Schallwellen und ihr Einfluss auf den Klang

Schall tritt immer in Wellenform auf, und zwar in Form einer sogenannten Longitudinalwelle (Abbildung). Das ist eine Schallwelle, die in Ausbreitungsrichtung schwingt und sich zum Beispiel gleichmäßig von einem Lautsprecher aus ausbreitet.

Schallwellen sind je nach Lautsprecherart unterschiedlich breit gefächert beziehungsweise gerichtet. Auch die Tonlage beeinflusst das Verhalten der Wellen. Eine tiefe Frequenz lässt sich besser aus größerer Entfernung wahrnehmen als eine hohe Frequenz, die genauso weit entfernt ist. Dieses Phänomen kennst du vielleicht, wenn du schon mal ein Konzert aus der Ferne gehört hast. Die Bässe sind meist deutlich hörbar, Stimmen oft nur gedämpft.Schallwellen_Bild1

Dennoch schenken die meisten den Schallwellen und der Akustik wenig bis gar keine Aufmerksamkeit, wenn sie Lautsprecher daheim aufstellen. Betrachten wir hingegen die professionelle und semi-professionelle Audiowelt, gewinnen Akustik und Kontrolle der Schallwellen an Bedeutung. Ganz gleich, ob Aufnahmestudio, Musikzimmer oder Heimkino: Überall lässt sich durch gezielte Steuerung von Schallwellen mehr aus dem Equipment herausholen. Bei der sogenannten Raumakustik kommen Reflektoren, schalldämpfende Elemente und sogenannte Diffusoren zum Einsatz, um eine optimale Ausbreitung der Schallwellen zu erzielen.

Passende Produkte von Teufel:

Ultima 40 – 5.1
Dolby Atmos Set

Jetzt entdecken

Ultima 40 Aktiv

Jetzt entdecken

Power HiFi

Jetzt entdecken

Wie sich Schallwellen ausbreiten und verhalten

Wie du einen Raum gestaltest, um ein gutes Klangbild zu erhalten, erfährst du in unserem Beitrag zum Thema Raumakustik. Zunächst ist wichtig zu verstehen, wie sich Schallwellen verhalten und wie sie sich in Räumen ausbreiten. Ausgangspunt und Entstehungsort der Schallwelle ist in unserem Fall ein Lautsprecher. Von dort breiten sich die Schallwellen aus. Je nach Bauart und vor allem je nach Art des Schallwandlers können Lautsprecher jedoch völlig unterschiedliche Abstrahlwinkel aufweisen.

An dieser Stelle haben wir dir schon die drei wichtigsten Schallwandler vorgestellt. Alle drei weisen eine jeweils eigene Abstrahlcharakteristik auf und werden von Lautsprecherherstellern gezielt für bestimmte Lautsprecher eingesetzt. Das Horn gibt eine eher gerichtete Schallwelle ab, während die Kalotte einen sehr breiten Abstrahlwinkel aufweist. Ein herkömmliches Paar Stereolautsprecher verfügt meist über Konuslautsprecher, deren Abstrahlwinkel ungefähr zwischen Horn und Kalotte liegt. Im Musikbereich hat sich diese Variante bewährt. Der Hörer genießt das optimale Klangbild zwar, wenn er sich direkt vor dem Lautsprecher befindet, er beschallt dabei aber eben nicht nur sich allein. Letzteres wäre allerdings auch mit einem extrem gerichteten Lautsprecher nicht zu 100 Prozent möglich.

So werden Schallwellen reflektiert

Selbst wenn du es schaffen würdest, nur dich selbst im Bereich der Schallwellen zu positionieren, so können dennoch auch Außenstehende die Töne wahrnehmen. Schallwellen werden nämlich von nahezu jedem Objekt reflektiert und breiten sich so im ganzen Raum aus. Unter Umständen erreichen die Schallwellen also auch andere Räume. Trifft eine Schallwelle auf eine komplett glatte Oberfläche, so gilt hier wie in der Geometrie: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel.

