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Schalldruck ist eine schnelle lokale Druckänderung in Luft oder einem anderen Medium um den vorherrschenden statischen Druck. Ein lokaler Schalldruck entsteht durch ein Gehen oder Stehen Schallwelle. In Luft ist der statische Druck gleich Luftdruck. In Luft kann der Schalldruck mit a . gemessen werden Mikrofon montiert auf einem Messgerät, a Schallmesser. Schalldruck kann in Wasser mit a . gemessen werden Hydrophon und dazugehörige Elektronik.

Ein stärkerer Ton hat einen größeren maximalen Momentandruck als ein schwächerer Ton. Das Amplitude der Druckänderungen um den Gleichgewichtsdruck ist dann größer.

Schalldruckdiagramm:
1. Stille;
2. hörbarer Ton;
3. atmosphärischer Druck;
4. momentaner Schalldruck

Mathematische Formulierung

Eine Schallwelle in einem Medium verursacht eine Abweichung vom lokal herrschenden Druck. Die Abweichung ist dynamisch, sie ist nicht konstant, sondern variiert mit der Zeit, während der herrschende Druck statisch ist, oder ändert sich aufgrund von Änderungen des Atmosphärendrucks sehr langsam. Der momentane Schalldruck, bezeichnet mit ${displaystyle p}$, mit der Maßeinheit de SI Einheit pa, ist die Differenz zwischen dem aktuellen Luftdruck ${displaystyle p_{mathrm {total} }}$ und der statische Druck ${displaystyle p_{mathrm {statisch}}}$. In Formel:

${displaystyle p=p_{mathrm {total} }-p_{mathrm {statisch} }}$

einschließlich:

• ${displaystyle p_{mathrm {total} }}$ der Gesamtdruck in Pa;
• ${displaystyle p_{mathrm {statisch}}}$ der statische Druck in Pa.

Da der Schalldruck meist sehr klein ist, wird μPa als geeignetere Einheit verwendet.

Der momentane Schalldruck variiert mit der Zeit und ist im Mittel über einen nicht zu kleinen Zeitraum gleich 0. Allerdings unterscheidet sich die Amplitude eines Schalls von der eines anderen Schalls und damit auch die Stärke, mit der der Schall wahrgenommen wird. Ein geeignetes Maß für diese Stärke ist der Effektivwert des Schalldrucks. wenn p(t) ist der zeitabhängige Schalldruck, ist der Effektivwert des Schalldrucks p_rms definiert als:

${displaystyle p_{rms}={sqrt {{frac {1}{T}}int _{0}^{T}p^{2}(t)dt}}}$

mit:

• T: die Messperiode
• t: die Zeit

Der Effektivwert wird auch als RMS-Wert bezeichnet. RMS steht für "root mean square", de Wurzel von dem durchschnittlich von dem Quadrat. Häufiger wird jedoch der Begriff "Äquivalentwert" verwendet.

Geräuschpegel

Der Schalldruck variiert in der Praxis stark. Der niedrigste noch hörbare Wert liegt bei etwa 10⁻⁵ Papa für jemanden mit sehr gutem Gehör. Der Schalldruck einer Explosion kann 10 . erreichen⁴ Papa. Deshalb wird der Schalldruck oft in einen logarithmischen Wert umgerechnet, den Geräuschpegel oder Schalldruckpegel, international als SPL (Sound Pressure Level) in dB angegeben.

Der SPL wird bestimmt durch:

${displaystyle SPL=10log _{10}left({frac {{p_{mathrm {rms} }}^{2}}{{p_{0}}^{2}}}ight)=20log _{10}left ({frac {p_{mathrm {rms} }}{p_{0}}}ight)~mathrm {dB(SPL)} }$

mit:

• p₀ der Referenzdruck in Pa.

In Luft wird der Referenzdruck international auf 2 × 10 . eingestellt⁻⁵Papa. Dies ist das Hörschwelle einer durchschnittlichen Person bei a Frequenz ab 1000 Hz.

Der äquivalente Wert des Schallpegels wird mit L . bezeichnet_eq. Dieser äquivalente Wert wird häufig für Lärmnormen verwendet, beispielsweise für den Lärmpegel, den ein Mitarbeiter während eines Arbeitstages erfahren kann. In diesem Fall beträgt der Zeitraum T, über den ein Durchschnitt gebildet wird, 8 Stunden. Der Gegenwert wird auch im Wohnumfeld verwendet, beispielsweise über den gesamten 24-Stunden-Zeitraum ermittelt.

Menschliches Gehör

der Mensch Hören können Geräusche mit einem Schalldruck von ca. 20 μPa (= 0,00002 Pa) wahrnehmen. Diese Grenze ist indikativ und variiert pro Person, mit der Met Frequenz von Klang und mit dem Alter. Diese untere Grenze wird als bezeichnet Hörschwelle. Wenn diese Hörschwelle angehoben ist, kann es zu Hörschaden.

Hörschäden bei kurzzeitiger Exposition treten ab einem Schalldruck von ca. 20 Pa auf. Das Schmerzgrenze, der Pegel, ab dem Schall als schmerzhaft empfunden wird, variiert stark pro Person: Es werden Zahlen zwischen 20 Pa und 200 Pa genannt.

Siehe auch

• Geräuschpegel
• Maximaler Schalldruck