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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 09:54 Mi 06.02.2013 | | Autor: | Jacknsly |
Hallo! Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Ich möchte zwei Schallquellen (Boxen) so aufstellen, dass sich deren Schall gegenseitig auslöscht und ich als Empfänger dementsprechend nichts wahrnehme.
Als Signal habe ich eine computergeneriertes A, was einer Frequenz von 440Hz entspricht gewählt. Ich rechne mit einer Schallgeschwindigkeit von 343m/s (laut Wiki) - somit komme ich mit [mm] c=\lambda*f [/mm] auf eine Wellenlänge von ~0,78m. Damit sich die Wellen auslöschen müsste ich die Boxen ja [mm] \lambda/2 [/mm] weit auseinander aufstellen, also ungefähr in einem Abstand von 0,39m und exakt gleich ausrichten.
Ein bisschen Spielraum ist beim Abstand natürlich vorhanden, da ich keine exakte Lufttemperatur von 20°C habe.
Soweit so gut. Allerdings gelingt es mir einfach nicht, dass sich die Quellen auslöschen.
Habe ich irgendwo einen Gedankenfehler drin, oder irgendwelche Parameter nicht beachtet? Oder hab ich einfach noch nicht geduldig genug den Abstand variiert?
Ich würde mich freuen, wenn mir jemand auf die Sprünge helfen könnte.
Mit freundlichen Grüßen ;)
jacknsly
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Hallo!
Ich glaube, du stellst dir das etwas einfach vor...
1. Du kannst den Schall nicht im gesamten Raum auslöschen, sondern nur an bestimmten Stellen, und das sind erstmal die, an denen die Schallwellen mit einem Phasenversatz von 180° ankommen. (Du hast nicht explizit erwähnt, wo du den Schall auslöschen möchtest.) Dazu mußt du die Boxen übrigens NICHT [mm] \lambda/2 [/mm] auseinander stellen.
2. Die Boxen erzeugen normalerweise phasengleichen Schall. Wenn du sie [mm] \lambda/2 [/mm] weit auseinander stehen hast, kannst du den Schall direkt an der Position der einen oder anderen Box auslöschen.
3. Auslöschen ist relativ. Völliges auslöschen erreichst du nur dann, wenn die Amplituden des Schalls beider Boxen an einem Ort, an dem Auslöschung möglich ist, gleich groß sind. Deshalb wirst du nicht merken, daß der Schall an der Position einer Box von der anderen Box ausgelöscht wird, weil die entfernte Box dort viel leiser ist. Gleiche Amplituden erreichst du dort, wo die Entfernung zu den beiden Boxen genau gleich ist, z.B. exakt zwischen den Boxen. Das Problem: exakt zwischen den Boxen hast du so niemals eine Phasendifferenz. Das ist der Hauptgrund, warum du keine Interferenz bemerkst. Du kannst die benötigte Phasendifferenz aber erzeugen:
Entweder hast du solche Boxen mit Klemmen statt Steckern, so daß du die Adern des Audio-Kabels direkt dort hineinklemmst. Dann kannst du die beiden Adern einer Box mal vertauschen, dadurch senden die Boxen mit einer Phasendifferenz von 180°, die du dann auch exakt zwischen den Boxen bekommst. Wenn du mal bei Freunden bist, die solche Boxen haben, und die sich über den merkwürdigen - weil nicht erklärbaren - Klang ärgern, kann es oft daran liegen, daß sie aus Versehen die Adern vertauscht haben.
Alternativ, wenn du nicht solche Boxen hast, kannst du dir ein Audio-Signal in Stereo erzeugen, bei dem der rechte Kanal das invertierte Signal des linken enthält. Ich weiß grade nicht, mit welchem Programm das machbar wäre, aber das geht bestimmt.
