Schallwellenlängen-Rechner

Über die Schallwellenlänge

Schall ist eine mechanische Störung, die sich als abwechselnde Verdichtung und Verdünnung durch ein Material ausbreitet. Die Wellenlänge ist die räumliche Länge eines vollständigen Zyklus. Die Frequenz zählt die Zyklen pro Sekunde, während die Ausbreitungsgeschwindigkeit angibt, wie schnell sich die Störung durch das Medium bewegt. Diese Größen sind durch λ = v/f verbunden: λ ist die Wellenlänge in Metern, v die Schallgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde und f die Frequenz in Hertz. Dieser Rechner verwendet für trockene Luft die temperaturabhängige Näherung v = 331.3 + 0.606T mit T in Grad Celsius. Bei 20 °C ergibt sich etwa 343.42 m/s. Für Wasser und Stahl werden typische Geschwindigkeiten von 1482 m/s und 5960 m/s verwendet. Tatsächliche Werte in Flüssigkeiten und Festkörpern hängen von Temperatur, Druck, Zusammensetzung, Dichte und elastischen Eigenschaften ab; Referenzwerte können daher variieren. Die Periodendauer ist unabhängig vom Medium und beträgt 1/f Sekunden. Bei fester Frequenz bedeutet eine höhere Schallgeschwindigkeit eine größere Wellenlänge. Ein Ton mit 1 kHz hat deshalb in Stahl eine wesentlich größere Wellenlänge als in Luft. Beim Übergang über eine Grenzfläche bleibt die Frequenz durch die Quelle vorgegeben, Geschwindigkeit und Wellenlänge ändern sich jedoch. Dieser Zusammenhang ist für musikalische Akustik, Lautsprecheraufstellung, Raummoden, Ultraschall, Sonar, zerstörungsfreie Prüfung und Schallschutzwände wichtig. Das Modell nimmt ein homogenes, nicht dispersives Medium und eine einfache laufende Welle an. Es berechnet weder Dämpfung, Reflexionen, stehende Wellen, Phasenverschiebungen noch Geschwindigkeitsänderungen durch Feuchtigkeit oder die genaue Gaszusammensetzung. Luftfeuchtigkeit erhöht die Schallgeschwindigkeit meist leicht gegenüber trockener Luft. In Festkörpern breiten sich Longitudinal- und Scherwellen unterschiedlich schnell aus; die Stahloption steht für eine typische Longitudinalwelle. Nutze für Präzisionsaufgaben gemessene Materialdaten. Für übliche Lern- und Planungsaufgaben bietet dieser Rechner eine klare Umrechnung zwischen Frequenz, Wellenlänge, Periodendauer und typischer Schallgeschwindigkeit. Diese Werte helfen auch, den Abstand wiederkehrender Druckmaxima in einer stehenden Welle abzuschätzen.

Häufig gestellte Fragen