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Schallintensität
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Die Schallintensität ist die Energie nach Fläche und Zeit, die hilft zu verstehen, wie die Schallwelle räumlich verteilt ist.
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Schallintensität
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Die Schallintensität ist die Energie nach Fläche und Zeit, die hilft zu verstehen, wie die Schallwelle räumlich verteilt ist.
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Die Energie, die eine Schallwelle dem Medium zuf hrt, in dem der Schall sich ausbreitet, entspricht der kinetischen Energie der Teilchen. Mit die Molecule Geschwindigkeit ($u$) und die Masse eines Volumens des Mediums ($m$) Die Wellenenergie ($E$) ergibt sich die kinetische Energie zu:
$E=\displaystyle\frac{1}{2}mu^2$
die Energiedichte ($e$) wird erhalten, indem man die Wellenenergie ($E$) durch der Volumen mit Molekülen ($\Delta V$) teilt:
$e=\displaystyle\frac{E}{\Delta V}$
Durch die Einf hrung von die Mittlere Dichte ($\rho$) als:
$\rho=\displaystyle\frac{m}{\Delta V}$
erh lt man die Energiedichte:
Die Schallintensität ($I$) kann von die Mittlere Dichte ($\rho$), die Molecule Geschwindigkeit ($u$) und die Molare Konzentration ($c$) mit Hilfe von
berechnet werden, und da die Schalldruck ($p_s$) definiert ist als
folgt daraus, dass die Schallintensität ($I$) in Bezug auf die Schalldruck ($p_s$) ausgedr ckt werden kann durch
Beispiele
Intensit t ist die Leistung (Energie pro Zeiteinheit, in Joule pro Sekunde oder Watt) pro Fl che, die von einer Quelle ausgeht.
Daher wird die Schallintensität ($I$) als das Verh ltnis zwischen die Schallleistung ($P$) und die Abschnitt von Band DV ($S$) definiert, sodass es lautet:
Si se toma la energ a
$W=\displaystyle\frac{E}{T}$
Si por otro lado con
y con
por lo que
$I=\displaystyle\frac{W}{S}=\displaystyle\frac{E}{ST}=\displaystyle\frac{cE}{ScT}=\displaystyle\frac{cE}{V}$
osea con
Die die Energiedichte ($e$) wird aus die Mittlere Dichte ($\rho$) und die Molecule Geschwindigkeit ($u$) wie folgt erhalten:
Como la densidad de la energ a cin tica es con
se tiene que con
que la intensidad es con
Die Schallintensität ($I$) kann aus die Mittlere Dichte ($\rho$), die Schalldruck ($p_s$) Die Molare Konzentration ($c$) mit berechnet werden
Wie in anderen menschlichen Wahrnehmungssystemen ist unser Geh r in der Lage, Druckschwankungen in einem weiten Bereich wahrzunehmen $(10^{-5}-10^2 Pa)$. Wenn wir jedoch ein Signal verdoppeln, entspricht dies nicht dem doppelten Druck oder Schallintensit t, sondern vielmehr dem Quadrat dieser Gr en. Mit anderen Worten: Unsere F higkeit, Signale wahrzunehmen, arbeitet auf einer logarithmischen und nichtlinearen Skala.
Daher wird der Geräuschpegel ($L$) nicht in die Schallintensität ($I$) oder die Referenz Intensity ($I_{ref}$) angegeben, sondern im Zehnerlogarithmus dieser Gr en. Insbesondere nehmen wir die niedrigste Schallintensit t wahr, die wir wahrnehmen k nnen, die Referenz Intensity ($I_{ref}$)
, und verwenden sie als Referenz. Die neue Skala wird mit
Der Schalldruck, den wir mit unserem Ohr wahrnehmen k nnen und der mit die Referenzdruck, Wasser ($p_{ref}$) bezeichnet wird, betr gt $2 \times 10^{-5} , Pa$.
Da die Schallintensität ($I$) mit die Schalldruck ($p_s$), die Mittlere Dichte ($\rho$) und die Speed of Sound ($c$) gleich ist
kann ein Wert von die Referenz Intensity ($I_{ref}$) basierend auf dem Wert von die Referenzdruck, Wasser ($p_{ref}$) berechnet werden:
Dies wird mit einer Dichte von $1.27 , kg/m^3$ und einer Schallgeschwindigkeit von $331 , m/s$ erreicht, was $9.5 \times 10^{-13} , W/m^2$ entspricht.
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