Wie bereits in Kapitel 1, Schwingungen und Wellen beschrieben, breitet sich eine Schallwelle mittels Hin- und Herbewegung von Luftteilchen in Ausbreitungsrichtung aus. Die Geschwindigkeit, mit der die Teilchen sich bewegen, hat mit der Schallgeschwindigkeit c, mit der sich eine Welle fortpflanzt, nichts zu tun. Die Geschwindigkeit, mit der einzelne Teilchen um den Ort pendeln, an dem sie sich in Ruhe befänden, wird Schallschnelle v genannt.

Die Luftteilchen schwingen in Ausbreitungsrichtung und regen ihrerseits Nachbarteilchen zum Schwingen an. Somit folgt eine Schwankung der Dichte und damit Änderungen des Drucks. Diese Druckänderungen bezeichnet man als Schalldruck p. Der Schalldruck wird vom Ohr wahrgenommen; das Ohr ist ein Schalldruckempfänger.

Abbildung 2.1. Ausbreitung einer Welle und Schalldruck (aus ???)

Der Schalldruck hat einen Wert für einen bestimmten Punkt im Raum, die Schallschnelle hingegen hat zudem noch eine Richtung, weswegen man sie als Vektor schreibt.

Schallschnelle und Schalldruck sind Wechselgrößen, d.h. sie ändern sich ständig. Man möchte sie aber gerne durch jeweils einen einzelnen Wert ausdrücken. Hierfür hat sich der sogenannte Effektivwert eingebürgert. Streng ist dieser definiert durch

für einfache periodische Signale (mit der Periodendauer T) kann man ihn aber auch durch

berechnen. Ebenso läßt sich der Effektivwert der Schallschnelle ermitteln.

Anmerkung

Man meint, wenn von Schalldruck oder Schallschnelle als absoluten Größen die Rede ist, fast immer den Effektivwert (auch wenn das nicht explizit erwähnt wird), denn auf diese Weise lassen sich diese Wechselgrößen als einzelne Werte behandeln.

Anmerkung

Gegenüber dem statischen Luftdruck ist der Schalldruck außerordentlich klein. Der atmosphärische Druck beträgt 10⁵ Pa ^[3], während der Schalldruck bei mittlerer Lautstärke ca. 1/10 Pa beträgt. Der maximal erträgliche Schalldruck, die Schmerzschwelle, liegt bei ca. 100 Pa.