Untere Grenzfrequenz von Räumen

Hallo,

ich weiß, es gibt dazu vieles.

Wie oben wer schrieb: unter nem geschlossenem Kopfhörer dürfte man ja dann so erst ab 2kHz etwas hören! Dem ist aber nicht so.

OK, eine Welle in dem optischen Sinne kann sich unter Lambda/2 in einem Raum nicht mehr ausbilden.

Moden überhöhen seperat durch Resonanz den Schallpegel.

Roominggain ist aber nicht die Überhöhung durch Moden/ Resos.

WIE hört das Ohr? WIE breitet sich Schall aus? Die Luftmolekühle stoßen aneinander an und zurück! Dadurch werden Druckschwankungen weitergeleitet ( 345m/s im Mittel).
Wie merkt unser Bregen, dass da draußen Schall ist? Die kleinen Häärchen im Innenohr werden durch die Luftdruckschwankungen bewegt und diese durch spezielle Nervenzellen "aufgenommen" und weitergeleitet.

Was passiert, wenn ne Membranbewegung eine "Welle" produzieren will, deren halbe Wellenlänge nicht mehr in den Raum passt?????

ES gibt ja keine Welle mehr! :shock: Stimmt sicher....

ABER: es gibt dadurch ne Luftdruckschwankung :idea: welche unsere Innenohrhäärchen sehr wohl registrieren. => Roominggain.

meiner unmaßgeblichen Meinung nach.

Nicht Alles kann man durch ein visuelles Modell beschreiben. Siehe die Dispute über Impedanzanpassung

MfG
Peter

In diesem Thread sind tauchen eine Vielzahl von Begriffen und Beispielen auf, die mit ganz verschiedenen Effekten zu tun haben. Daher fällt die Erklärung des ein oder anderen Effekts mit nur einem Gedankenmodell nicht leicht. Ich möchte die gröbsten Mißverständnisse hier noch einmal aufklären:

1. Raummoden sind die Eigenschwingungen eines Raumes. Eigenschwingungen bilden immer Stehwellen aus, wenn sie angeregt werden. Das bedeutet, dass es immer Orte im Raum gibt, an denen die Frequenzen der Eigenschwingungen überhöht hörbar sind - aber auch andere, an denen genau diese Art der Schwingung nicht wahrgenommen werden kann (wohl aber andere Schwingungen gleicher Frequenz).
Frequenzen der Raumresonanzen werden also nicht grundsätzlich überall im Raum zu laut abgebildet oder "unterstützt". Ob eine solche Resonanz überhaupt angeregt und hörbar wird, hängt auch wesentlich vom Standpunkt der Quelle, des Lautsprechers ab. Es ist also möglich, die Raumresonanzen zu vermeiden, indem man sie nicht anregt.
Ein Einbau von Lautsprechern in die Wand wirkt bei quaderförmigen Räumen immer sämtlichen Resonanzen, die sich in Richtung Null Grad der Ausbreitungsrichtung ausbilden könnten, entgegen, deswegen wird das oft gemacht. Selbstverständlich gibt es auch Eigenschwingungen (z.B.zwischen Boden und Decke), die hierdurch nicht bedämpft werden.

2. Unterhalb der niedrigsten Resonanzfrequenz findet innerhalb eines Raumes keine "Schallwelle", die als eine sich ausbreitende Druckänderung definiert ist, mehr statt - weil sie sich eben nicht ausbreiten kann. Druckänderungen finden dagegen sehr wohl statt.
Unser Ohr hört keine Schallwellen, sondern nimmt sowohl Druckänderungen, wie auch in geringem Maße sogar Schallschnelle (Geschwindigkeit der Luftmoleküle) wahr. Bei so langsamen Schwingungen in kleinen Räumen gilt das Druckkammermodell. Dies besagt insbesondere, dass die Stärke der Druckänderung einzig von dem Volumen des Raumes, dem Membrandurchmesser und dem Hub des Lautsprechers abhängt. In kleinen Räumen (zB: Auto aber auch Gehörgang) ist also auch mit relativ kleinen Membranen viel zu erreichen. Auch für Frequenzen, deren Wellenlängen deutlich größer als die Dimensionen des Raumes sind.

