Fachliche Definition

Eine longitudinale Schallwelle ist eine Welle, bei der die Schwingungsrichtung der Teilchen des Mediums mit der Ausbreitungsrichtung der Welle (Propagation) übereinstimmt.

Das bedeutet, dass der Geschwindigkeitsvektor der Teilchen parallel zu der Richtung verläuft, in der sich der Schall ausbreitet. Dieser Mechanismus beruht auf der Bildung aufeinanderfolgender lokaler Verdichtungen (Kompressionen) und Verdünnungen (Dekompressionen) des Mediums. In Fluiden wie Gasen (Luft) und Flüssigkeiten (Wasser), die keine Scherspannungen übertragen, kann sich Schall ausschließlich als Longitudinalwelle ausbreiten.

Akustik einfach erklärt

Die beste Analogie für eine Longitudinalwelle ist eine Spiralfeder vom Typ „Slinky“ (jenes bunte Spielzeug, das eine Treppe „hinuntergehen“ kann).

Wenn Sie eine solche Feder auf einem ebenen Boden auseinanderziehen und ein Ende ruckartig in Richtung des anderen stoßen, sehen Sie ein „Paket“ zusammengedrückter Windungen, das sich blitzschnell entlang der Feder fortbewegt. Die Windungen schwingen vor und zurück – genau auf derselben Linie, entlang der sich der Impuls bewegt.

Ähnlich verhält sich die Luft: Wenn sich die Membran eines Lautsprechers nach vorne bewegt, stößt sie gegen die nächstgelegenen Luftteilchen, und diese schieben wiederum ihre Nachbarn an. Es entsteht eine Kette von Stößen, die Ihr Ohr erreicht. Kein einzelnes Teilchen wandert vom Lautsprecher zu Ihnen – die Teilchen geben lediglich Energie aneinander weiter, indem sie sich entlang des Ausbreitungswegs des Schalls gegenseitig „anstoßen“.

Zusammenfassung

• Schwingungsrichtung: Die Teilchen bewegen sich „hin und her“ entlang der Ausbreitungslinie der Welle.

• Druckänderungen: Gerade dieser Wellentyp ist für die Änderungen des Luftdrucks verantwortlich, die unser Ohr als Schall wahrnimmt.

• Verbreitung: Dies ist die grundlegende und einzige Art, wie sich Schall in der Luft ausbreitet.