Fachliche Definition

Eine zylindrische Schallwelle ist eine Welle, deren Wellenfront (Fläche gleicher Phase) eine Zylinderfläche ist.

In der Akustiktechnik tritt dieses Phänomen bei sogenannten Linienquellen auf. Das zentrale physikalische Merkmal der Zylinderwelle ist die geringere Abnahme des Schalldruckpegels mit zunehmender Entfernung. Diese Abnahme beträgt 3 dB pro Entfernungsverdopplung zur Quelle (zum Vergleich: Bei der weiter verbreiteten Kugelwelle sind es 6 dB).

Dies ergibt sich daraus, dass sich die Schallenergie auf eine Fläche verteilt, die proportional zum Radius (r) und nicht zum Quadrat des Radius (r^2) wächst. Dadurch „trägt“ der Schall deutlich weiter.

Akustik einfach erklärt

Stellen Sie sich vor, Sie werfen einen kleinen Kieselstein in einen Teich – es entstehen Kreise, die sich von einem einzigen Punkt aus ausbreiten. Das entspricht einer Kugelwelle. Stellen Sie sich nun vor, Sie lassen anstelle des Steins einen langen Stock flach ins Wasser fallen. Die Wellen, die sich von ihm ausbreiten, bilden lange, gerade Wasserwälle. Genau das veranschaulicht eine Zylinderwelle.

In der Luft funktioniert dies ähnlich. Handelt es sich bei der Schallquelle um ein langes Rohr, eine Fahrzeugkolonne auf der Autobahn oder ein professionelles Beschallungssystem (Line Array), das über der Bühne hängt, entweicht der Schall nicht nutzlos in den Himmel oder in den Boden. Er breitet sich wie ein sich erweiternder Zylinder aus und bündelt die Energie dort, wo sich die Zuhörer befinden.

Analogie: Denken Sie an das Bestreichen eines Toasts mit Butter. Sie haben einen Teelöffel Butter (die Schallenergie).

• Wenn Sie den gesamten Toast bestreichen (Kugelwelle), wird die Schicht sehr dünn.

• Wenn Sie nur einen schmalen Streifen in der Mitte bestreichen (Zylinderwelle), ist die Butterschicht auf der gesamten Länge deutlich dicker und „gehaltvoller“.

Deshalb können Line-Array-Systeme bei Konzerten auch die hintersten Zuschauerreihen wirkungsvoll beschallen, ohne gleichzeitig die Personen direkt vor der Bühne zu übertönen.

Zusammenfassung

• Linienquelle: Charakteristisch für Autobahnen, Züge und Beschallungssysteme bei Konzerten.

• Effizienz: Verliert nur 3 dB pro Entfernungsverdopplung, wodurch der Schall weiter reicht.

• Anwendung: Grundlage für die Planung von Bühnenbeschallungen sowie von Lärmschutzwänden an Straßen.