Beim Kopfhörer treten mehrere Effekte auf:

Akustischer Kurzschluss. Die Membran des Kopfhörers, sowie seine Ausdehnung selbst ist im Gegensatz zu den Wellenlängen tiefer Frequenzen absurd gering. Auch ein geschlossener Kopfhörer kann für Frequenzen unter 100 Hz kaum eine ernstzunehmende Dämpfung herstellen. Der Wirkungsgrad so kleiner Membranen im Bassbereich ist also erschütternd gering und eigentlich nur im Nahfeld vorhanden.

Die Ausdehnung des so vielzitierten Nahfelds.
Hängt neben der Frequenz wesentlich von der Form und Ausdehhnung der Schallquelle ab. Sie wird umso winziger, je kleiner die Schallquelle im Verhältnis zur Wellenlänge ist.

Bässe haben also in größeren Entfernungen vom Kopfhörer keine Chance.

All diese Überlegungen und Modelle der Schallwelle, Nahfeld-Fernfeld, Druckkammermodell, Schalldruck- und Schallschnelle, Druckgradient und Druckstaueffekt sind rein theoretische Gedankenansätze, deren Wahrheitsgehalt nur schwer messbar sind. Vielzitierte Formeln spiegeln rein geometrische Zusammenhänge dieser Theorien wieder und sind - insbesondere im Nahfeld (von dem keiner wirklich weiß, wo es anfängt und wo es aufhört) - keineswegs immer gültig.
Beim Hören bewegen wir uns jedoch fast immer im Nahfeld; und in Räumen wird unser Höreindruck noch dazu von einer Unzahl von Reflektionen verwässert. Wenn man dann noch bedenkt, dass unsere Ohren keine der berechneten Größen isoliert wahrnehmen, sondern immer nur eine Mischung verschiedener Effekte, die dann auch noch einer tagesformabhängigen, subjektiv-individuellen Bewertung, die kaum zu reproduzieren ist, unterworfen wird.... dann wird klar, wieso es so schwierig ist, die "physikalische Wahrheit" im Alltag wiederzufinden.

Grüße
Opi

Raummoden treten nicht nur zwischen benachbarten Grenzflächen auf, sondern gehen auch um die Ecke. Die Schallwellen nehmen dann längere Wege und es breiten sich tiefere Wellen aus, als in der längsten Ausdehnung des Raumes. Das ist nicht wirklich einfach zu berechnen.

Zwei Einwände:

Zitat von "Ton_Opa"

Ein Einbau von Lautsprechern in die Wand wirkt bei quaderförmigen Räumen immer sämtlichen Resonanzen, die sich in Richtung Null Grad der Ausbreitungsrichtung ausbilden könnten, entgegen

Es gibt gute Gründe für einen Wandeinbau, aber Modenunterdrückung gehört nicht dazu, da deren Anregung an einer Trennfläche immer maximal sein wird. Wandeinbau ist die beste Methode um ALLE Moden der entsprechenden Richtung anzuregen.

Zitat von "Ton_Opa"

All diese Überlegungen und Modelle der Schallwelle, Nahfeld-Fernfeld, Druckkammermodell, Schalldruck- und Schallschnelle, Druckgradient und Druckstaueffekt sind rein theoretische Gedankenansätze, deren Wahrheitsgehalt nur schwer messbar sind.

Kann ich nicht nachvollziehen: weder sind sie nicht messbar noch sind es rein theoretische Gedankengebilde. Weshalb sollten sich Druck und Schnelle nicht messen und damit Effekte wie Nah-/Fernfeld, Druckkammer etc. bestimmen lassen?

Zitat von "Ton_Opa"

Vielzitierte Formeln [...] sind [..] keineswegs immer gültig.

Das dürfte der Grund sein, weshalb es neben den "vielzitierten Formeln" noch jede Menge "weniger zitierte" - gibt

Zitat von "Jack"

Raummoden treten nicht nur zwischen benachbarten Grenzflächen auf, sondern gehen auch um die Ecke. Die Schallwellen nehmen dann längere Wege und es breiten sich tiefere Wellen aus, als in der längsten Ausdehnung des Raumes.