Aus diesem Grund ist eine glatte Wand auch so ziemlich das Ungünstigste, auf das ein Lautsprecher ausgerichtet sein kann. Besser ist, wenn du ihn stattdessen auf eine unebene Oberfläche richtest. So reflektieren die Schallwellen in viele Richtungen und der Schall verteilt sich besser im Raum. Schallreflexionen können den Hörgenuss aber auch beinträchtigen. Stell dir einen komplett leeren Raum vor. Hier wird selbst die eigene Stimme mehrfach reflektiert. Dabei entsteht ein Hall, der beim Musikhören oder im Heimkino sehr stören kann. Für die Raumakustik wäre das der Super-GAU, denn der Schall lässt sich dann nicht kontrollieren.

Lautsprecher, Heimkino und mehr

Die Streaming-Lautsprecher Stereo L in weißer Ausführung.
Streaming-Speaker im Gewand von High-End-Standlautsprechern. Im Inneren ist ein starkes 3-Wege-System integriert.
  • LT 4 Impaq „5.1-Set L“: Mit diesem Heimkino-Set holst du dir eine spielfertige 5.1-Blu-ray-Komplettanlage mit extrem schlanken HiFi-Säulen aus Aluminium ins Haus. Ein kabelloser, mächtiger Flach-Subwoofer und eine Systemleistung von 750 Watt sorgen für eine mitreißende Audio-Performance bei Filmen, Musik & Games.
  • TEUFEL Stereo M: Dieses 3-Wege-Streaming-Regallautsprecher-Paar für WLAN und Bluetooth mit integriertem Verstärker sorgt für raumfüllenden und detaillierten High-End-Klang.

Mit dem Bass durch die Wand

SubwooferWie im ersten Absatz schon erwähnt, lassen sich tieffrequente Schallwellen – also Bässe – über wesentlich größere Distanz wahrnehmen als hochfrequente Schallwellen. Das liegt an der Länge der Schallwellen. Eine tieffrequente Schallwelle von 20 Hz hat in der Luft eine Wellenlänge von 17 Metern, die Schallwelle eines 100-Hz Tons ist dagegen gerade mal 3,40 Meter lang. Um eine lange 20-Hz-Welle aufzuhalten bedarf es also deutlich mehr oder größeren Hindernissen, als für eine 100-Hz-Welle. Im Freien sorgt die Luft- und Bodenabsorption bei hochfrequenten Schallwellen dafür, dass sich diese in weiter Entfernung kaum mehr wahrnehmen lassen. Lange, tieffrequente Schallwellen passieren diese Hindernisse leichter und dringen auch auf höhere Distanzen durch.

Ähnliches gilt für geschlossene Räume. Das wissen vor allem Besitzer einer Heimkinoanlage mit starkem Subwoofer. Wer in einem Mietshaus wohnt, sollte darauf Acht geben, um Konflikte mit den Nachbarn zu vermeiden. Denn gerade die Schallwellen des Subwoofers dringen leicht durch Wände, während die Hoch- und Mitteltöne nur selten im Nachbarzimmer ankommen. Auch hier ist das Hindernis, in dem Fall die Wand, ausschlaggebend für diesen Effekt. Die tieffrequenten Schallwellen sind so stark, dass sie das Hindernis selbst in Schwingung versetzen. SO werden die Schallwellen weitergegeben. Außderdem empfindet der Mensch tiefe Frequenzen oft als besonders unangenehm. Der Bass kann die Nachbarn also oft schon bei Zimmerlautstärke stören.

