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Gast1_2_3
Gast
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 Gast1_2_3 Verfasst am: 19. Apr 2016 14:39 Titel: Interferenz von Schallwellen |
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Hallo,
ich bräuchte eine Erklärung für folgendes Problem.
Bei Schallwellen handelt es sich um Longitudinalwellen, das heißt die Luftteilchen schwingen parallel zur Ausbreitungsrichtung. Dadurch entstehen Orte mit erhöhtem bzw. gemindertem Druck bezüglich des Normaldrucks.
Wie verändern sich der Druck an diesen Orten beim Aufeinandertreffen zweier Schallwellen gleicher Frequenz und Amplitude?
Oder anders, wie kann ich anhand des Drucks die konstruktive bzw. destruktive Interferenz erklären?
Vielen Dank
Gruß |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 19. Apr 2016 17:45 Titel: |
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Bei Druckschwankungen als Wellengröße ist es wie bei anderen Wellenarten auch: die werden sich, je nach Phasenlagen zu "Bäuchen" oder "Knoten" summieren, also verstärken oder abschwächen. |
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Gast1_2_3
Gast
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| Gast1_2_3 Verfasst am: 19. Apr 2016 18:46 Titel: |
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Vielen Dank für die Antwort.
Ich möchte meine Frage noch etwas präzisieren...
Angenommen, es treffen an einem Ort zwei Druckminima aufeinander (konstruktive Interferenz), so ergibt sich an dieser Stelle also ein noch niedrigerer Druck (Interferenzminimum).
Ich habe Probleme dies physikalisch zu verstehen, denn an einem Ort mit niedrigerem Druck durchdringen weniger Teilchen eine bestimmte Fläche (p=F/A). Die Kraft die diese Teilchen auf diese Fläche ausüben ist also niedriger und somit auch der Druck.
Überlagern sich aber zwei solche Druckminima, so sind es doch auf dieselbe Fläche gesehen immer noch mehr Teilchen die diese durchdringen und somit müsst der Druck steigen.
Das sehe ich im Widerspruch zu dem was ich erwarten würde. Also habe ich irgendwo einen Denkfehler?!
Gruß |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 19. Apr 2016 18:56 Titel: |
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Zwischenbemerkung
Bei Schallwellen geht es nicht um "den" Luftdruck, sondern um Schwankungen gegenüber einem "Normaldruck", beispielsweise =p_0+a\cdot \cos(kx-\omega t){.})
Zuletzt bearbeitet von franz am 20. Apr 2016 02:51, insgesamt einmal bearbeitet |
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Gast1_2_3
Gast
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| Gast1_2_3 Verfasst am: 19. Apr 2016 19:12 Titel: |
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Vielen Dank franz, dass du dich mit meinem Problem beschäftigst.
Die von dir aufgeschriebene Formel ist mir bekannt und auch bewusst.
Die Druckerhöhung bzw. minderung bezieht sich natürlich auf den Normaldruck von .
Mir geht es nur darum, wenn ich zwei dieser Minderungen "addieren" möchte, was ja für den Druck als skalare Größe erlaubt ist, dann ergibt sich praktisch für den Druck in einem Minimum (angenommen der Druck wäre 2 Pa niedriger als der Normaldruck) ein Druck von | Code: | | 1011 Pa + 1011 Pa = 2022 Pa |
, wobei dies wohl Blödsinn ist und der Normaldruck als Bezugsniveau (Nullniveau) verwendet werden muss und man daraus vermutlich folgern sollte, der Druckunterschied beträgt dann | Code: | | -2 Pa + (-2Pa) = -4 Pa |
gegenüber dem Normaldruck.
Ich hoffe du kannst meinen Gedanken folgen.
Gruß |
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Gast1_2_3
Gast
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| Gast1_2_3 Verfasst am: 19. Apr 2016 19:35 Titel: |
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gemeint ist in obigem Beitrag natürlich 1011 hPa.
Angenommen der zweite Teil wäre richtig, dann kann ich mir immer noch nicht erklären, warum der Unterschied zum Normaldruck größer wird, wenn zwei Minima aufeinander treffen. Also was bedeutet das physikalisch (Teilchenanzahl etc.)? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 19. Apr 2016 23:07 Titel: |
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Vielleicht solltest Du Dir erstmal eine einfache Schallwelle ansehen, bei der Geschwindigkeit, Druck-, Dichte- oder Temperaturabweichung, Energie- und Impulsstromdichte als Schallgrößen benutzt werden. Durch  beispielsweise sieht man das "Zusammenspiel" von Druckänderung und Schallschnelle. p < p_0 bedeutet also Zurückbewegung des Gases an dieser Stelle. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3390
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| ML Verfasst am: 20. Apr 2016 02:43 Titel: |
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Hallo,
| Gast1_2_3 hat Folgendes geschrieben: |
Angenommen, es treffen an einem Ort zwei Druckminima aufeinander (konstruktive Interferenz), so ergibt sich an dieser Stelle also ein noch niedrigerer Druck (Interferenzminimum).
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Ja.
| Zitat: |
Ich habe Probleme dies physikalisch zu verstehen,
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Beide Wellen saugen die Luftmoleküle weg. Also bleiben weniger Teilchen da, als wenn nur eine Welle Luftmoleküle "klaut".
| Zitat: |
Überlagern sich aber zwei solche Druckminima, so sind es doch auf dieselbe Fläche gesehen immer noch mehr Teilchen die diese durchdringen und somit müsst der Druck steigen.
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Die Welle besteht nur aus den Änderungen zum Umgebungsdruck. Wenn sich zwei Schallwellen überlagern, hast Du an den betreffenden Orten nicht plötzlich doppelten Luftdruck.
Viele Grüße
Michael |
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Gast1_2_3
Gast
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| Gast1_2_3 Verfasst am: 20. Apr 2016 14:17 Titel: |
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Vielen Dank an euch beide!
Ich habe es jetzt verstanden.
Gruß |
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