Das habe ich selbst auch lange geglaubt. Bis mich dann einige schlaue Bücher und eigene Messungen vom Gegenteil überzeugt haben: Bei Moden, die sich über mehrere Wandpaare ausbreiten, kommt es nicht auf die gesamte Wegstrecke an, sondern auf die mittlere Distanz zwischen jeweils zwei Wänden. Diese Distanz ist aber aus leicht ersichtlichen Gründen immer kleiner, als die längste Raumdimension und die Resonanzen liegen demnach immer höher als die tiefste axiale Mode.

Hier kannst du es nachrechnen http://www.sengpielaudio.com/calculator-roommodes.htm
Die Bildchen ganz oben sind diesbezüglich auch aufschlussreich.

Zitat von "Jack"

Raummoden treten nicht nur zwischen benachbarten Grenzflächen auf, sondern gehen auch um die Ecke. Die Schallwellen nehmen dann längere Wege und es breiten sich tiefere Wellen aus, als in der längsten Ausdehnung des Raumes.

... was verstehtst Du unter "um die Ecke" ?
Bei jeder Unstetigkeit erfolgt eine Reflektion (der R-Faktor schwankt dabei zwischen -1 und +1 ... 0 bedeutet dann KEINE Reflektion).

Bei einer Trompete (oder einer Posaune) funktioniert dies halbwegs (... mit dem "um die Ecke"), weil der Durchmesser klein im Verhältnis zur Wellenlänge ist.
Bei "normalen" Räumen bekommst Du dagegen in alle Richtungen stehende Wellen, die sich bei ungleichmässigeren Räumen dann mehr "verteilen" (d.h. ein würfelförmiger Raum wäre weniger optimal und ließe sich nur mit einer entsprechend "ungleichmässigen" Plazierung der LS halbwegs "in den Griff" bekommen).

Zitat von "MarkusZ"

Wandeinbau ist die beste Methode um ALLE Moden der entsprechenden Richtung anzuregen.

Eben. :wink:

SK

Zitat

Wandeinbau ist die beste Methode um ALLE Moden der entsprechenden Richtung anzuregen.

Resonanzen an Schallharten Wänden bilden an den Wänden immer Schalldruck-maxima. Der Lautsprecher erzeugt jedoch in erster Linie Schallschnelle. Er wirkt also dem Druckmaximum entgegen- weil in einem Druckmaximum einer Schallwelle keine Schallschnelle existieren darf.

Die Schall-Schnelle ist Besipielsweise kaum messbar, ohne sie zu zerstören - durch den Druckstaueffekt zum Beispiel. Es gibt einen Ansatz über Temperaturmessung - Allerdings äußert sich die Schallwelle natürlich auch in einer minimalen Temperaturschwankung - wie überall, wo Gase komprimiert werden. Das ist also schwierig.

Ebenso: Wie ist denn das Nahfeld deiner Meinung nach definiert?
Wann endet es ? Nach 2 Wellenlängen`? nach zehn Wellenlängen?
... und jetzt komm mir nicht mit 6dB Abfall pro Entfernungsverdoppelung. Das ist eben so ein Ansatz der rein aus der angenommenen (!) Kugelsymmetrie hervorgeht. Wo ist denn der Bereich, für den die Welle zur Kugelwelle geworden ist ? Eben- dafür gibt es überhaupt keine Formel. komisch nicht, obwohl das doch eine brennend interessante Frage wäre.

Grüße
Opi

Zitat von "Ton_Opa"

Ebenso: Wie ist denn das Nahfeld deiner Meinung nach definiert?
Wann endet es ? Nach 2 Wellenlängen`? nach zehn Wellenlängen?
... und jetzt komm mir nicht mit 6dB Abfall pro Entfernungsverdoppelung. Das ist eben so ein Ansatz der rein aus der angenommenen (!) Kugelsymmetrie hervorgeht. Wo ist denn der Bereich, für den die Welle zur Kugelwelle geworden ist ? Eben- dafür gibt es überhaupt keine Formel. komisch nicht, obwohl das doch eine brennend interessante Frage wäre.