Raummoden – stehende Schallwellen

Auch die sogenannten Raummoden können Liebhaber kräftiger Bässen vor Probleme stellen. Dabei handelt es sich um stehende Schallwellen, die aufgrund der Länge der tieffrequenten Schallwellen vor allem bei Subwoofern vorkommen. Hierbei handelt es sich allerdings um eine Schallreflexion – genaugenommen um eine mehrfache Schallreflexion. Die Bass-Welle reflektiert immer wieder von einer Wand zur anderen und verstärkt sich auf diese Weise selbst. Ein unangenehmes Dröhnen folgt. Allerdings kann sich die Bass-Welle durch Reflexionen auch teilweise oder sogar ganz aufheben. Sogenannter Antischall lässt sich auch künstlich erzeugen – etwa durch einen zweiten Subwoofer an der gegenüberliegenden Wand. Das wiederum hebt die Reflexion und das damit verbundene Dröhnen auf. Stichwort: Double-Bass-Anordnung. Der Antischall-Effekt lässt sich im Übrigen auch ideal bei Noise-Cancelling-Kopfhörern nutzen.

Fun Fact: der Dopplereffekt

Zum Schluss noch ein wenig Wissen, dass im HiFi-Bereich zwar weniger relevant ist, aber dennoch mit der Ausbreitung von Schallwellen zu tun hat. Vielleicht hast du schon mal vom sogenannten Dopplereffekt gehört? Das wohl beste Beispiel ist ein vorbeifahrender Krankenwagen: Solange der Krankenwagen auf dich zufährt, klingt das Martinshorn immer höher. Sobald der Krankenwagen sich wieder von dir entfernt klingt der Ton tiefer. Das Martinshorn gibt aber immer die gleichen Töne in der gleichen Tonhöhe wieder. Fährt der Krankenwagen auf dich zu, werden die Schallwellen gestaucht, also kürzer und klingen somit höher, als sie eigentlich sind. Entfernt sich der Krankenwagen, ziehen sich die Schallwellen in die Länge und klingen tiefer. Das verdeutlicht einmal mehr, dass die Höhe der Frequenz unmittelbar von der Länge der Schallwellen abhängt.

Animation des Dopplereffekts bei einem Krankenwagen

Diese Produkte könnten dich ebenfalls interessieren:

Consono 35 – 5.1

Jetzt entdecken

Bluetooth Kopfhörer mit Noise Cancelling

REAL BLUE NC

Jetzt entdecken

Theater 500 5.1

Jetzt entdecken

Fazit

  • Schallwellen sind wesentlich komplexer, als der Laie annimmt Je nach Lautsprecherart und Frequenzhöhe verbreiten sie sich unterschiedlich im Raumes sowie im Freien.
  • Das kann schlimmstenfalls störende Effekte erzeugen, zum Beispiel ungewollte Schallreflexionen.
  • Beim Aufbau von HiFi- und Heimkinoanlage solltest du die Ausbreitung der Schallwellen und die damit verbundenen Schallreflexionen beachten.
  • Wie du einen Raum akustisch so gestaltet, dass sich Schallwellen optimal ausbreiten, erfährst du im oben verlinkten Beitrag zum Thema Raumakustik.

Titelbild: © Teufel
Bild 1: © By Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) (Own work) GFDL or Bestimmte Rechte vorbehalten . Quelle: Wikimedia Commons
Bild 2: © Teufel
Bild 3: © Teufel
Bild 4: © By Charly Whisky 18:20, 27 January 2007 (yyy) (Own work) GFDL, Bestimmte Rechte vorbehalten or CC BY-SA 2.5-2.0-1.0. Quelle: Wikimedia Commons

Neueste Beiträge

  1. Antonio
    21. Jun. 2019, 20:00

    Subwoofer sollte man unbedingt verbieten, da mein Nachbar mich dauerbeschallt und ihm es egal ist was drum herum ist

Kommentar verfassen

Ihr Kommentar wird von einem Moderator überprüft, bevor er auf der Website erscheint.

Autor

Teufel Blog Redaktion

Teufel Blog Redaktion

Alles über Lautsprecher, Heimkino und HiFi-Trends. Zudem haben wir jede Menge praktische Tipps und Tricks für zu Hause.