum: 07.02.2014
Beiträge: 174
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| Willi23 Verfasst am: 06. März 2014 14:17 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: |
Ein anderer Ansatz ist der Zusammenhang der Lautstärke mit der Schallschnelle, also die Geschwindigkeit, mit der sich die Luftteilchen hin- und herbewegen. Hier könnte man als Obergrenze die Lichtgeschwindigkeit nehmen, damit ist bei etwa 300 dB Pegel Schluss. Wie Dein Raum danach aussieht, möchte ich allerdings nicht wissen. |
Sicher, dass das so Sinn macht? Kann mir gerade nicht vorstellen, dass man unter Berücksichtigung der Relativitätstheorie ( was man ja machen sollte, wenn man Geschwindigkeiten gegen die Lichtgeschwindigkeit laufen lässt ), eine Obergrenze für die Schallintensität bekommt. Also ist diese Grenze klassisch ausgerechnet oder relativistisch? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7257
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| Steffen Bühler Verfasst am: 06. März 2014 15:40 Titel: |
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| Willi23 hat Folgendes geschrieben: | | Kann mir gerade nicht vorstellen, dass man unter Berücksichtigung der Relativitätstheorie ( was man ja machen sollte, wenn man Geschwindigkeiten gegen die Lichtgeschwindigkeit laufen lässt ), eine Obergrenze für die Schallintensität bekommt. Also ist diese Grenze klassisch ausgerechnet oder relativistisch? |
Nein, schon klassisch. Mir ist bewusst, dass diese Rechnung sehr vereinfachend ist, wahrscheinlich zu vereinfachend. Ich hab das vor Jahren einfach mal aus Neugier nachgerechnet, weil ich auch wissen wollte, ob es eine theoretische Obergrenze für den Schallpegel gibt.
Wäre allerdings mal interessant zu wissen, was mit so einem Luftteilchen bei 99 Prozent Lichtgeschwindigkeit geschieht...
Viele Grüße
Steffen |
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ebs
Anmeldungsdatum: 08.06.2010
Beiträge: 26
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| ebs Verfasst am: 07. Apr 2014 20:08 Titel: Kann Raum mit Klang überfüllt werden? |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | Mir ist bewusst, dass diese Rechnung sehr vereinfachend ist, wahrscheinlich zu vereinfachend. Ich hab das vor Jahren einfach mal aus Neugier nachgerechnet, weil ich auch wissen wollte, ob es eine theoretische Obergrenze für den Schallpegel gibt.
Wäre allerdings mal interessant zu wissen, was mit so einem Luftteilchen bei 99 Prozent Lichtgeschwindigkeit geschieht... |
Luftteilchen haben Masse und Masse kann auch nicht auf 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Photonen sind beispielsweise Teilchen ohne Ruhemasse.
Nett ist immer die Rechnung, wie groß der größte Schalldruck auf unserer Erde sein kann.
Der Standard-Luftdruck ist 101 325 Pascal = 1 013,25 hPa = 101,325 kPa.
L = 20*log10(101325/0.00002) = 194 dB.
Eine typisch unrichtige Aussage: "Kein Lärmpegel kann jemals 194 dB überschreiten". Bei 194 dB ist Schluss? Neben dieser Wahrnehmungsgrenze wird häufig noch ein physikalisches Limit bei 194 dB diskutiert. Schall ist nichts anderes als eine "kleine" Störung des Luftdrucks und bei 194 dB wird diese Störung theoretisch genauso groß, wie der Luftdruck selbst. Trotzdem sind noch "lautere Geräusche" bzw. "höhere Schalldruckpegel" möglich, jedoch nur "stark verzerrt" und "unsymmetrisch". Das ist eben Chaos!
Diesen hohen Schalldruck hält kein Messmikrofon aus und auch der Mensch wird in Gänze zerfetzt, wenn er sich etwa in der Nähe einer Atombombenexplosion befindet.
Da hilft auch kein Gehörschutz (Ohrenschützer oder Ohrstöpsel).
