Unter Schall versteht man die Ausbreitung von kleinsten Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper) und gehört zum Fachgebiet der klassischen Mechanik.
Körper können an der Grenzfläche zur Luft (oder anderen elastischen Medien) diese zu Druckschwankungen anregen, es kommt zu Druckwellen. Sind diese Druckwellen in einem bestimmten Frequenzbereich (16 bis 20000 Hz, mit menschlichem Gehör wahrnehmbar) wahrnehmbar, so nennt man diese Druckwellen Schall. Wie in der Einleitung bereits beschrieben, ist die Schallausbreitung stets an ein (elastisches) Medium gebunden, so kann Schall im Vakuum sich nicht ausbreiten.
Die Schallwellen werden durch (erzeugte) Wellen eines Körpers durch z.B. ein mechanisches Gerät erzeugt. Hierbei wird ein bestimmter Schalldruck P erzeugt und durch das Medium (in der Regel Luft) weitertransportiert,. Der Schalldruck P entspricht dabei der Amplitude der mechanischen Schwingung (z.B. bei einem Schlag auf eine Trommel). Die Intensität I der Schallwelle hingegen ist proportional zum Quadrat der Amplitude.
Bei einem Schall wird der sog. Schallpegel L gemessen (der Einheit Dezibel (dB)), wobei der Schallpegel L logarithmisch gemessen bzw. berechnet wird, mit Hilfe der Intensität I der Schallwelle. Die Formel: L = 10·log(I : Io), wobei Io als menschliche Reizschwelle bei 1 kHz festgelegt wurde.
Allgemein wird Schall in drei Kategorien eingeteilt:
Darüber hinaus wird der Schall auch noch nach der Frequenz unterteilt:
Wie bereits erwähnt, benötigt Schall zur Ausbreitung stets ein Medium, wobei dieses Medium nicht nur ein Gas sein muss, sondern auch ein Festkörper oder eine Flüssigkeit sein kann.
Angemerkt sei, dass Schallwellen eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit haben. Die Ausbreitsungsgeschwindigkeit ist in festen Körpern in der Regel. am größten, in Flüssigkeiten geringer als in Festkörpern (z.B. in Wasser ca. 1500 m/s). In Gasen als Medium ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Regel am geringsten (z. B in Luft ca. 330 m/s).
Eine Folge der endlichen Schallgeschwindigkeit ist der sog Doppler-Effekt (dieser Effekt tritt auch bei elektromagnetischen Wellen wie z.B. Licht auf. Dieser Effekt lässt sich erkennen, wenn z.B. Sender und Empfänger von Schallwellen sich aufeinander zu bewegen. Dabei wird die Tonfrequenz
etwas höher (bewegen sie sich auseinander, wird die Tonfrequenz etwas tiefer).
Die kann auch mit Hilfe einer Formel wiedergegeben werden (die Bewegungsgeschwindigkeit v klein gegen die Signalausbreitungsgeschwindigkeit c). So gilt für die Frequenzverschiebung gegenüber der Ruhefrequenz folgender Zusammenhang:
Schall ist eine Form der Energie, die als mechanische Welle durch ein Medium wie z.B. Luft, Wasser oder Festkörper übertragen wird.
Es gibt Longitudinalwellen und Transversalwellen. Bei Schallwellen handelt es sich um Longitudinalwellen.
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen durch ein Medium bewegen. Sie hängt von der Temperatur und dem Medium ab.
Der Schalldruck ist ein Maß für die Stärke einer Schallwelle. Er wird normalerweise in Pascal (Pa) gemessen.
Die Einheit der Schallfrequenz ist das Hertz (Hz).
Ein Ton hat eine bestimmbare Frequenz, während ein Klang sich durch mehrere gleichzeitig erklingende Töne auszeichnet und ein Geräusch keine bestimmbare Frequenz aufweist.
Eine Schallquelle ist ein Objekt, das Schall erzeugt. Dies kann beispielsweise eine Glocke, ein Lautsprecher oder eine Person, die spricht, sein.
Unter Schallausbreitung versteht man den Vorgang der räumlichen Ausweitung des Schalls und die damit verbundene Aufweitung der Schallwellenfront.
Infraschall sind Schallwellen mit Frequenzen unterhalb des menschlichen Hörbereichs, während Ultraschall Frequenzen oberhalb dieses Bereichs hat.
Ein Schallempfänger ist ein Objekt oder eine Vorrichtung, die Schallwellen empfängt und in eine andere Art von Energie umwandelt, z.B. ein Mikrofon oder unser Ohr, das Schall in nervöse Impulse umwandelt.