Doch, man kann genau die selbe Formel heranziehen, die zur Berechnung der Ausdehnung des Nahfeldes bei Line-Arrays gilt. Demnach beginnt das Fernfeld - also der Bereich wo quasi "geregelte Verhältnisse" herrschen (zumindest aber Schalldruck und Schallschnelle in Phase sind) - etwa nach l²*f/2c, wobei l die Ausdehnung der Schallabstrahlenden Fläche ist. Denn auch ein Line-Array ist einfach als Quelle mit einer gewissen Ausdehnung zu betrachten.

@ Volker

Okay. Immerhin ein Anhaltspunkt. Obwohl die Herrschaften natürlich auch vorraussetzen, dass in weitem Umfeld der Schallabstrahlenden Fläche keinerlei Reflexionsflächen vorhanden sind.

Und im praktischen Fall ist zumindest immer eine Wand in der Nähe - der Boden nämlich - und der ist für 7 metergroße Basswellen immer in greifbarer Nähe.

Das ist eben so eine Faustformel wie Abstand= halber Tacho.
Damit man überhaupt ungefähr weiß,was abgeht.
Aber das spiegelt nicht die Physik der bewegten Luftmoleküle wieder.

Grüße
Opi

BeinAnselm Goertz steht übrigens r=l²*f/c ohne die 2!
http://www.anselmgoertz.de/Page10383/Anse…A2001-Teil2.PDF

Das ist eben nur eine Schätzung. Außerdem steht bei diesen Formeln aus dem Line-Array-Marketing die Frequenz im Zähler! Tiefe Frequenzen haben also ein kürzeres Nahfeld als hohe. Das ist leider kaum glaubwürdig. Offenbar sind hier nur die Effekte der Beugung berücksichtigt - nicht jedoch die Effekte die am Ort der Entstehung - an der Membran eine Rolle spielen.
Die Physik geht beispielsweise von einem Übergang ins Fernfeld nach 2 bis 10 Wellenlängen aus (herrlich unexakt) und wohlgemerkt: Das geht proportionial zur Wellenlänge, die Frequenz steht bei den Physikern im Nenner!

Das zeigt genau das, was ich meinte: Es gibt jede Menge Formeln und Betrachtungen, die jeweils nur Teilaspekte beleuchten. Das ist alles mit Vorsicht zu geniessen und keineswegs übertragbar.

Grüße
Opi

Zitat von "Ton_Opa"

Resonanzen an Schallharten Wänden bilden an den Wänden immer Schalldruck-maxima.

Und genau dort ist die Resonanz optimal anregbar.

Zitat von "Ton_Opa"

Der Lautsprecher erzeugt jedoch in erster Linie Schallschnelle. Er wirkt also dem Druckmaximum entgegen- weil in einem Druckmaximum einer Schallwelle keine Schallschnelle existieren darf.

Zitat von "Ton_Opa"

Die Schall-Schnelle ist Besipielsweise kaum messbar, ohne sie zu zerstören

s. Microflown Schnelle-Empfänger. Ausserdem, wenn deine Aussage stimmen würde, dann müsste das selbe auch für den Schalldruck gelten und wir bräuchten dann gar nie mehr irgendwas zu messen.

Zitat von "Ton_Opa"

Obwohl die Herrschaften natürlich auch vorraussetzen, dass in weitem Umfeld der Schallabstrahlenden Fläche keinerlei Reflexionsflächen vorhanden sind.

Es geht ja auch um das Verhalten der Schallquelle und nicht um dasjenige des Raums!

Zitat von "Ton_Opa"

Die Physik geht beispielsweise von einem Übergang ins Fernfeld nach 2 bis 10 Wellenlängen aus (herrlich unexakt)

Wie exakt möchtest du die Antwort denn gerne haben? Und wenn denn eine absolute Angabe vorliegen würde, wärst du dann nicht der Erste, der darauf hinweisen würde, dass bei einem kontinuierlich ablaufenden Vorgang gar keine starre Grenze angegeben werden kann? :wink:

Zitat von "Ton_Opa"

Das zeigt genau das, was ich meinte: Es gibt jede Menge Formeln und Betrachtungen, die jeweils nur Teilaspekte beleuchten.

