Schallintensität
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Die Schallintensität ist die Energie nach Fläche und Zeit, die hilft zu verstehen, wie die Schallwelle räumlich verteilt ist.
ID:(1588, 0)
Schallintensität
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Die Schallintensität ist die Energie nach Fläche und Zeit, die hilft zu verstehen, wie die Schallwelle räumlich verteilt ist.
Variablen
Berechnungen
Berechnungen
Gleichungen
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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