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| Vermeide die Verwendung der psychoakustischen Ausdrücke Lautstärke und Lautheit. Diese subjektive Schall-Empfindung ist nicht eindeutig messbar. Die Begriffe "Lautstärke" oder "Lautheit" sind ein Problem, weil diese zur Psycho- Akustik gehören und solch eine persönliche Empfindung nicht klar bestimmbar ist. Lautheit oder Lautstärke wird als psychologische Ergänzung der physischen Schall- Stärke (Amplitude) auch nach anderen Parametern als dem Schalldruck beurteilt, einschließlich der Frequenz, der Bandbreite, der spektralen Zusammensetzung, dem Informationsgehalt, der zeitlichen Struktur, der subjektiven Einstellung, sowie der Einwirkungsdauer des Schallsignals. Der gleiche Schall erzeugt nicht bei allen Individuen (Menschen) die gleiche Lautheitsempfindung. |
| Als psychoakustische Größen zur Beschreibung der "Lautstärke" gibt es den "Lautstärkepegel" (Lautheitspegel) LN mit der Einheit Phon und die "Lautheit" N mit der Einheit Sone. |
| In der realen Welt ist das reziproke Quadratgesetz (das quadratische Abstandsgesetz) I ~ 1 / r2 eine Idealisierung, weil man genau gleiche Schallausbreitung der Schallintensität Ials Schallenergiegröße in alle Richtungen annimmt. Gibt es reflektierende Oberflächen im Schallfeld, dann wird reflektierter Schall dem direkten Schall hinzugefügt und man erhält mehr Schall an einer Hörposition, als das reziproke Quadratgesetz voraussagt. Wenn es Schallhindernisse zwischen der Quelle und dem Messpunkt gibt, dann bekommt man geringere Werte, als das Quadratgesetz voraussagt. Dennoch ist dieses umgekehrte Quadratgesetz eine angenäherte Schätzung für die Schallintensität als Energiegröße, die man an einem entfernten Punkt im Direktfeld (Freifeld) erhalten würde. Der Bezugschallintensitätspegel I0 = 0 dB entspricht der Schallintensität von I0 =1 pW/m2 = 1 · 10−12 W/m2. Hinweis: Da der Schallintensitätspegel (Energiegröße) nur schwer messbar ist, wird üblicherweise dafür der Schalldruckpegel (Feldgröße) in Dezibel gemessen. Eine Verdoppelung des Schalldrucks erhöht den Schalldruckpegel um 6 dB. Schalldruck in Pa ist wirklich keine Schallintensität in W/m². |
| Man kann numerisch das 1/r2-Gesetz erforschen und bestätigen, dass bei Abstandsverdopplung die Schallintensität I als Schallenergiegröße auf ein Viertel (0,25) des Anfangswerts, also um etwa (−)6 dB abfällt, und dass bei zehnfacher Entfernung von der Schallquelle die Schallintensität I auf ein Hundertstel (0,01) des Anfangswerts, also um etwa 20 dB abnimmt. |
| Es gibt keine Lärmabnahme oder Schallverminderung pro Meter. Die Schallpegelabnahme geht mit 6 dB pro Abstandsverdopplung. Schallleistung bzw. Schallleistungspegel haben mit der Entfernung absolut nichts zu tun. |
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Merke: Die abgestrahlte Schallleistung (Schallintensität) ist die Ursache und der Schalldruck ist die Wirkung oder der Effekt. Wobei besonders den Tontechniker die Schallwirkung interessiert. Die Wirkung der Temperatur und des Schalldrucks: Schalldruck und Schallleistung – Wirkung (Effekt) und Ursache. |
| Akustiker und Schallschützer ("Lärmbekämpfer") brauchen die Schall- intensität und die Schallleistung – jedoch benötigen Tontechniker und Sound-Designer ("Ohrenmenschen") diese Schallenergiegröße kaum. Daher sollte man sich eher um die Schallfeldgröße, den Schallwechseldruck kümmern und um den Pegel (Schalldruckpegel SPL) als Wirkung an den Trommelfellen des Gehörs und an den Membranen der Mikrofone, sowie der entsprechenden Audiospannung bzw. seinem Spannungspegel. |