Da meines Wissens die Weltformel bisher noch nicht entdeckt wurde, liegt es in der Natur der Sache, dass alle Modelle ihre Gültigkeitsgrenzen haben. Da gehe ich auch voll mit dir einig, dass man sich dessen bewusst sein muss, und einigermassen wissen solte, was man tut. Diese Erkenntnis ist jetzt aber nicht so sonderlich neu und weltbewegend, als dass sie meinen Tag retten würde. :wink:

Markus:

Zitat

als dass sie meinen Tag retten würde

mach Dir nichts draus, er ist ja nicht mehr lang.
...aber überhebliches Geschwätz bringt uns nicht weiter.

Nochmal zur Anregung von Raumresonanzen:

Nah der Quelle - dort wo Wellenfronten noch gekrümmt sind, sprechen die Physiker von folgendem Zusammenhang:

Schallschnelle - Schalldruck




Der mathematische Zusammenhang zwischen Schalldruck und Schallschnelle für die Kugelwelle ist wie folgt:




Schalldruck (komplex):




        p
         a    j(2PIft - kr)
p(r) = ----  e 
        r




Schallschnelle (komplex):




           p        _________
            a      /        2   j(2PIft - kr - FI)
v(r) = --------- \/ 1 + (rk)   e
              2
       ro2PIfr




mit:




             1
FI = arctan --
            rk




p   : Schalldruck
v   : Schallschnelle 
PI  : Kreiszahl
f   : Frequenz
k   : Wellenzahl k = 2 PI / Lambda
r   : Abstand zur Schallquelle mit Amplitude pa
c   : Schallgeschwindigkeit
ro  : Dichte des Mediums (der Luft)
j   : Wurzel aus -1
pa  : Druckamplitude der Quelle

(aus http://www.phonetik.uni-muenchen.de/AP/Schallschnelle.html)

Da kann man schon mal sehen, dass es eine Phasenverschiebung zwischen Schalldruck und Schallschnelle gibt.
Außerdem wird auch auch deutlich, was für Physiker das Fernfeld bedeutet, nämlich: Das Fernfeld ist dann erreicht, wenn
(lambda/(2*PI*r)) vernachlässigbar klein wird. Große Wellen haben hier - anders als in der Line-Array Näherung- auch ein längeres Nahfeld.

Wegen der fließenden Übergänge im Nahfeld gibt es nur wenige Aussagen über die Phasenbeziehung zwischen Schalldruck und Schallschnelle, über die es kaum Streitigkeiten gibt:

1. In der ebenen Welle, dem ultimativen Fernfeld, sind Schallschnelle und Schalldruck in Phase.
2.An Lautsprechermembranen befindet sich ein Schnellemaximum, hier herrscht kein SchallDruck - wenn es außer der erzeugten Welle keine anderen Schallwellen gibt.
3. In stehenden Wellen sind Druck und Schnelle an jedem Ort um 90 Grad phasenverschoben, an der Wand befindet sich ein Druckmaximum.

Aus 2. und 3. folgt unmittelbar, dass die Wand ein ungünstiger Ort für einen Lautsprecher sein muss, wenn man eine Raum-Resonanz anregen will. der günstigste Ort dafür liegt in einem Schnellemaximum. Und das befindet sich im Abstand (Lambda/4) vor der Wand - nicht direkt an der Wand.

Das kann man ja auch mal zuhaus ausprobieren.

Grüße
Opi

Das "Problem" deiner Betrachtungen ist, dass du genau den Fehler machst, vor dem du oben noch eindringlich gewarnt hast: Du wendest Modelle auf Situationen an, in denen diese explizit nicht gelten und vermischst diese dann zu einer eigenen Theorie bzw. "missbrauchst" sie, um angebliche Inkonsistenzen dieser Modelle zu konstruieren. Ich gehe mal davon aus, dass dies nicht wissentlich oder böswillig geschieht, obschon mir die Motivation hinter einigen deiner Aussagen nicht immer ganz klar ist.

