Reichweite von Schallwellen < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:20 Fr 15.07.2011 | | Autor: | BigDeal |
| Aufgabe | | Berechnen Sie die Reichweite eines Redners mit einer Stimmlage von etwa 1 kHz. Die mittlere freie Weglänge beträgt [mm] 0.2\mu"m. [/mm] |
Hallo,
ich habe absolut keine Idee wie ich da rangehen soll.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall ist auch nicht gegeben. Es ist auch nicht gesagt, dass es sich bei der mittleren freien Wellenlänge um die Wellenlänge handelt.
Imprinzip müsste die Reichweite doch unendlich groß sein. Es wird halt nur sehr sehr leise.
Mein Ansatz ist lediglich: R ~ [mm] (\lambda/2\pi)^2/l
[/mm]
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Hallo!
Der Schall hätte prinzipiell eine unendliche Reichweite, wenn er nicht durch die Moleküle der Luft übertragen werden würde. So eine Schallwelle besteht aus Molekülen, die sich vorwärtsbewegen, dabei stehende Moleküle treffen, und sich daraufhin zurück bewegen. Dann bewegen sich die getroffenen Moleküle weiter... Im Endeffekt bewegen sich die einzelnen Moleküle also nicht weit weg, und die Schallwelle bewegt sich durch fortlaufende Stöße der Moleküle untereinander fort. Naja, und dann mußt du dir überlegen, wie das mit der Amplitude des Schalls in Zusammenhang steht, und was dann das mit der freien Weglänge auf sich hat...
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:11 Sa 16.07.2011 | | Autor: | BigDeal |
> Naja, und dann mußt du
> dir überlegen, wie das mit der Amplitude des Schalls in
> Zusammenhang steht, und was dann das mit der freien
> Weglänge auf sich hat...
Genau das war meine Frage.
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Naja, überleg mal.
Es gibt doch dieses Managerspielzeug aus ner hand voll hintereinander liegenden Kugeln. Lenkst du eine Kugel um nen Zentimeter aus und läßt sie los, so trifft sie die ruhenden Kugeln, der Impuls wandert durch die Reihe, und die letzte Kugel schwingt aus.
Wenn zwischen den Kugeln nun immer 2cm Luft ist, funktioniert das immernoch (Naja, mit ein paar nebenwirkungen). Reicht es da, die erste Kugel um 1cm auszulenken?
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 00:36 So 17.07.2011 | | Autor: | BigDeal |
Analog zu deinem Beispiel schlussfolgere ich:
Die Auslenkung jedes Gasteilchens nimmt pro Stoß um "die mittlere Freie Weglänge" ab.
A-Auslenkung der Gasteilchen (Ideales Gas)
n-Anzahl der Stöße
[mm] s_w-mittlere [/mm] freie Weglänge
Das nächste Gasteilchen wird also nach n-Stößen nichtmehr erreicht. Es gilt:
[mm] 0=A-n*s_w \gdw n=\bruch{A}{s_w}
[/mm]
Bei Wikipedia stand irgendwo für Gasteilchen:
[mm] A=\bruch{c_s}{2\pi *f}
[/mm]
Die Anzahl der Stöße multipliziert mit der Wellenlänge könnte jetzt die Reichweite des Redners liefern:
[mm] R=\lambda*n
[/mm]
[mm] R=\bruch{c_s*\lambda}{2\pi*f*s_w}=\bruch{\lambda^2}{2\pi*s_w}=\bruch{(0,33m)^2}{2\pi*2\mu m}\approx [/mm] 8666m
Stimmt das so?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 01:20 Di 19.07.2011 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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