Quelltext der Seite Körperschall

Du bist aus dem folgenden Grund nicht berechtigt, die Seite zu bearbeiten:
Diese Aktion ist auf Benutzer beschränkt, die der Gruppe „Benutzer“ angehören.
Du kannst den Quelltext dieser Seite betrachten und kopieren.
{{Quelle}}
'''Körperschall''' ist [[Schall]], der sich in einem [[Festkörper]] ausbreitet. Das umfasst so unterschiedliche Phänomene wie Erschütterungen und [[Erdbeben]], die Übertragung von [[Schwingung]]en in Gebäuden, Fahrzeugen, Maschinen usw. oder auch die zur [[Werkstoffprüfung]] eingesetzten [[Ultraschallprüfung|Ultraschallwellen]].

== Physikalische Grundlagen ==
Ein [[Festkörper]] kann neben [[Spannung (Mechanik)|Normalspannungen]] auch [[Spannung (Mechanik)|Schubspannungen]] aufnehmen. Deshalb können sich in Festkörpern zwei verschiedene Arten Körperschallwellen ausbreiten, nämlich:
*[[Longitudinalwelle]]n und
*[[Transversalwelle]]n.
Diese Wellen breiten sich unabhängig voneinander aus. Die Schallgeschwindigkeit wird durch die [[Dichte]], die [[Schallkennimpedanz|Schallhärte]], den [[Schubmodul]] (Transversalwellen) und den [[Elastizitätsmodul]] (Longitudinalwellen) beeinflusst.

Für technische Anwendungen ist die Schallausbreitung in dünnen Bauteilen, wie [[Platte (Technische Mechanik)|Platten]] und [[Balkentheorie|Balken]] von Interesse. Diese Bauteile sind begrenzte Festkörper mit schubspannungsfreier Oberfläche. Dadurch kommt es zur Kopplung zwischen [[Longitudinalwelle]]n und [[Transversalwelle]]n, wodurch weitere Arten von Körperschallwellen entstehen. Die bedeutendste Wellenart sind die [[Biegewelle]]n, bei denen [[Biegung (mechanisch)|Biege-Verformungen]] auftreten. Die [[Schallgeschwindigkeit]] dieser Wellen ist deutlich geringer als die der Longitudinalwellen und Transversalwellen und sie ist frequenzabhängig ([[Dispersion (Physik)|Dispersion]]). Biegewellen transportieren aber meistens deutlich mehr [[Schallenergie]] und sind außerdem die wesentliche Ursache für die Abstrahlung von Luftschall.

== Wahrnehmung durch den Menschen ==
Körperschall kann durch den Menschen vor allem bei tiefen Frequenzen [[Haptische Wahrnehmung|taktil]] wahrgenommen werden. [[Auditive Wahrnehmung|Hörbar]] ist nur der durch den schwingenden Festkörper abgestrahlte Luftschall. Eine Ausnahme bildet in den Schädelknochen übertragener Körperschall, der direkt vom [[Innenohr]] wahrgenommen werden kann ([[Knochenleitung]]). Dieser Mechanismus ist nicht auf die Funktionsfähigkeit des [[Mittelohr]]es angewiesen. Das wird bei [[Knochenleitungshörgerät]]en und für die [[Diagnose]] bei [[Schallleitungsstörung]]en eingesetzt.

== Nachweis ==
=== Tonabnehmer an Musikinstrumenten ===
Kontaktmikrofone, Körperschallmikrofone oder Körperschallabnehmer für [[Musikinstrument]]e sind Beschleunigungssensoren, welche meist den [[Piezoeffekt|piezoelektrischen Effekt]] verwenden, um die Beschleunigung in elektrische Signale zu wandeln. Die Sensoren arbeiten in dem Frequenzbereich, der für den Menschen wahrnehmbar ist, und werden auf die Oberfläche des Instruments montiert. Damit wird der Körperschall eines Instrumentes dort aufgenommen, wo eine Beschleunigung der Oberfläche stattfindet. Das mit einem Kontaktmikrofon aufgenommene Signal eines Instrumentes kann dem Signal eines Mikrofons, welches den Luftschall aufnimmt, sehr ähnlich sein. Dafür muss es auf dem Instrument in einem geeigneten Bereich platziert werden.

Die Oberflächenschwingungen einzelner Teile eines Instrumentes (Resonanzboden, Trommelfell, Korpus usw.) können sich deutlich hörbar unterscheiden, obwohl sie von demselben Instrument stammen.

Der größte Vorteil der Kontaktmikrofone, für den Anwendungszweck einer dem Luftschall nahen Aufnahme, besteht darin, dass in der Regel weniger [[Rückkopplung]] und Übersprechen auftritt.

=== Technische Anwendungen ===
Die Aufnahme und Analyse von Körperschall spielt in der Technik eine große Rolle. So können die akustischen Eigenschaften von Kraftfahrzeugen oder auch der technische Zustand (Verschleiß der Lager, kritische Zustände bei der spanabhebenden Bearbeitung) von Maschinen und Generatoren kontrolliert werden.<br />
Weiterhin können Rissentstehung und Materialversagen registriert werden. Ein Beispiel hierzu sind Einbruchsensoren an Fensterscheiben. Die dabei verwendeten [[Tonabnehmer]] arbeiten wie bei den [[Musikinstrument]]en auf der Basis des piezoelektrischen Effektes ([[Piezoeffekt]]). Die Auswertung der gewonnenen elektrischen Signale umfasst das Auffinden charakteristischer Frequenzanteile und Schallamplituden.

[[Seismometer]] registrieren prinzipiell ebenfalls Körperschall, jedoch mit längeren Wellenlängen. Anhand natürlicher oder künstlicher [[Seismik|seismischer]] Ereignisse ist man in der Lage, Ort und Art der Ereignisse zu bestimmen sowie auch Untersuchungen des Erdinneren vorzunehmen. Die Grundlage hierzu ist die unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Longitudinal- und Transversalwellen sowie deren Reflexion und Beugung an Schichtstrukturen.

[[Kategorie:Körperschall| ]]
[[Kategorie:Bauakustik|Korperschall]]
Folgende Vorlagen werden auf dieser Seite verwendet:
Zurück zur Seite Körperschall.
Abgerufen von „https://www.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Körperschall“