Zitat von "Ton_Opa"

Außerdem wird auch auch deutlich, was für Physiker das Fernfeld bedeutet, nämlich: Das Fernfeld ist dann erreicht, wenn
(lambda/(2*PI*r)) vernachlässigbar klein wird. Große Wellen haben hier - anders als in der Line-Array Näherung- auch ein längeres Nahfeld.

Ja, weil du auch hier zwei Dinge nicht auseinader hältst: Oben hast du ja selbst geschrieben, dass sich die zitierten Formeln auf eine GEKRÜMMTE WELLENFRONT beziehen. Der "Trick" des Linearrays ist es ja eben gerade, dass die Wellenfront idealerweise KEINE Krümmung erfährt! Und deshalb ist der von dir zitierte Widerspruch Physik/Line Array auch keiner, auch wenn du ihn offensichtlich gerne herbeireden würdest.

Der vermeintliche Widerspruch ist die logische Konsequenz der Betrachtung zweier unterschiedlicher Strahlertypen: Hier Kugel, dort Linie! Beide Modelle vereinen sich natürlich in einem real existierenden LA, weil es sowohl-als-auch ist; dieser Sachverhalt kommt durch die von Volker eingebrachte Formel zum Ausdruck.

Mal abgesehen davon: was glaubst du denn, wer die Linearray-Theorie entwickelt und definiert hat? Waren das etwa keine Physiker?

Zitat von "Ton_Opa"

2.An Lautsprechermembranen befindet sich ein Schnellemaximum, hier herrscht kein SchallDruck - wenn es außer der erzeugten Welle keine anderen Schallwellen gibt.

Und weil das so nicht stimmt, sind zwangsläufig auch deine darauf beruhenden Annahmen bezüglich der Modenanregung nicht richtig. Genausowenig kann man die Theorie eines Kugelstrahlers auf eine stehende Welle übertragen, wie du das versucht hast.

Zitat von "Ton_Opa"

Das kann man ja auch mal zuhaus ausprobieren.

Du kannst mir glauben, dass ich das schon des öftern (und nicht nur Zuhause) ausprobiert habe :wink:

Zitat von "Ton_Opa"

BeinAnselm Goertz steht übrigens r=l²*f/c ohne die 2!
http://www.anselmgoertz.de/Page10383/Anse…A2001-Teil2.PDF

Das ist eben nur eine Schätzung.

Genau darauf habe ich ihn auch mal angesprochen. Der Faktor 2 sorgt halt dafür, dass man sicher im Fernfeld ist.

Es ist aber definitiv bei allen Schallquellen so, dass das Nahfeld mit zunehmender Frequenz größer wird. (Deine Annahme "große Wellenlänge = großes Nahfeld" ist falsch.)

Wichtig ist nämlich das Verhältnis von betrachteter Frequenz zur Größe der schallabstrahlenden Fläche. Und da ist eben die Größe des Schallstrahlers bei großen Wellenlängen zu vernachlässigen (hier breitet sich die Welle quasi von Anfang an sphärisch aus - ergo auch kein wirkliches Nahfeld) und zu hohen Frequenzen kommen wir in den Bereich, wo die Strahlerfläche die Größenordnung der Wellenlänge erreicht. Hier ist die Größe des Strahlers nicht zu vernachlässigen. Es setzt eine Bündelung ein, die mit der Ausdehnung des Nahfeldes einhergeht.

... zu den o.g. Gleichungen:

Bei einer Kugelwelle sind Schalldruck und -schnelle "im Ursprung" (d.h. idealisiertem Punktstrahler) um 90° in der Phase verschoben ... schon bei einem Abstand von 1*lambda beträgt der Unterschied dann noch etwa 9° ... bei einem Abstand von 2*lambda noch etwa 4,5°.

Stehende Wellen bilden sich zwischen den Wänden aus (an den Wänden sind immer Druckmaxima) ... und inwiefern man in einem Wohnraum bei tiefen Frequenzen von Kugelwellen reden kann, sei mal dahingestellt.

Ton_Opa
Wenn die Anregung direkt an einer Wand (oder Raumecke ? :wink: ) nicht optimal wäre: Wo liegt denn (nach Deiner Meinung) für eine optimale Anregung von Raummoden die optimale Aufstellposition ?