4. In einem Raum hast du typischerweise Reflexionen an den Wänden, was dir dein Interferenzerlebnis etwas schmälert.
Zu guter letzt kannst du dir mal ![[]](/images/popup.gif) http://www.walter-fendt.de/ph14d/interferenz.htm angucken. Das Applet demonstriert recht gut, was bei Interferenz passiert, hat aber nur zwei phasengleiche Schwinger. Für 180° verschobene Schwinger kehren sich konstruktive und destruktive Interferenz um.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:24 Mi 06.02.2013 | | Autor: | Jacknsly |
Vielen Dank für die rasche Antwort.
Ich hatte wirklich vergessen zu erwähnen, dass ich natürlich nur auf der Linie der Lautsprecher die Auslöschung erwartet hätte.
Das was du geschrieben hast, leuchtet soweit alles wunderbar ein und ich werde es gleich mal probieren, ob ich irgendwie zwei Tonspuren interferieren kann.
Eine Frage hätte ich noch und zwar:
Wenn ich den Versuch so aufbaue, wie ich ihn geschildert habe, dürfte ich die Phasendifferenz ja über den Abstand der Boxen erzeugen können.
Der Aufbau soll in etwa so aussehen:
Box1 ---> Box2 ---> Empfänger
Wenn ich nun die Lautstärke der Box1 so manipuliere, dass deren Amplituden auf Höhe von Box2 (ungefähr) identisch sind, dann dürfte ich dort ja eine "reinere" Auslöschung erhalten.
Ich hoffe mal, dass das soweit halbwegs stimmig ist.
Mir ist allerdings noch nicht klar, warum ich nur eine Auslöschung direkt an der Box2 erhalten sollte und nicht alles im "Schatten" von Box2 ausgelöscht wird.
Zumal bei der Animation, die du gelinkt hast (vielen Dank noch mal an dieser Stelle ;) ) die Wellen ja auf der Linie hinter den Quellen ebenfalls komplett auslöschen - sofern ich die Animation richtig interpretiere.
(Reflektionen und sonstige Nebengeräusche mal außen vor gelassen)
Grüße
Jacknsly
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:37 Mi 06.02.2013 | | Autor: | leduart |
Hallo
in einem Raum wirst du nie wirkliche auslöschung bekommen, dazu gibt es zu viele Relexionen, sogar an der Box 2 selbst.
stell deine 2 Boxen in gleicher Richtung auf, stell dich irgendwo hin, und verschiebe, notfalls mit einem Besenstiel die dir nähere Box. dann merkst du wenigstens deutlich, dass es lauter und leiser wird, und zwar auf der ganzen Linie, damit hast du recht.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:00 Mi 06.02.2013 | | Autor: | Jacknsly |
Ok dann probier ich einfach noch mal mein Glück.
Vielen Dank für die Antworten!
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Hallo!
Du hast natürlich recht, rein theoretisch solltest du auf der gesamten Linie der Lautsprecher, außer zwischen ihnen, Auslöschung bekommen (bei [mm] \lambda/2 [/mm] Abstand). Im gesamten Raum gibt es mehrere Hyperbel-Flächen, auf denn du überall Auslöschung bekommst, die siehst du auch in der Animation. Aber wie gesagt, für ne vollständige Auslöschung mußt du die gleiche Amplitude von beiden Boxen empfangen.
Aber jetzt hast du mich ran gekriegt... Im Anhang findest du ein Python-Script, das eine WAV-Datei erzeugen kann. Um es zu benutzen, benötigst du Python 2.7.
Der wichtige Teil ist selbsterklärend, du kannst Frequenz und Dauer des Tons einstellen, weiter unten siehst du, wie der Ton aus nem Sinus gebastelt wird.
Um die erzeugte Waveform mal anzugucken, habe ich audacity verwendet.
Leider kann die Bibliothek zum Schreiben von WAV-Files keine Kompression, die Dateien werden also recht groß, und ich geb dir nur das Script. Aber dafür kannst du mehr spielen!
Auf meinem Laptop kann ich eine Interferenz hören, wenngleich die Position der Lautsprecher eher undefiniert ist!
Have Fun!
![[a]](/images/paperclip.gif "Dateianhänge") Python-Script
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: py) [nicht öffentlich]
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