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Autor Thema: Wellenfeldsynthese  (Gelesen 56626 mal)
emsig
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« Antworten #20 am: 10. Juli 2015, 09:28:17 »

...
Es kann aber sein, dass solche Kombinationstöne auch bei uns "im Kopf" "erzeugt" werden. Das wäre dann weniger ein akustisches als ein psychologisches Phänomen. Ähnlich wie wir bei optischen Täuschungen Dinge sehen, die so gar nicht da sind. 
Das ist ein sehr schöner Vergleich!
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hans
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« Antworten #21 am: 22. Juli 2015, 21:13:31 »

Es kann aber sein, dass solche Kombinationstöne auch bei uns "im Kopf" "erzeugt" werden. Das wäre dann weniger ein akustisches als ein psychologisches Phänomen.
oder ein biologisches,.. und ich glaube, das mal so gelernt zu haben.

Was die Beugung und Brechung angeht, ist die nach dem, was ich verstanden zu haben glaube, sowohl bei elektromagnetischen als auch bei Materiewellen (und egal, ob transversal oder longitudinal) in ihrer Stärke energieabhängig. Die Energie eines Quants elektromagnetischer Strahlung berechnet sich als Produkt des Planckschen Wirkungsquantums h und der Frequenz des Quants, d.h. sie steigt mit der Frequenz, und in diesem Maße nimmt die Brechung  (der Sinus des Brechungswinkels, wenn ich mich recht erinnere) ab. Lediglich die Strukturen, mit denen sich die entspr. Auswirkung erreichen läßt, sind in der Größe proportional der Wellenlänge.

Wenn ich das auf Schallwellen übertrage, ist mindestens erklärbar, warum die Brechung und Beugung bei tiefen Frequenzen stärker ist und Ultraschall sich sehr gut fokussieren und ausrichten läßt.. fragen Sie Ihren Arzt oder Physiotherapeuthen...

Was die Tonwahrnehmung angeht, kann man natürlich mit hohen Frequenzen, also kurzen Wellenlängen, auch mit kleinen Laufwegdifferenzen besser einen wahrnehmbaren Phasenunterschied als mit mit tieden Tönen erreichen, weshalb man die Richtung aus hochfrequenten Geräuschen wahrnimmt (bei 1 kHz hat man z.B. bei nur ca. 3,5 cm Wegdifferenz einen Phasenunterschied von 10 % entspr. 18°, nur um mal 'nen Anhaltspunkt zu haben. Das bei 100 Hz zu erreichen, dürfte mit normalem Ohrabstand ohne Hilfsmittel unmöglich sein). Wer einen Hochton-Tinnitus "sein Eigen nennt", kann das schmerzlich bestätigen... meiner liegt bei 7 und gut 11,5 kHz.

Und klar wird sich der Schall eines auslösenden Ereignisses zunächst kugelförmig ausbreiten wollen (wie übrigens auch die von einem Funken, Stromstoß oder Potentialsprung ausgelöste elektromagnetische Welle) - was ihm einfach konstruktiv bedingt nur zu selten gelingt..  genau damit erreicht man ja die bevorzugte Ausbreitung in einer Richtung zu Lasten anderer. Im Bereich des Elektromagnetismus erreicht man das durch anregbare Ladungsträger (freie Leitungselektronen, Ionen oder bei hohen Frequenzen, z.B. Licht, auch gebundene Elektronen), im Bereich der Akustik durch Wände etc. frequenzunabhängig und durch schwingfähige Systeme, z.B. Resonanzkörper frequenzabhängig/-selektiv (OK, weiß mindestens hier jeder). Andernfalls, d.h. ohne effektive Möglichkeit zur Schallfokussierung, hätten wir viel mehr Lärmpausen für wenigstens einige Instrumentsalisten im mittleren und oberen Bereich nötig...