Schalldruck und Schallleistung − Wirkung und Ursache
Schallintensitätspegel und Schallintensität
| Einfach den Wert links oder rechts eingeben. Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des ↔ Zeichens. |
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Schallintensitätsberechnung mit dem reziproken Quadratgesetz
| Der Zusammenhang von Schallintensität, Schalldruck und Quadratgesetz: (r ist der Abstand von der Schallquelle zum Messpunkt) I ~ 1 / r2 |
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Formeln zur Abstandsdämpfung (Abstandsänderung) −
Berechnung der Änderung der Schallintensität
| Die Schallintensität nimmt umgekehrt proportional quadratisch mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle ab, also mit 1 / r2: |
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| Hierbei ist: | ||
| I1 | = | Schallintensität 1 bei kleinem Abstand r1 von der Schallquelle |
| I2 | = | Schallintensität 2 bei größerem Abstand r2 von der Schallquelle |
| r1 | = | kleiner Abstand r1von der Schallquelle |
| r2 | = | größerer Abstand r2 von der Schallquelle |
| Anmerkung: Da die Schallintensität schwierig zu messen ist, ist es üblich, den Schalldruck zu messen. Das Verdoppeln des Schalldrucks erhöht den Schalldruckpegel (SPL) um 6 dB. |
| Der Schalldruckpegel Lp in Abhängigkeit von der Schallquellenentfernung r im Raum  D: Direktschallfeld der Kugelquelle R: Raumschallfeld (Diffusfeld) rH: Hallradius |
| Bei Entfernungsverdopplung fallen die Werte für den Schalldruck auf die Hälfte des Anfangswerts. Bei Entfernungsverdopplung fallen die Werte für die Schallintensität auf ein Viertel des Anfangswerts. Dieses entspricht einer Pegelabnahme um 6 dB. Für die Pegeländerung in dB gilt: |
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| Sicher verringert eine Verdoppelung der Distanz, des Abstands oder der Entfernung von der Schallquelle im Direktfeld den "Schallpegel" immer um (−)6 dB, egal ob es sich um den Schallintensitätspegel oder den Schalldruckpegel handelt! Dabei verringert sich die Schallintensität I (Energiegröße) auf 1/22 = 1/4 (25 %) und der Schalldruck p (Feldgröße) auf 1/2 (50 %) des jeweiligen Anfangswerts. Das reziproke Quadratgesetz 1/r2 gilt für das Abstandsverhalten von Energiegrößen und das reziproke Abstandsgesetz 1/r gilt für das Abstandsverhalten von Feldgrößen. Die Energiegröße ist proportional der Feldgröße zum Quadrat – z. B. I ~ p2. |
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Wie ist der Schallpegel von der Entfernung zur Schallquelle abhängig? Der Schallpegel nimmt im Freifeld mit 6 dB pro Abstandsverdopplung ab, dabei sinkt der Schalldruckauf die Hälfte - und nicht auf ein Viertel. Es ist die Schallintensität, die dabei auf ein Viertel des Anfangswerts sinkt. Zur irrigen Meinung, dass der Schall quadratisch mit der Entfernung abnimmt |
| Schallenergiegröße Schallintensität, Schallenergiedichte, Schallenergie, Schallleistung, (elektrische Leistung). Reziprokes Quadratgesetz 1/r² |
Schallfeldgröße
 Schalldruck, Schallschnelle, Amplitude, Schallauslenkung, Spannung, (Stromstärke, elektrischer Widerstand). Reziprokes Abstandsgesetz 1/r |
| Umrechnungen und Berechnungen - Schallgrößen und ihre Pegel Umrechnung von Schallgrößen (Pegel) Änderung des Schalldruckpegels mit der Entfernung |
Häufig vorkommende falsche Behauptungen mit Schallgrößen
im Zusammenhang mit dem Abstand von der Schallquelle.
