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GRAFISCHE DARSTELLUNG VON SCHALLWELLEN
Die Eigenschaften einer Schallwelle können mit einer Grafik genau dargestellt werden. Hierzu wird die Bewegung der schwingenden Teilchen in ein Koordinatensystem eingetragen, unabhängig davon, ob es sich um eine Transversal- oder eine Longitudinalwelle handelt. Dabei entspricht der y-Achse die Abweichung der schwingenden Teilchen aus der Ruhelage (Elongation e), der x-Achse entspricht die Zeit ( t ).
Es sind relevant:
- Die Frequenz f - die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Sie wird von der
Tonhöhe beeinflusst.
(Die Einheit für die Frequenz ist Hertz [Hz].)
- Die Periode - die Form der Schallwelle (in der Grafik unten rot), die der Bewegung des Teilchens entspricht.
Sie wird von der Klangfarbe beeinflusst.
- Die Amplitude A - der größte
Schwingungsausschlag des Teilchens. Je größer die Amplitude, desto lauter der Schall.
(Die Einheit für die Lautstärke ist Dezibel [dB].)
- Die Phase - beschreibt, zu welcher Zeit an welchem Ort der Welle sich
das Teilchen befindet, d.h seinen momentanen Schwingungszustand (in der Grafik unten grün, x: drei
unterschiedliche Phasenzustände).
- Die Wellenlänge λ - der komplette
Durchlauf einer Schwingungsperiode zwischen zwei gleichen Phasen.
(Die Einheit für die Wellenlänge ist Meter [m] ).
Die Anzahl der durchlaufenen Wellenlängen pro Sekunde entspricht der Frequenz des Tones.
Die oben abgebildete Schallwelle entspricht einem Schall mit nur einer Frequenz. Hat der Mensch nicht seine Finger im Spiel, kommt ein solcher Schall so gut wie nie vor.