Viele Grüße aus Mitteldeutschland
Hans
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Mikelectric
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« Antworten #22 am: 30. Juli 2015, 00:45:12 »

Insbesondere dies ist auch für Schallwellen ganz wichtig!

Beeinflussen sich Schallwellen wirklich gar nicht gegenseitig?

Im Bereich unserer physikalischen Alltagsparameter gilt das Superpositionsprinzip ohne Einschränkung. Zwei Signale addieren sich, da sind keine Kreuzterme oder so was. Wenn eine Schallwelle von links kommt und eine von rechts, laufen sie ohne gegenseitige Beeinflussung durcheinander hindurch. An jedem Ort ist die Auslenkung jederzeit die Summe der Auslenkungen. Wenn die Schallwellen sich passiert haben, sind sie wie vorher.
Mir ist nicht klar, was Du mit "Intermodulation" meinst. Es entsteht nur die Summe. Was man hört, ist immer eine Interpretation, die Ohr, Nervensystem und Gehirn aus dem Schallsignal erzeugen.
Mit gegenseitiger Beeinflussung meine ich ja gerade diese Modulation, die passiert wenn zwei Schallwellen aufeinandertreffen. Freilich bildet sich an jedem Punkt die Summe der Auslenkungen der beiden Wellen. Wenn es sich aber um zwei verschiedene Frequenzen handelt, dann entsteht eben in der Hüllkurve der Summe beider Frequenzen eine ganz neue Frequenz, die hier sichtbar wird und die vorher nirgends vorhanden war. Das beruht also nicht nur auf schlichter "Einbildung" des Gehörs bzw. des Gehirns. Diese Schwebungsfrequenz zwischen zwei Tönen ist ja durchaus auch messbar.

Sind beide Schallwellen vollständig durcheinander hindurch gewandert und wir betrachten nun nicht mehr das Summenfeld, dann haben wir natürlich auch wieder die beiden Töne für sich alleine. Wir müssen uns nur mit Schallgeschwindigkeit mitbewegen  Zwinkern

Wie verhält sich das selbe wohl beim Licht??

Grundsätzlich bestehen Schallwellen in Luft aus Verdichtungen und Verdünnungen der Luft. Also gegenüber dem normalen Umgebungsluftdruck aus Zonen mit erhöhtem und Zonen mit vermindertem Luftdruck. Nun hat Luft aber das Bestreben einen Überdruck in alle verfügbaren Richtungen gleichmäßig abzubauen, sofern eben keine Hindernisse im Weg sind. Das erklärt auch die grundsätzliche Eigenschaft von Schallwellen, sich kugelförmig ausbreiten zu wollen. Dies kann nur durch rein mechanische Maßnahmen verhindert werden, wie z.B. Wände oder eben andere akustische Begrenzungsflächen wie z.B. Schallführungselemente von Lautsprecherboxen. Hat der Schall diese Begrenzungsflächen dann aber passiert, lässt sich im weiteren Verlauf nicht mehr verhindern, dass sich der Schall wieder kugelförmig ausbreiten will. Insofern gelingt eine "Ausrichtung" bei Schall niemals vollständig im Gegensatz zu Licht oder elektromagnetischen Wellen. In einem gewissen Abstand nach der Schallführung wird die Ausbreitung wieder zunehmend ungerichtet, bzw. verläuft dann auch irgendwann die Amplitude im dämpfenden Medium gegen Null.

Ein gerichteter Lichtstrahl (z.B. Laser) bewegt sich dagegen nahezu unverändert gerichtet fort bis in alle Ewigkeiten des Universums.