Diese Wahnsinns-Schallpegel werden niemals wirklich gemessen, sondern nur geschätzt oder theoretisch berechnet.
Viele Grüße ebs |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8584
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| jh8979 Verfasst am: 07. Apr 2014 20:38 Titel: Re: Kann Raum mit Klang überfüllt werden? |
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| ebs hat Folgendes geschrieben: |
Luftteilchen haben Masse und Masse kann auch nicht auf 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. |
Nicht? Hat das schon jemand den Teilchenphysikern am CERN gesagt?  |
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ebs
Anmeldungsdatum: 08.06.2010
Beiträge: 26
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| ebs Verfasst am: 07. Apr 2014 20:46 Titel: Re: Kann Raum mit Klang überfüllt werden? |
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| ebs hat Folgendes geschrieben: | | Luftteilchen haben Masse und Masse kann auch nicht auf 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. |
| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Nicht? Hat das schon jemand den Teilchenphysikern am CERN gesagt? |
Die CERN-Physiker wissen das; siehe:
"Wird der Mensch einmal mit Lichtgeschwindigkeit reisen können?":
http://de.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100405073507AACSsoa
Viele Grüße ebs
Zuletzt bearbeitet von ebs am 07. Apr 2014 20:51, insgesamt einmal bearbeitet |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8584
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| jh8979 Verfasst am: 07. Apr 2014 20:48 Titel: Re: Kann Raum mit Klang überfüllt werden? |
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Ob der Mensch das jemals können wird sei mal dahingestellt (in Bezug auf welches Bezugssystem denn?). Deine Aussage war sehr viel allgemeiner und so einfach nicht richtig.
PS: Vllt hast Du einfach daran gedacht, dass man keine Schallwelle konstruieren kann, in der Luft so schnell ist... da stimm ich Dir auch zu. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 10. Apr 2014 14:58 Titel: |
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Wenn zahlreiche Tonquellen per Rohre in einen Raum geführt werden, müsste doch zu erwarten sein, dass sich der Schall z.T. auslöscht durch Überlagerung der Wellen.
_________________
Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7257
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| Steffen Bühler Verfasst am: 10. Apr 2014 17:05 Titel: |
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Das ist richtig. Würde zum Beispiel zum ersten Rohr ein zweites hinzugefügt, das ein zum ersten Signal kohärentes Schallsignal liefert, würde sich der Schallpegel um 6 dB erhöhen, also verdoppeln, weil sich ja nichts auslöscht.
Sind die Signal dagegen (wie üblich) inkohärent, löschen sich einige Anteile aus, und der Pegel steigt nur um 3 dB, also um etwa 40 Prozent. Aber er steigt!
Viele Grüße
Steffen |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3405
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| ML Verfasst am: 14. Apr 2014 06:05 Titel: Re: Kann Raum mit Klang überfüllt werden? |
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Hallo,
die Frage ist recht unpräzise gestellt, da Du kein Modell der Raumeigenschaften und der Umgebung mit angibst.
Daher nur einige Gedanken:
- Wenn das Rohr Schall in den Raum hineinträgt, leitet es vielleicht auch wieder Schall aus dem Raum hinaus?
- Welche Öffnungen hat der Raum nach draußen? Kannst Du eine echt schallharte/schallweiche Isolierung nach draußen garantieren?
- Von welcher Art sind die einzelnen Schallquellen?
- Gibt es in Deinen Überlegungen Dämpfung? (Erwärmung der Luft durch Druckerhöhung, anwesende Personen, lange Holzverschalungen)
- Wird das Verhalten der Luft (Zusammenhang zwischen Druck und Schnelle) als "linear" angenommen. Die Sache mit dem "Vakuum ziehen" wurde ja schon genannt; das wäre ja eine Grenze.
In die Diskussion mit der Lichtgeschwindigkeit will ich erstmal nicht einsteigen.
Viele Grüße
Michael Lenz
Unnötiges Vollzitat entfernt. Steffen |
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