Falsche Abnahme vom Schalldruck mit der Entfernung zur Schallquelle − ohne Quadrat! p ~ 1 / r
| Richtige Version | Falsche Formulierung |
| Die Schallintensität (Energie) nimmt bei zunehmender Entfernung von der Quelle mit 1/r2 ab. Das ist das reziproke Quadratgesetz 1/r2. |
Die Schallintensität (Energie) nimmt bei zuneh- mender Entfernung von der Schallquelle umgekehrt proportional mit dem Abstand 1/r ab. falsch |
| Der Schallintensitätspegel nimmt bei Verdopplung des Abstands um (−)6 dB ab, also auf 1/4 (25 %) des Intensitäts-Anfangswerts. |
Der Schallintensitätspegel nimmt bei zunehmender Entfernung von der Schallquelle mit (−)3 dB je Abstandsverdopplung ab. falsch |
| Der Schalldruck (Amplitude) nimmt bei zuneh- mender Entfernung von der Schallquelle mit 1/r ab. Das ist das reziproke Abstandsgesetz 1/r. |
Der Schalldruck (Amplitude) nimmt bei zuneh- mender Entfernung umgekehrt proportional mit dem Abstand-Quadrat, also mit 1/r2 ab. Sehr falsch |
| Der Schalldruckpegel nimmt bei Verdopplung des Abstands um (−)6 dB ab, also auf 1/2 (50 %) des Schalldruck-Anfangswerts. |
Der Schalldruckpegel nimmt bei zunehmender Entfernung von der Schallquelle mit (−)3 dB je Abstandsverdopplung ab. falsch |
Schalldruck ist nicht Schallintensität
| Weder die Schallleistung, noch der Schallleistungspegel nimmt bei Verdopplung des Abstands um einen Wert bzw. um irgendwelche dBs ab. Weshalb ist das so? Der Schallleistungspegel quantifiziert die gesamte von einem Objekt als Schall abgestrahlte Energie. Anders als der Schalldruck ist die Schallleistung unabhängig von der Entfernung zum Objekt, dem umgebenden Raum und anderen Einflüssen. |
Wieviel dB Pegeländerung ist denn zweimal (doppelt, halb) oder dreimal so laut?
Schalldruck ist nicht Schallintensität
| Unterscheide: Schalldruck p ist eine "Schallfeldgröße" und Schallintensität I ist eine "Schallenergiegröße". Selten wird dieses in der Lehre scharf genug getrennt und bisweilen sogar unrichtig gleichgesetzt. Aber I ~ p2. |
| Frage: Wie geht denn die Abnahme der Schallleistung mit der Entfernung?" Antwort:" April - April. Die Schalleistung Pak nimmt nicht mit der Entfernung von der Schallquelle ab." Der Schallleistungspegel bzw. die Schallleistung ist fest an die Schallquelle gebunden. Die Schallleistung ist von der Entfernung wirklich unabhängig. Schalldruckpegel und Schallintensiätspegel verringern gleichermaßen mit der Entfernung von der Schallquelle ihren Dezibel-Wert. Jedoch hat die Schallleistung bzw. der Schallleistungspegel nichts (!) mit der Entfernung von der Schallquelle zu tun. Gedankenhilfe: Eine 100-Watt-Glühlampe hat in 1 m und in 10 m Entfernung wirklich immer die gleichen 100 Watt, die von der Lampe ständig abgestrahlt (emittiert) wird. Diese Watt ändern sich nicht mit der Entfernung. Eine häufige Frage: "Ist die Schallleistung entfernungsabhängig oder abstandsabhängig?" Die klare Antwort ist: "Nein, weder noch." |
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| Abnahme von Schalldruck, Schallschnelle und Schallintensiät im Nahfeld und im Fernfeld eines Kugelstrahlers 0. Ordnung |
| Akustiker und Schallschützer (Lärmbekämpfer) interessieren sich überwiegend für die Schallenergiegrößen und betrachten darum hier den Wirkintensitätsabfall bei Entfernungsverdopplung. Tontechniker und Sound-Designer (Ohrenmenschen) interessieren sich überwiegend für die Schallfeldgrößen und betrachten darum hier den Schalldruckabfall bei Entfernungsverdopplung. Alle betrachten vereint die gleiche Linie! Ist das nicht schön?Trotzdem verläuft der Abfall des Schalldrucks mit 1/r und der Abfall der Schallintensität mit 1/r2 . Das sollte man schon richtig verstehen. I ~ p2. Intensität ist proportional zum Quadrat der Amplitude des Schalldrucks. |
| Unser Gehör (Trommelfell) ist direkt für den Schalldruck empfindlich. Aus geschichtlicher
Sicht wurden die Pegeldifferenzen beim Stereohören "Intensitäts"-Unterschiede genannt. Aber Schallintensität ist eine spezifisch definierte Größe, die nicht durch ein Mikrofon aufgenommen werden kann, noch würde es für eine Tonaufnahme nützlich sein, wenn das so wäre. Darum nenne "Intensitäts"-Stereofonie besser Pegeldifferenz-Stereofonie. Wenn man als Tontechniker mit der Überprüfung der Tonqualität durch das Gehör zu tun hat, dann denkt man an die Schallwellen, welche die Trommelfelle durch den Schallwechseldruck als Schallfeldgröße bewegen. Dazu gibt es den Rat: Vermeide als Tontechniker möglichst die Verwendung von Schallleistung und Schallintensität als Schallenergiegrößen. |
| Wie nimmt der Schall mit der Entfernung ab? |
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