Zu Linienstrahlern: In er physikalischen Literatur bitte unter Zylinderstrahler nachschauen ... :wink:

Ich habe den Eindruck, Ihr seht vor lauter Line-Array nicht, was die Ursprüngliche Frage war: Werden Resonanzen von einem Lautsprecher, der in die Wand eingelassen ist, angeregt oder nicht.

Von Line Array redet nur Ihr - ich nicht. Ich will euch nicht das Line-Array kaputtreden, sondern darauf hinweisen, dass es auch andere Ansatzpunkte gibt und dass man eben nicht alle Gedankengänge auf alles und jeden übertragen kann.

Zitat

(hier breitet sich die Welle quasi von Anfang an sphärisch aus - ergo auch kein wirkliches Nahfeld)

Du hast vermutlich den Kasten mit der grünen Schrift oben ünbersehen. Das ist das mathematische Modell der Kugelwelle. Und die hat ein Nahfeld. Das werden weder Herr Goertz noch Herr Heil bestreiten. Nur sie werden sagen, dass das für Ihr Line-Array keine Rolle spielt und das stimmt auch- Nur dass hier eben niemand von Line-Arrays spricht.

Ich habe mal die Phasenbeziehung zwischen Schalldruck und Schallschnelle in der Kugelwelle als Grafik dargestellt, wie sie aus dem obigen Modell hervorgeht.

Man erkennt:
Die Phasenverschiebung beträgt nah der Quelle maximal 90 Grad.
Schon nach zwei Wellenlängen liegen die Kurven fast deckungsgleich übereinander.
Die Schallwelle bildet sich so aus, dass die Quelle der Schallschnelle ungefähr 0,15 Wellenlängen vor der Druckquelle gedacht werden kann. Die Schnelle ist im Nahfeld so gestaucht, dass sie diesen Vorsprung nach 2 Wellenlängen wieder verloren hat.

Wer möchte kann ja auch nochmal nach dem Kundtschen Rohr googlen.
Richtig: in diesem Versuch kann man eine Stehwelle anregen, wobei ein Lautsprechecher eine reflektierende Wand darstellt. Aber dort stellt der Lautsprecher eine Reflexion am offenen Ende dar, also eine invertierte Reflektion. Die Raummoden zwischen festen Wänden entstehen aber durch Reflexionen an festen (schallharten) Wänden. Und diesen Reflexionen wirkt der Lautsprecher entgegen - er bietet der Resonanzschwingung genau das invertierte Signal- und zwar um so ausgeprägter, je schlauchförmiger der Raum ist.

Naja.
Ich denke es ist deutlich geworden, was ich meinte, dass verschiedene Modelle scheinbar zu Widersprüchen führen, und man sich klar sein muss, wovon man spricht.

Und ebenso klar ist wohl auch geworden, wie es möglich ist, dass sich Missverständnisse auch in der Fachwelt mitunter lange halten können.

Schöne Grüße
Opi

@ soundklinik, der schneller war:
steht da doch schon: lambda/4 vor der Wand. Die Anregung der Raummoden hat gar nichts mit dem Nahfeld der Kugelwelle zu tun. Das spielt nur insofern eine Rolle, dass ich dafür annehmen können muss, dass der Lautsprecher auch die Quelle der Schallschnelle repräsentiert. Und das tut er auf jeden Fall für die Raummode, wenn der Raum 2*Lambda oder größer ist. - und sonst wahrscheinlich auch.

Aha, jetzt weiß ich auch, was Opi mit Nahfeld meint - gewissermaßen das "Phasennahfeld". Und aus der Grafik geht auch deutlich hervor, dass dieses Nahfeld proportional zur Wellenlänge ist.