Also ist es eine sehr schlechte Idee die Akustik mit Lichtstrahlen erklären zu wollen  Schlaumeier
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emsig
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« Antworten #23 am: 30. Juli 2015, 10:34:56 »

Mit gegenseitiger Beeinflussung meine ich ja gerade diese Modulation, die passiert wenn zwei Schallwellen aufeinandertreffen.
"Modulation" ist für eine einfache Summenbildung vermutlich nicht der richtige Begriff.
Zitat
Freilich bildet sich an jedem Punkt die Summe der Auslenkungen der beiden Wellen.
Dann habe ich Dich mißverstanden. Für diesen Sachverhalt zu sagen, daß sich die Schallwellen gegenseitig beeinflußten, ist mißverständlich. Unter gegenseitiger Beeinflussung verstehe ich z.B., wenn zwei benachbarte Pfeifen zusammen anders (ein)schwingen als wenn nur jeweils eine pfeift, also gerade nicht eine Summenbildung. (Lassen wir dahingestellt, ob das so ist und ob es in einer Orgel eine Rolle spielt oder nicht.)

Wir sind uns also einig, daß das Zusammenspiel mehrerer Schallereignisse ein rein linearer Vorgang ist.
Zitat
Wenn es sich aber um zwei verschiedene Frequenzen handelt, dann entsteht eben in der Hüllkurve der Summe beider Frequenzen eine ganz neue Frequenz, die hier sichtbar wird und die vorher nirgends vorhanden war. Das beruht also nicht nur auf schlichter "Einbildung" des Gehörs bzw. des Gehirns. Diese Schwebungsfrequenz zwischen zwei Tönen ist ja durchaus auch messbar.
"Hüllkurve" ist auch ein haariger Begriff. Ich halte ihn für schwer mathematisch faßbar (hast Du eine Definition?) und habe auch keine Vorstellung, wie ein Hüllkurvendetektor im Gehör aussehen könnte. Wie mißt man die Schwebungsfrequenz? Messen kann man das Spektrum und die Autokorrelation. Da zeigt sich, daß man eben *nicht* die niedrigste Frequenz hört, die im Spektrum aufscheint, sondern den ersten signifikanten Peak der Autokorrelation.
Zitat
Sind beide Schallwellen vollständig durcheinander hindurch gewandert und wir betrachten nun nicht mehr das Summenfeld, dann haben wir natürlich auch wieder die beiden Töne für sich alleine. Wir müssen uns nur mit Schallgeschwindigkeit mitbewegen  Zwinkern
Da ist so, aber es ist doch keineswegs selbstverständlich. Die Wellen könnten sich, eine von links und eine von rechts kommend, am Treffpunkt einfach gegenseitig auslöschen, statt weiterzuwandern. Dort würde sich dann eben die Luft erwärmen - irgendwo müßte die Energie ja bleiben.
Zitat
Wie verhält sich das selbe wohl beim Licht??
....
Was man bestimmt sagen kann: Es ist kompliziert, und ich weiß zu wenig Bescheid. Viele Fragen. Mit schnellem Googeln werde ich nicht wirklich schlau. Gilt das Huygens-Prinzip auch für Laserstrahlen? Unter welchen Bedingungen fächern Laserstrahlen wenig auf? Gibt es akustische Laser? Kann man manches nur im Photonenmodell verstehen? Was sind Phononen? Solitonen? So viele Antworten im Netz. Uff, bin überfordert.

Unmittelbar klar ist aber wegen der Symmetrie der Schallausbreitung: Du kannst in einem Hohlraum, dessen Außenwand dicht mit Lautsprechern besetzt ist, im Innenraum an jedem Punkt einen beliebig vorgegebenen stetigen Luftdruckverlauf erzeugen. Zumindest im Idealfall winzigkleiner Lautsprecher.

Zitat
Also ist es eine sehr schlechte Idee die Akustik mit Lichtstrahlen erklären zu wollen  Schlaumeier
Einverstanden. Aber es ist keine schlechte Idee, sie mit universellen Prinzipien erklären zu wollen, die sowohl für Schall- als auch für Lichtwellen gelten.

Gruß,
Markus
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« Antworten #24 am: 30. Juli 2015, 12:35:25 »

https://de.wikipedia.org/wiki/Saser
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