Welche geometrische Form kann Schall am besten sammeln und bündeln ohne größeren Verlust durch reflektion o.ä.?
Welche geometrische Form kann Schall am besten sammeln und bündeln ohne größeren Verlust durch reflektion o.ä.?
Und wie sollten die Wände einer solchen Struktur gestaltet sein? Glatt oder mit Rillen?
3 Antworten
Kommt drauf an... es macht einen Unterschied ob man einfach nur die maximale Schalleistung einfangen will oder ob auch die Klangcharakteristik erhalten bleiben soll. Schall den wir akustisch wahrnehmen können geht über 2-3 Größenordnungen und entsprechend auch die Wellenlängen und die Effekte die diese bedingen (Absorption, Beugung, Dämpfungseigenschaften der Luft, ...).
Außerdem ist es nicht egal wie die Schallwelle vorher aussieht, also ist es eine näherungsweise ebene Welle, also mit einer geraden Wellenfront, oder ist sie gekrümmt. Das müsste dann jeweils zu einer anderen Form führen.
Generell je glatter und steifer (Eigenfrequenz) eine Oberfläche, desto geringer der Absorptionsverlust. Aber eine Strukturierung kann ggf. helfen Strömungsgeräusche oder sonstige Störungen zu verringern, bzw. die Oberfläche mit einem breiten aber konstanten Absorptionsspektrum zu versehen, damit keine Klangverfärbung entsteht. Ich hab aber zu wenig Ahnung von Akustik um das wirklich beurteilen zu können, das ist hier eher educated guessing.
und du meinst das Thema ist noch nicht ausgereizt? Stethoskope haben 2 Seiten, eine für tiefe Töne eine für hohe. Ich vermute mal dass die Haut ein schlechter Schallwandler für bestimmte Frequenzen ist, weswegen es sinn manchen kann eine definite Oberfläche in Form einer Kunststoffmembran zu schaffen, die den Schall an die Luft weitergibt. Tiefe Töne werden viel weniger gedämpft, die zu hören geht notfalls auch mit Ohr auflegen.
Ehrlich gesagt nein, ich denke es ist aber sehr wohl Marketing-technisch ausgereizt. Besonders von littmann und deren "dual-frequency" Membran. - Was passiert denn wohl mit dem Ton wenn man eine Membran weiter spannt - das kann ich mir auch als nicht Physiker denken. Aber wie auch immer, die Membranen mögen zwar gerade bei der Lungen Auskultation wie ich finde oder bei manchen Strömungsgeräuschen Vorteile haben, allerdings sind sie ebenso störanfällig. Wenn man einen behaarten Patienten hat, kann sowas Mal schnell ein subtiles Strömungsrausch überdecken. Das Problem haben Trichter nicht. Deswegen wäre man Ziel einen Trichter zu entwickeln, welche möglichst alle Frequenzen gleich gut weiter gibt und dabei auch ein möglichst lautes klang Ergebnis bereitet. Da du Physiker bist, würde ich dir gerne noch eine Frage stellen wenn das in Ordnung ist? Mal angenommen ich konstruieren mir solch einen Trichter aus Titan, und würde ihn äußerlich gummieren, für bessere Isolation von äußerlichen Störgeräuschen und besseren grip, würde dies auf Schall Aufnahme und Leitung negativ Auswirken? Und überhaupt, mein Gedanke war, Titan ist schön leicht aber robust - aber ist es auch das geeignetste Metall in punkto Akustik?
Leicht muss kein Vorteil sein, weil leicht auch die akustischen Eigenschaften beeinflusst. Eher nicht die Schalleitung, aber es hat ggf. eine eher hohe Eigenfrequenz. Die zu drücken kann man vor allem durch Masse erschlagen. Ein anderes Thema wäre dann noch ob es sich überhaupt aus hygienischen Gesichtspunkten eignet. Also ist es ausreichend abriebfest, autoklavierbar, etc. wie da die genauen Anforderungen an Medizinprodukte sind weiß ich nicht...
Bist du noch am Stethoskop?
- Sammeln und bündeln auf einen Brennpunkt geht genau gleich wie bei der Optik: eben gerade durch Reflexion, nämlich in der parabelförmigen Schüssel
- Aber du willst den Schall wohl nicht im Brennpunkt, sondern dann in den Schlauch leiten, stimmt's? Dann wäre es der Schalltrichter, "die Trompete", so wie bei Blasinstrumenten oder den Schiffssprechanlagen.
Danke dir für deine Antwort, ja das hatte ich mir auch so gedacht, allerdings müsste ich feststellen, das Beispielsweise der Trichter des Planet Stethoskops nach Fassbender nun gar nicht so eine Form hat aber mit einer der besten ist
Da spielen halt sicher noch andere Faktoren rein, wie der erwünschte Frequenzgang, die Dämpfungseffekte durch das Gewebe, eine allfällige Gasfüllung im Stethoskop u.ä.
Das ist eine Wissenschaft für sich, und ehrlich gesagt glaube ich nicht, dass da noch qualitative Quantensprünge möglich sind.
Sicherlich ist da kein Quantensprung mehr möglich, zumindest ohne Elektronik. Allerdings denke ich es muss doch im Bereich des möglichen sein ein Einseitiges Trichter Stethoskop mit latent besserer Tonqualität zu bauen, dass keine 200 Euro kostet. Dann könnte jeder Ersti top ausgestattet sein und der Verschleiß wäre geringer als bei Membranen
kommt draufan, was du mit "latent bessere Tonqualität" meinst.
Rein mechanisch geht da nicht mehr viel. Oder willst du zwingend Elektronik einsetzen? Es ist halt der Witz dieses wichtigen Geräts, dass es ohne Strom und ohne Hightech "läuft".
Ne ich will eben auf Elektronik verzichten. Zumal gibt es ja von Littmann den Zusammenschluss mit Eko. Mit latent besser meine ich einen Trichter zu konzipieren der sowohl die höher als auch tiefer frequenten Geräusche gut weitergibt und das eventuell etwas lauter als bisher.
Hm, daran wirst du dir die Zähne ausbeissen. An so eine Optimierung glaube ich nicht; ich behaupte, dass das hoffnungslos ist. Erst recht hier auf GuteFrage.
Wenn schon musst du ein eigenes SoundLab gründen mit hochkarätigen Forschern.
Nur ein kleiner hinkener Vergleich aus der Akustik: Es gibt ja auch noch immer keinen Lautsprecher (ich meine einen Einzel-Wandler), der alle Vorteile auf sich vereinigt. Das beste ist immer noch eine Mehrweg-Box, wo diverse Elemente auf deren Stärken optimiert werden.
Glatt reflektiert, strukturiert schluckt
Vielen Dank, für deine Antwort, die ist schonmal auf jeden Fall Hilfreich. Es geht darum, dass ich ein Brustusck für ein Stethoskop konzipieren möchte. Gerne würde ich ganz oldschool eines entwerfen, dass nur das Glockenstück braucht. Also würde die Glocke direkt auf die hautaufgelegt. In der Medizin haben wir dann grundsätzlich einfach unterteilt "Hohe" und tiefe Frequenzen die wir hören müssen. - Fehlerhaftes schließen von klappen, Strömungsgeräusche, Klicks ect.