Luftschall --> feste Körper --> Vibrationen

Tontechnische Basisthemen

Luftschall --> feste Körper --> Vibrationen

Beitragvon KlausR. » 03.05.2017, 12:27

Hallo,

anlässlich einer Diskussion in einem anderen Forum trat die weiter unten gestellte Frage auf: trifft Schall auf eine Grenzfläche, wird ein Teil reflektiert, wobei die Reflexion umso stärker ist, je unterschiedlicher die Schallkennimpedanzen der beiden Medien sind:

r = (z2-z1)/(z2+z1) - bei senkrechtem Schalleinfall

Trifft Luftschall auf eine metallische Fläche, ist der Unterschied der Impedanzen derart hoch, dass eine fast vollständige Reflexion stattfindet.

In einer alten Ausgabe der Stereoplay wurden die Resonanzfrequenzen von Franck Tschangs Klangschälchen

http://www.6moons.com/audioreviews/acou ... ators.html

bestimmt, durch Beschallen mit weissem Rauschen und Abtasten der Schälchen mit einen Laser Doppler Vibrometer. Da die Schälchen aus Metall sind (Cu, Ag, Au, Pt) muss nach obigem eine fast 100%ige Reflexion stattfinden, trotzdem liessen sich die Resonanzfrequenzen bestimmen.

Die Frage ist nun: werden die Schälchen trotz 100%iger Reflexion zu Vibration angeregt? Anscheinend ja, aber warum?

Die Frage lässt sich sich auf andere Grenzflächen übertragen: Gehäuse von Verstärkern, die Zimmerwand, das Audiomöbel usw.

Klaus
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Beitragvon Hans-Martin » 03.05.2017, 13:31

Hallo Klaus,
um Schall zu reflektieren, sollte die Fläche Dimensionen haben, die 5 Wellenlängen erreichen oder übersteigen.
Bei einer Resonanz gibt es ein Einschwingen, welches genausolange dauert wie das Ausschwingen, es gibt kein Perpetuum Mobile, die Energie kann nicht zunehmen. Der zeitliche Ablauf muss sicherlich auch miteinbezogen werden.
Es werden höchstwahrscheinlich nicht 100% reflektiert, sondern weniger.
Über die Wirkungsweise der Klangschalen habe ich noch keine schlüssige Erklärung gelesen. Vermutlich ist hier auch der Franssen-Effekt im Spiel. Auf den Norddeutschen HiFiTagen habe ich die AHP "Goldschüsseln" gehört, der Effekt war unüberhörbar.
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon KlausR. » 03.05.2017, 14:12

Hallo Hans-Martin,

Hans-Martin hat geschrieben:Um Schall zu reflektieren, sollte die Fläche Dimensionen haben, die 5 Wellenlängen erreichen oder übersteigen.


Die Schälchen sind etwa daumengross, also Durchmesser etwa 2 cm, kann also rechnerisch erst ab 85 kHz reflektieren. Resonzfrequenzen wurden bei 6, 15, 19, 20, 30 kHz gefunden.

Über die Wirkungsweise der Klangschalen habe ich noch keine schlüssige Erklärung gelesen.


Ich hatte seinerzeit diesbezüglich einen email-Austausch mit dem Meister, ausser unverständlichem bzw. sinnfreiem Geschwurbel war da nichts zu holen.

Um zu meiner Frage zurückzukommen, in der anderen Diskussion ging es darum, ob in Komponentengehäusen überhaupt luftschallbedingte Vibrationen entstehen können, die dann durch Pucks, Plattformen usw. abgeleitet werden müssen. Was sagt die Physik dazu?

Klaus
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Beitragvon uli.brueggemann » 03.05.2017, 14:18

Häufig erlebe ich bei Aufnahmen mit einem Sweep, dass im Raum Resonanzen aller Art hörbar werden. Da rappelt denn alles Mögliche. Zum Beispiel gerne Gläser, die zu eng zusammengestellt sind. Aber auch Schranktüren.
M.E. gibt es da nur eine Erklärung: Resonanzen lassen sich mit geringstem Energiebedarf anregen.

Und so werden sich denn die Klangschälchen ebenfalls mit ihren Resonanzfrequenzen melden. Wenn die Frequenzen passen, also gut klingen und andererseits nicht aufdringlich sondern subtil wirken - schon freut man sich am Wohlklang.

Grüsse
Uli
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Beitragvon freezebox » 03.05.2017, 15:30

Hallo,

Ich hielt diese Klangschälchen bislang für reinen Voodoo. Was jedoch einen Effekt erklären könnte wäre die schon erwähnte Anregung der Eigenresonanz (en) durch den auftreffenden Schall und ein längeres Nachschwingen mit geringer Intensität. Beides könnte im Gehirn als ein größerer umgebender Raum als der Vorhandene mit späteren Reflektionen in geringerer Intensität gedeutet werden.

Wie gesagt, reine Hypothese und noch nie gehört..

Grüße,
Jörn
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Beitragvon Hans-Martin » 03.05.2017, 20:33

Hallo Jörn,
wo gibt es schon Voodoo, überall herrscht Physik. Unabhängig von unserem menschlichen Verständnis der Zusammenhänge verhalten sie sich sie wie schon immer.
Die von Uli erwähnten Nebengeräusche Gläserklirren, Schranktürenrappeln könnte ich um Schirmblechschwirren bei Monitoren am Mixer-Arbeitsplatz ergänzen, und wenn man Musikinstrumente im Raum hat, nimmt die Vielfalt noch deutlich zu.
Ein Dirac-Impuls wie bei Tact regt sowas an und man nimmt es beim Nachklingen war, kann es im Wiederholungsfall des Pulses sogar lokalisieren. Manchmal reicht schon Händeklatschen.
Das Signal, welches Lyngdorf benutzt, lässt die Schranktüren mitschnarren und rappeln, während das Signal vom LS noch andauert, man kann die Störung durch Umhergehen im Raum finden.
Da braucht man keine 80dB, um die Störung hervorzurufen, bleibt also weit unter 1 Watt Verstärkerleistung.
Grüße Hans-Martin
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