Schall(iges)

[Tontechniker]

Ist das so verständlich?

Ja, nur führt uns das nicht weiter. Wenn man nur einen einzelnen Impuls betrachtet, fehlen wesentliche Parameter, die für die Betrachtung einer Schallwelle essentiell sind.

Doch, es führt uns schon weiter.
Weil nun zwei Pulse gesendet werden, in einem Abstand von 1 Millisekunde.

Die Beobachter sind angewiesen den zeitlichen Unterschied der beiden Pulse zu erfassen.
Die beiden Pulse sausen an allen Beobachtern vorbei.

Was sagen die Beobachter:
- sagen alle dass die Impulse in einem Abstand von 1 ms an ihnen vorbeigekommen sind?
- sagen sie Unterschiedliches?


Kurt

Ich finde den Versuchsaufbau immer noch nicht konkret genug beschrieben. Was ich wissen möchte, ist: Wenn die Schallgeschwindigkeit sich verändert, wenn der Impuls sich z.B. zwischen Beobachter 2 und 3 befindet, ändert sich dann die Schallgeschwindigkeit auch dort, wo sich alle anderen Beobachter befinden, also ändert sich die Schallgeschwindigkeit für den gesamten Versuchsaufbau oder nur in diesem speziell abgegrenzten Bereich. Falls die Schallgeschwindigkeit sich nur in diesem abgegrenzten Bereich ändert, hätte ich gerne ein Beispiel für eine konkrete Situation oder Anwendung, für die dieser Versuchsaufbau relevant sein sollte.

[Kurt]

Ich finde den Versuchsaufbau immer noch nicht konkret genug beschrieben. Was ich wissen möchte, ist: Wenn die Schallgeschwindigkeit sich verändert, wenn der Impuls sich z.B. zwischen Beobachter 2 und 3 befindet, ändert sich dann die Schallgeschwindigkeit auch dort, wo sich alle anderen Beobachter befinden, also ändert sich die Schallgeschwindigkeit für den gesamten Versuchsaufbau oder nur in diesem speziell abgegrenzten Bereich. Falls die Schallgeschwindigkeit sich nur in diesem abgegrenzten Bereich ändert, hätte ich gerne ein Beispiel für eine konkrete Situation oder Anwendung, für die dieser Versuchsaufbau relevant sein sollte.

Praktisch versuche ich es mir so vorzustellen.
Es gibt mehrere Räume in einem Kühlhaus, jeder Raum hat eine andere Temperatur.
Die Räume sind durch -Türen- verbunden die aus einer durchsichtigen Hängefolie bestehen.

Die | sind die Türöffnungen mit den dicken Folien, durch sie geht Schall weiter zum anderem Raum.
Die Beobachter stehen mitten im Raum und können das messen was wir gerade sehen wollen.
Durch die unterschiedlichen Temperaturen der Räume wird Schall in ihnen unterschiedlich schnell weitergeleitet.
Die Temperaturen verändern sich nicht, somit ist sichergestellt dass sich wärend unserer Betrachtung nichts verändert.


.....................Lsp..............B1..............B2...............B3...............B4..............B5........usw..
---------------------->.....300................|.....600.........|.....900......|........200......................>..
.......................|.......Raum1.........|.......R2........|......R3......|.....R4........|.....R5................
.....................T1
...............................................T2

Ausserhalb Raum1 steht der Lautsprecher, er gibt den Puls, oder auch ein Dauersignal, die 1000 Hz, ab.

Nehmen wir den Puls, also ein einmaliges kurzes Ereignis.
Dieses tritt bei der ersten Türe (T1) in den Raum1 ein, darin wird er/das Ereignis, als Drukunterschiedsausgleich, mit 300 m/s weitergeleitet,
kommtr am B1 vorbei, erreicht irgendwann die Türe T2.
An der Türe zwei (T2) wird der Puls, das Druckereignis, nun mit 600 m/s im Raum2 weitergereicht, kommt also mit 600 m/s am Beobachter zwei (B2) vorbei.
Das geht so weiter (mit jeweils der Raumspezifischen Geschwindigkei) bis der Puls den Raum5 verlässt.

Da können wir nur festellen dass es halt soundsolange gedauert hat bis der Impuls bei den einzelnen Beobachtern vorbei kam.

Wenn jetzt zwei Impulse im Abstand von 1 ms auf die Reise geschickt werden so finden beide auf ihrem Weg bis zum Ausgang identische Umstände vor.
Die Temperaturen der einzelnen Räume sind immer noch so wie vorher auch waren (somit die Schallgeschwindigkeit in ihnen auch).

Die Beob. können nun festellen in welchem zeitlichem Abstand die beiden Pulse an ihnen vorbeirauschten.
Sie berichten alle dass der Unterschied 1 ms war.

