Schallgeschwindigkeit

Für die Schallgeschwindigkeit c gilt die Formel

Die Einheit der Schallgeschwindigkeit ist Meter pro Sekunde (m/s).

Schallgeschwindigkeit in festen Körpern
hängt ab von der Dichte p und des Elastizitätsmoduls E des Festkörpers und berechnet sich aus



Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten
hängt ab von der Dichte p und des Kompressionsmoduls K der Flüssigkeit und berechnet sich aus



Formel für die Wellenlänge



Wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit und f die Frequenz der Welle ist.
Der Wellenlängenbereich von Schall in Luft beträgt 1,7cm < Wellenlänge < 17m.
Für tief frequente Bereiche beträgt sie 17m, für höher frequente Schallereignisse 1,7cm.

Tabelle Frequenz und Wellenlänge
Frequenz Wellenlänge
16 Hz 21,2 m
20 Hz 17 m
100 Hz 3,4 m
1 kHz 34 cm
10 kHz 3,4 cm
16 kHz 2,1 cm
20 kHz 1,7 cm

Das Prinzip der Schallausbreitung entspricht den allgemeinen Gesetzen der elektromagnetischen Wellen, Wasserwellen oder Licht. Unterschiede ergeben sich auf Grund von anderen Kenngrößen von Wellenlänge, Ausbreitungsgeschwindigkeit und Frequenz. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Schallwelle beträgt in Luft ca. 343 m/s, variiert jedoch mit der Temperatur. Sie nimmt mit der Wurzel aus der absoluten Temperatur zu.

Tabelle Temperatur und Schallgeschwindigkeit
Temperatur (? C) c (m/s) Schallgeschwindigkeit
- 10 324
0 330
10 337
20 343
30 349
40 355

Schallwellen können sich umso schneller ausbreiten, je höher die Elastizität (EM) des Mediums ist und je geringer seine Massendichte (Pm) ist. Das Maß für die Ausbreitungsfähigkeit ist die Schallgeschwindigkeit vM eines Mediums.

Die Schallgeschwindigkeiten können in unterschiedlichen Medien stark voneinander abweichen. Ebenso spielt die Temperatur eine wichtige Rolle. Elastische Medien dehnen sich mit steigender Temperatur aus, dadurch nimmt die Dichte ab und die Schallgeschwindigkeit steigt. Schwankungen in der Schallgeschwindigkeit können auch noch Verunreinigung oder Feuchte des elastischen Mediums bedingen.

Tabelle Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Medien
Medium Schallgeschwindigkeit in m/s
Luft 344
Wasser 1480
Eis 3200
Glas 5300
Blei 1200
PVC weich 80
PVC hart 1700
Beton 3100
Buchenholz 3300


Module, die für die Durchführung vorausgesetzt werden