Zitat von "Ton_Opa"

Wer möchte kann ja auch nochmal nach dem Kundtschen Rohr googlen.
Richtig: in diesem Versuch kann man eine Stehwelle anregen, wobei ein Lautsprechecher eine reflektierende Wand darstellt. Aber dort stellt der Lautsprecher eine Reflexion am offenen Ende dar, also eine invertierte Reflektion. Die Raummoden zwischen festen Wänden entstehen aber durch Reflexionen an festen (schallharten) Wänden. Und diesen Reflexionen wirkt der Lautsprecher entgegen - er bietet der Resonanzschwingung genau das invertierte Signal- und zwar um so ausgeprägter, je schlauchförmiger der Raum ist.

Das Kund'sche rohr lässt sich aber nicht auf die beschriebene Situation übertragen. Beim Kund'schen Rohr schwingt ja die ganze refelktierene "Wand". Im Raum ist aber die Lautsprechermembran nur ein winziger Teil der Wand.

Zitat von "Volker Holtmeyer"

Das Kund'sche rohr lässt sich aber nicht auf die beschriebene Situation übertragen. Beim Kund'schen Rohr schwingt ja die ganze refelktierene "Wand".

... wobei wir es im genannten "Rohr" dann auch eher mit - annähernd - ebenen Wellen zu tun haben (also weder sphärisch noch zylindrisch).

Ton_Opa
Übrigens: Bei einer halbkugelförmigen Schallausbreitung - ausgehend von einem LS-Chassis in einer Wand - hast Du in unmittelbarer Nähe des LS einen der Schallschnelle um 90° verschobenen Schalldruck ... mit zunehmender Entfernung vom LS "an der Wand entlang" wird der Phasenwinkel aber sehr schnell kleiner.

Und: Bei einer endlichen Chassisgröße (i.d.R. deutlich kleiner als die Wandfläche) läge die optimale Position (wenigstens theoretisch) eben nur für den nächstgelegenen Wandpunkt in einem Abstand von lambda/4 (alle anderen Bereiche der Wand sind weiter entfernt !). :wink:

Eigentlich möchte ich nichts mehr dazu sagen denn ich habe nun wirklich alles versucht, mich verständlich auszudrücken.
Der Eigenschwingung (der Welle, die Lotrecht auf die gegenüberliegende Wand trifft) ist es völlig schnurz, ob in direkter Nähe die Wände eines Kundtschen Rohres vorhanden sind, oder nicht. Sie verhält sich immer gleich. Benachbarte Wellenzüge, deren Ausbreitungsrichtung nur geringfügig von der Nullachse abweichen, werden sich ähnlich verhalten. Spätestens an der gegenüberliegenden Wand kann der Lautsprecher der fatal reflektierten Welle entgegenwirken.
Natürlich überlagern viele weitere Reflexionen den Stehwellen-Effekt.

SK
aber eine Frage habe ich noch, denn ich schließe nicht aus, dass ich oder gar der alte Huygens etwas übersehen haben könnte:
Wo stellst Du denn den Lautsprecher in den Raum (und warum?), wenn Du die Anregung von Resonanzen vermeiden willst?

Nu bin ich aber wirklich gespannt.

Grüße
Opi

P.S. Nu habt ihr mich so verunsichert, dass ich noch einen kleinen Praxisversuch gemacht habe:
Ort: Mittelständisches Arbeitszimmer größte Länge 4,83 Meter.
Zwei Lautsprecher werden auf gleicher Höhe positioniert. Der eine so nah wie möglich an der Wand, der andere 60 cm in den Raum hinein. Die Membranen sind beide auf die entfernte Wand gerichtet - auch wenn das bedeutet, dass man eben so eben nicht ganz an die Wand rankommt.
Prüfton 140 Hz.
gemessen habe ich den Druckknoten vor der reflektierenden Wand. Wenn eine Stehwelle vorliegt, dürfte ich mit einem Druckempfänger hier nur sehr wenig messen.
Tja.. also in meinem Arbeitszimmer kann ich mit dem Lautsprecher an der Wand mehr Schall erzeugen, als mit dem, der 60 cm im Raum steht.
Allerdings ist der Effekt nicht besonders ausgeprägt - ich habe einen Unterschied von nur 4 bis 6 dB SPL gemessen. Zur Kontrolle habe ich das auch mit ein und demselben Lautsprecher gemacht, den ich hin und her geschleppt habe. Gleiches Ergebnis.