Das ist der Hinweis dass die Schallgeschwindigkeit im jeweiligem Raum keine Rolle spielt, denn der Abstand war ja immer eine Millisekunde.

Kurt

.

[Tontechniker]

In diesem Fall wird es keine Änderung der Frequenz bzw. des zeitlichen Abstands zwischen zwei Impulsen geben, da die Bedingungen ja gleich bleiben und alle Impulse (bzw. Wellenberge) die gleichen Hindernisse (wie im Beispiel mit den Sportlern) zu überwinden haben. Was damit jetzt aber bewiesen werden sollte, ist mir unklar.

[Kurt]

In diesem Fall wird es keine Änderung der Frequenz bzw. des zeitlichen Abstands zwischen zwei Impulsen geben, da die Bedingungen ja gleich bleiben und alle Impulse (bzw. Wellenberge) die gleichen Hindernisse (wie im Beispiel mit den Sportlern) zu überwinden haben. Was damit jetzt aber bewiesen werden sollte, ist mir unklar.

Es soll erstmal nur gezeigt werden dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit keinen Einfluss auf die Frequenz hat.

Auch soll der "Blick" dafür geschärft werden dass die -Wellenlänge- ein Sekundär_Rechenergebnis" ist, also nicht auf den Umkehrschluss verfallen werden dass die Wellenlänge irgendetwas bewirken könnte was sich auf die Frequenz auswirkt, diese irgendwie beeinflusst.
Rechnerisch geht alles, sinnvoll ist es aber sehr oft nicht.
Ganz grob gesagt: Die Welle existiert nicht, darum hat sie auch keine Wirkmöglichkeit.

Als nächstes möchte ich das Verhalten der Frequenz besehen wenn keine Strasse mehr als gemeinsamer Bezug vorhanden ist, das ist dann in etwa der Ausgangsbeitrag.

B sei unser Bezugspunkt, auf einer Strasse liegend.
L = Lautsp. M sei das MIC, die ------- Luft.


-------------------M------------B-------------L-------------
...................<.............|..............>

Die Luft breite sich von uns (B) nach rechts und nach links aus, die Schallgeschwindigkeit im Medium sei konstant, also 300 m/s (Bezugspunkt zu dieser Aussage sei der Ort an dem gemessen wird, also ruhend zur Luft)

B hört 1000 Hz, am Mik kommen auch 1000 Hz an.

"die Schallgeschwindigkeit im Medium sei konstant".
Das bedeutet dass sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium nicht verändert, auch wenn das Medium sich entspannt, also keine "Temperaturänderung stattfindet.

Sei die Schallgeschwindigkeit 300 m/s in iner Menge an Schall die 300 m beträgt.
Das Signal braucht also 1 s bis es die 300 m überwunden hat.

Nun wird die Menge an Luft der 300 m auf 600 m gestreckt.
Die Schallgeschwindigkeit betrage nachwievor die 300 m/s, jedoch nun bis auf 600 m gestreckt.
Von aussen betrachtet erscheint das wie eine Expansion der Luftmenge.
Von innen betrachtet ändert sich überhaupt nichts, denn die Strecke ist ja gleich geblieben, es sind immer noch die Anzahl Moleküle die vorher 300 m ergaben.

Ich möchte das nicht erst betrachten wenn die 600 m erreicht sind, sondern wärend der Expansion von 300 auf 600 m.
Und da müsste wiederum herauskommen dass überall eine Frequenz von 1000 Hz gemessen wird.
Selbstverständlich schwimmen dabei der Lsp und das/die Mikrophone entsprechend mit.
Sie stehen also immer an der selben Stelle, sind immer von den selben Gasmolekülen umgeben.

Ich bilde mir ein dass sich da an der Frequenz überhaupt nichts ändert weil ja eigentlich nichts anders ist als vorher, als es noch 300 m waren.
Doppler dürfte auch keiner auftreten weil sich ja an den Abständen quasi (im Innerem) nichts geändert hat.


Kurt

[Tontechniker]

Punkt 1: Der Luftdruck hat keine Auswirkung auf die Schallgeschwindigkeit.
Punkt 2: Sobald sich Schallquelle und/oder Empfänger bewegen, kommt es zu einem Dopplereffekt.

[Kurt]

Punkt 1: Der Luftdruck hat keine Auswirkung auf die Schallgeschwindigkeit.

Genau das habe ich festgelegt.

Punkt 2: Sobald sich Schallquelle und/oder Empfänger bewegen, kommt es zu einem Dopplereffekt.

Genau das findet nicht statt, denn die (gleichen) Moleküle sind immer noch an Ort und Stelle des Lautsprechers und des Miks.
Darum auch kein Doppler, denn es hat sich nichts verändert in der Beziehung vom Lautsprecher zum Mik.
Einzig die Dichte hat nachgelassen, das hat aber keine Auswirkungen auf die Schallgeschwindigkeit.

