Was sind Schallwellen? Eine Definition

Eine Schallwelle entspricht der Ausbreitung von mechanischen Schwingungen in einem elastischen Medium. Diese Schwingungen werden unter anderem vom menschlichen Ohr wahrgenommen und an das Gehirn weitergeleitet, das sie als Töne interpretiert. Die Wissenschaft, die sich mit diesen Wellen befasst, nennt man Akustik.

Schallwellen können reflektiert werden, wenn man z. B. ein Echo hört. Sie können auch gebrochen werden, wenn sie durch eine Wand dringen. Schließlich kann es zu Interferenzen kommen. Eine Interferenz ist die Überlagerung von zwei oder mehr Schallwellen.

Schallwellen breiten sich im Gegensatz zu Lichtwellen nicht in einem Vakuum aus. Sie müssen sich auf ein materielles Medium stützen.

Eigenschaften von Schallwellen

Die Frequenz, ausgedrückt in Hertz (Hz), ist eine der wichtigsten Eigenschaften einer Schallwelle. Mit der Maßeinheit Hertz wird die Anzahl von sich wiederholenden Ereignissen pro Sekunde wiedergegeben. Bei einer Schallwelle gibt Hertz also an, wie oft sie pro Sekunde schwingt. Die Frequenzen der für den Menschen wahrnehmbaren Schallwellen ungefähr zwischen 20 Hz und 20 kHz.

Unterhalb dieser Werte befindet man sich im Infraschallbereich und oberhalb im Ultraschallbereich. Elefanten nutzen den Infraschallbereich, um über große Entfernung zu kommunizieren. Hunde und Katzen können aufgrund ihres guten Gehörs den Ultraschallbereich hören.

Es gibt noch weitere physikalische Eigenschaften des Schalls, wie beispielsweise:

• seine Intensität, ausgedrückt in Dezibel (dB). Sie entspricht der Amplitude der damit verbundenen Welle. Die Intensität eines Geräuschs kann zu Lärmbelästigung führen. Der Pegel einer lebhaften Unterhaltung 60 dB kann erreichen, während die Schmerzgrenze bei etwa 130 dB liegt.
• seine Klangfarbe, die mit der Form der Welle zusammenhängt. Schallwellen lassen sich in der Regel nicht durch perfekte Sinuskurven darstellen.

Geschwindigkeit der Ausbreitung einer Schallwelle

Die Schallgeschwindigkeit hängt von der Art, der Temperatur und dem Druck des Mediums ab, in dem sich die Schallwelle ausbreitet. Bei der Ausbreitung in einem perfekten Gas steigt die Geschwindigkeit mit zunehmender Dichte und/oder Kompressibilität des Gases.

Unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen beträgt die Schallgeschwindigkeit in der Luft etwa 340 m.s-1. In Wasser ist sie fast fünfmal so hoch.

Wenn sich ein Objekt in einem bestimmten Medium schneller als der Schall bewegt, sagt man, dass es die Schallmauer durchbricht.

Urhebender Autor: Nathalie Mayer