Freifeldabstrahlung; 2pi oder 4pi?

  • Hallo,


    in sämtlichen Büchern findet man bei der Freifeldabstahlung eine abnahme des Schalldruckpegels um 6dB bei einer verdopplung der Entfernung.


    Dabei taucht folgende Formel auf:


    Pa=J*S


    mit J=p²/408 und S=4*pi*r²


    Die Schallintsität sinkt weil die Energie auf einer Vollkugeloberfläche verteilt wird.


    Das leuchtet mir soweit ein, wenn ich mit der Box auf nem Berggipfel stehe oder sie auf den Eiffelturm stelle. Aber: Haben wir nicht immer 2Pi abstrahlung, weil die Kisten auf dem Boden stehen?


    Stimmt die Formel trotzdem weil die Hälfte sofort in den Himmel reflektiert wird?


    Wie siehts bei Hörnern aus? Da wird ja keineswegs mit 4pi abgstrahlt. Ist das das Gehemnis des Mysteriums "weiter werfens" von Hörnern?


    farad

  • ... auch bei Betrieb auf dem Boden (Halbraum) nimmt der Pegel um 6 dB pro Abstandsverdopplung ab (weil: Fläche wächst quadratisch mit der Entfernung - genauso wie bei einer "ganzen" Kugelschale).


    Allerdings muß die Schallquelle auch kugelförmig abstrahlen (die Kiste muß hierzu "deutlich kleiner" als abgestrahlte Wellenlänge sein ...).


    Wird die abstrahlende Fläche dann größer, tritt irgendwann dann eine Richtwirkung auf.
    Man kann sich die einzelnen Punkte der schallabstrahlenden Fläche auch als "viele kleine" Schallquellen "denken" und dann an einer bestimmten Hörposition den dort eintreffende Schall ausrechnen (... Interferenz !). Axial (also 0°) kommt dann am meisten - geht man aus dieser Position "raus", gibt es Minima - Maxima - Minima - usw. ...


    Bei einer kontinuierlichen Abstrahlfläche sind die Minima und Maxima nicht besonders ausgeprägt - bei mehreren (kleineren) Schallquellen, die etwas weiter voneinander entfernt sind, tritt dieser Effekt dagegen stärker auf (Schallzeilen !).


    Viele Grüsse sendet

  • Zitat


    Wie siehts bei Hörnern aus? Da wird ja keineswegs mit 4pi abgstrahlt. Ist das das Gehemnis des Mysteriums "weiter werfens" von Hörnern?


    Doch auch ein Horn strahlt sehr wohl kugelförmig ab! Der Schall breitet sich also von einem Punkt aus in alle Raumrichtungen aus - allerdings unter bestimmten Winkeln mit mehr Energie als unter anderen. Aber die gesamte abgestrahlte Energie bleibt gleich, egal was für ein Horn ich am Treiber anschließe. Wir haben indes nicht mehr eine Kugelschallquelle (gleiche Energie in alle Raumrichtungen, Q=1) aber immer noch eine Punktschallquelle! (etwas idealisiert - in einigen Metern auf jeden Fall)


    Das einzige Geheimnis was eng abstrahlende Hörner haben (und damit vermentlich lauter sind), ist dass sie "von Anfang an" lauter sind als ein breiter abstrahlendes Horn. Der SPL nimmt aber stets mit 6 dB pro Entfernungsverdoppelung ab.

  • Die Abnahme der Intensität geht im Fernfeld immer mit 6dB. Der Wert ergibt sich aus der Mathematik (Geometrie) der Schallausbreitung.
    In der Praxis hängt das davon ab, wie groß der Strahler ist (Hornöffnung bzw. Membrandurchmesser), außerdem spielen Frequenz und Abstand eine wichtige Rolle. Im Nahfeld nimmt die Schall-Intensität nur mit 3dB pro Entfernungsverdoppellung ab.


    Das bedeutet: Bässe bleiben über weitere Distanzen gleichmäßiger. Linearrays tragen weiter, weil sie so elend groß sind.


    Wenn du deine Boxen auf den Boden stellst, breitet sich der Schall genau so wie auf der Bergspitze aus. Aber: Sie ist lauter, weil ein Großteil der Schallenergie der unteren Halbkugel nach oben reflektiert wird. Die Abnahme der Intensität über die Entfernung bleibt fast gleich. wenn sich die Membran dicht über dem Boden befindet, vergrößert sich die abstrahlende Fläche um die der "gespiegelten" Membran, wird also fast doppelt so groß. Der Effekt des langsamer abnehmenden Nahfelds verschiebt sich zu tieferen Frequenzen hin und wirkt auch etwas weiter. Der Pegelgewinn übersteigt die Änderung der Abnahme bei weitem.


    Gruß
    Opi

    abgebrühter Alt-Aktivist im Vorruhestandsjob
    -danke Billbo-

  • Zitat von "Ton_Opa"

    Im Nahfeld nimmt die Schall-Intensität nur mit 3dB pro Entfernungsverdoppellung ab.


    Das bedeutet: Bässe bleiben über weitere Distanzen gleichmäßiger.


    3 dB sind es strenggenommen nur bei (im Verhältnis zur Wellenlänge) "sehr langen" Linienstrahlern - im Nahfeld großer Bass-Stacks (die nicht nur hoch, sondern auch "breit" sind ...) fällt der Schallpegel im Nahfeld sogar mit deutlich weniger als 3 dB pro Abstandsverdopplung ab (... die Wellenfront ist kaum gekrümmt und somit haben wir - wenigsten im Nahbereich - fast ebene Wellen).


    Viele Grüsse sendet