Doppler gibts nur wenn sich der Abstand zu den Wellenphasen verändert, das passiert wenn Bewegung zwischen Sender und Empfänger vorhanden ist,
ist aber hier nicht der Fall!

Die einzelnen "Wellenphasen" machen ja die Expansion des Gases mit, sie laufen ja nicht unabhängig davon.
Schliesslich sind es ja die Moleküle der Luft die den Schall tragen, und damit den Wellenphasen den Weg bereiten.
Und dabei ist es egal ob sie sich bewegen oder nicht.

Es gibt ja auch keinen Doppler wenn Wind geht und Mik und Lsp auf der Strasse festgenagelt sind.
Das ist funktionell identisch wie mit meiner Expansion, da wird halt der Wind unterwegs immer schneller und nimmt die Schallereignisse entsprechend mit.
Die Schallgeschwindigkeit beträgt 300m/s, das bedeutet dass dies auch bei Wind gilt.
bei Wind ists halt so dass sich, aus Sicht der Strasse, die Wellengeschwindgkeit ändert, dies aber nicht im Medium selber der Fall ist, da bleibts bei den 300 m/s
Ich habe nichts weiter gemacht als den Wind immer schneller werden lassen (aus Sicht der Strasse), die Schallgeschwindigkeit innerhalb des "Windes" bleibt bei den 300.

Kurt

Wenn hier "Doppler" auftritt dann ist es nur ein kleiner Teil dessen was nach der Original Dopplerfomel zustande kommen würde.
Darum ist es unklug die ev. auftretende Freqeunzänderung auf den Dopplerfaktor zu schieben, zu versuchen sie mit ihr zu berechnen.
Es muss ein anderer Name dafür gefunden werden, den mit dem Doppler hat das nur am Rande zu tun.

[Tontechniker]

Warum so kompliziert? Der Weg zwischen Sender und Empfänger wird stetig grösser - bei gleichbleibender Schallgeschwindigkeit. Bei zwei nacheinander ausgesendeten Impulsen hat das zur Folge, dass Impuls 2 länger braucht, weil die Strecke länger geworden ist. Ein dritter Impuls würde wieder etwas länger brauchen, weil ja die Entfernung zwischen Sender und Empfänger weiter wächst. Die Frequenz nimmt ab.

[Kurt]

Warum so kompliziert? Der Weg zwischen Sender und Empfänger wird stetig grösser - bei gleichbleibender Schallgeschwindigkeit.

Du musst schon mitdenken/mitmachen/anders denken/unabhängig denken, die Schallgeschwindigkeit wird aus Sicht eines Beobachters der auf der Strasse steht, stängig grösser, aus Sicht des Mediums nicht.
Nicht der Beobachter ist es der den Schall von einem Ende zum anderen transportiert, sondern das Medium.
Also ist aus der Sicht des Mediums zu denken, und da beträgt die Geschwindigkeit 300 m/s.

Ohne dass du dich in die einzelnen Situationen "hineinbegiebst" geht es nicht!

Beantwore mir bitte erst die Frage/Feststellung ob sich bei Wind (Mik und Lsp auf der Strasse angenagelt) an den 1000 Hz beim Mik etwas ändert.


Kurt

[Tontechniker]

Du musst schon mitdenken/mitmachen/anders denken/unabhängig denken, die Schallgeschwindigkeit wird aus Sicht eines Beobachters der auf der Strasse steht, stängig grösser, aus Sicht des Mediums nicht.

Sorry, aber solche Phänomene gibt es nicht.

[Kurt]

Du musst schon mitdenken/mitmachen/anders denken/unabhängig denken, die Schallgeschwindigkeit wird aus Sicht eines Beobachters der auf der Strasse steht, stängig grösser, aus Sicht des Mediums nicht.

Sorry, aber solche Phänomene gibt es nicht.

Naja, auch eine Ansicht.
Was sagst du zum Wind der konstant weht, kommen da die 1000 Hz beim Mikrophon an oder nicht?
Mik und Lautsprecher sind an der Strasse -angenagelt-.
Windgeschwindigkeit (gegen die Strasse bezogen) einmal mit 20 m/s, einmal mit 100 m/s.
Kommen da immer 1000 Hz beim Mikro an, oder sind es keine 1000?
(den Wind gibts aber schon!)

Du brauchst nur den Wind immer schneller werden lassen, das geschieht bei Tiefdruckeinfluss, schon hast du das Szenario dass ich oben angeschnitten habe.
(mit konstanter Schallgeschwindigkeit und gedachtem mitfliegendem Mikro)


Kurt