Geschichte der Akustik

Als eine erste systematische Beschäftigung mit der Akustik gilt die Einführung von Tonsystemen und Stimmungen in der Musik im 3. Jahrtausend v. Chr. in China.

Aus der Antike ist die wissenschaftliche Beschäftigung mit der Akustik unter anderem von Pythagoras von Samos (ca. 570–510 v. Chr.) überliefert, der den Zusammenhang von Saitenlänge und Tonhöhe beim Monochord mathematisch analysierte.

Chrysippos von Soli (281–208 v. Chr.) erkannte den Wellencharakter von Schall durch einen Vergleich mit Wellen auf der Wasseroberfläche.
Der römische Architekt Vitruv (ca. 80–10 v. Chr.) analysierte die Schallausbreitung in Amphitheatern und vermutete die Ausbreitung von Schall als Kugelwelle.
Er beschrieb ebenfalls die Wirkungsweise von Helmholtz-Resonatoren zur Absorption tieffrequenten Schalls.

Bild:
Helmholtz-Resonator
aus Messing von ca. 1900

Leonardo da Vinci (1452–1519) erkannte unter anderem, dass Luft als Medium zur Ausbreitung des Schalls erforderlich ist und dass sich Schall mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreitet. Von Marin Mersenne (1588–1648) stammt neben anderen wissenschaftlichen Erkenntnissen zur Natur des Schalls auch die erste Angabe einer experimentell bestimmten Schallgeschwindigkeit.

Galileo Galilei (1564–1642) beschrieb den für die Akustik wichtigen Zusammenhang zwischen Tonhöhe und Frequenz.

Joseph Sauveur (1653–1716) führte die Bezeichnung „Akustik“ für die Lehre vom Schall ein. Isaac Newton (1643–1727) berechnete als erster die Schallgeschwindigkeit auf Grund theoretischer Überlegungen, während Leonhard Euler (1707–1783) eine Wellengleichung für Schall in der heute verwendeten Form fand.
Ernst Florens Friedrich Chladni (1756–1827) gilt als Begründer der modernen experimentellen Akustik; er fand die Chladnischen Klangfiguren, die Eigenschwingungen von Platten sichtbar machen. . . .

[wird fortgesetzt]
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Was ist eigentlich Akustik ? ..

Die Akustik
griechisch: akuein = hören
ist die Lehre vom Schall.

Schall (von althochdeutsch scal) bezeichnet allgemein das Geräusch, den Klang, den Ton, den Knall (Schallarten), wie er von Menschen und auch von Tieren vernommen werden kann. Schall stellt die Ausbreitung von kleinsten Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper) dar.

Mit Schallausbreitung bezeichnet man die Wellenerscheinung, die zur Fortpflanzung einer Druckstörung sowie der Übertragung des Schallwechseldrucks in einem Schallfeld führt. Zur Ausbreitung von Schall wird ein elastisches Medium benötigt, im Vakuum ist keine Schallübertragung möglich. In Gasen und Flüssigkeiten breitet sich der Schall als Longitudinalwelle aus, in festen Medien auch in Form von Transversalwellen und Biegewellen. Die Geschwindigkeit der Ausbreitung wird Schallgeschwindigkeit genannt.

Schall breitet sich in einem homogenen schallleitenden Medium nach allen Richtungen symmetrisch vom Erreger (also der Schallquelle) weg aus. Bewegt sich der Erreger im Medium (oder bewegt sich das Medium um den Erreger, was vom Medium aus betrachtet einer Bewegung des Erregers im Medium gleichkommt), so tritt der Dopplereffekt auf. Dieser tritt auch auf, wenn sich der Beobachter (Zuhörer) im Medium bewegt (bzw. entsprechend das Medium um den Beobachter).

Treffen mehrere Schallwellen aufeinander, so überlagern sie sich ungestört (Interferenz).

An Grenzflächen zwischen verschiedenen Medien ändern sich die Eigenschaften der Schallwelle. Insbesondere treten Absorption und Reflexion (zum Beispiel an Wänden) sowie Brechung auf. An der Grenzfläche Metall/Luft wird der Schall z. B. praktisch vollständig reflektiert.

Man unterscheidet den Nutzschall, wie Musik oder die Stimme beim Gespräch, und den Störschall, wie Baustellen- oder Verkehrslärm.

Als Wissenschaftsgebiet umfasst sie sämtliche damit zusammenhängenden Gesichtspunkte, so die Entstehung und Erzeugung, die Ausbreitung, die Beeinflussung und die Analyse von Schall. Weiterhin sind auch die Wechselwirkung von Schall mit Materialien sowie die Wahrnehmung von Schall durch das Gehör und seine Wirkung auf Menschen und Tiere Gegenstand der Akustik. Die Akustik ist ein interdisziplinäres Fachgebiet, das auf Erkenntnissen aus zahlreichen anderen Fachgebieten aufbaut, unter anderen der Physik, der Psychologie, der Physiologie, der Nachrichtentechnik und der Materialwissenschaft.

Zu den wichtigsten Anwendungen der Akustik gehört neben der Erforschung und Minderung von Lärm auch das Bemühen, einen Wohlklang hervorzurufen oder eine akustische Information zu übertragen. Außerdem ist der Einsatz von Schall zur Diagnose oder zu technologischen Zwecken eine wichtige Anwendung der Akustik.

Fortsetzung folgt . . .

SWR - Akustiklabor -Warum? Glas zersingen Simulation

Akustik - Definition des Schalldruckpegels

Akustik-Trainer

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