Die Grundlagen der Akustik

Grundlagen der Forschung sind Intuition, experimentelles Geschick, ein sicheres Gefühl für die Möglichkeiten der Technik und vor allem eine völlige Vertrautheit mit der Theorie; denn erst die Beherrschung der inneren Zusammen hänge ermöglicht es, die verschiedenen Probleme zu übersehen und den Weg der Lösung zu erkennen. Das vorliegende Buch soll die für akustische Forschungs arbeiten unerläßlichen Grundlagen vortragen und an Hand moderner Methoden und neuerer Ergebnisse die Vielfalt der Erscheinungen der modernen Akustik vor Augen führen. Der Verfasser wendet sich nicht nur an den Akustiker, sondern auch an den Ingenieur und Physiker, indem er hofft, daß eine den physikalischen Inhalt oft erschöpfende Darstellung eines beschränkten Gebietes auch ihnen Interessantes zu bieten vermag. Um dem Leser das Nachsuchen schwer zugänglicher Zeitschriften zu ersparen, finden die wichtigsten klassischen Arbeiten volle Berücksichtigung. Themen überwiegend beschreibender Natur, oder solche, die heute der Mechanik oder reinen Ultraschalltechnik zugehören, werden dagegen übergangen, da die deutsche Literatur in den Handbüchern und in den Darstellungen von BERGMANN, RIEDE MANN, MATZKE, PüHLMANN, TRENDELENBURG u. a. über umfassende vVerke verfügt, die alles Wissenswerte über den technischen Stand der heutigen Akustik, den Ultraschall und den Musikinstrumentenbau in leicht zugänglicher Form enthalten. Bezüglich der Tonaufzeichnungsverfahren sei auf die Spezialliteratur verwiesen, da hier die Entwicklung stark im Fluß begriffen ist und die Theorien vielfach noch nicht gefestigt sind.

Inhalt
I. Einführung.- II. Die Fourierschen Reihen, Integrale und die Laplace-Transformation.- III. Die Einschwingvorgänge linearer Systeme (Küpfmüllersche Theorie).- IV. Ableitung der Grundgleichungen des Schallfeldes in reibungsfreien Gasen und Flüssigkeiten für kleine Schwingungsamplituden.- V. Die eindimensionale Wellengleichung und ihre Lösungen.- VI. Die Reflexion an der Trennschicht zweier Medien bei senkrechtem Schalleinfall.- VII. Die Wellengleichung in Zylinderkoordinaten und ihre Anwendungen.- VIII. Kugelwellen.- IX. Die Wellengleichung in allgemeinen Kugelkoordinaten und ihre Lösungen.- X. Das Huyghenssche Prinzip.- XI. Die allgemeine Lösung der Wellengleichung als Funktion der Randbedingungen.- XII. Die Schallabstrahlung von Strahlergruppen und Membranen.- XIII. Die elektromechanischen Schaltbilder.- XIV. Schwingkreis und schwingender Massenpunkt.- XV. System mit stetiger Massen- und Federungsverteilung.- XVI. Die akustischen Grundelemente.- XVII. Gekoppelte Systeme.- XVIII. Die elektroakustischen Wandler.- XIX. Die Mikrophone.- XX. Die Schallsender.- XXI. Der Piezoeffekt und die piezoelektrischen Wandler.- XXII. Die akustische Impedanz begrenzter Mediumschichten und der Schalldurchgang durch geschichtete Medien bei senkrechtem Schalleinfall.- XXIII. Resonanzmessungen in Rohren.- XXIV. Die Schallreflexion bei schrägem Einfall, bei absorbierenden und unebenen Flächen bzw. endlicher Schichtdicke des reflektierenden Mediums.- XXV. Das menschliche Ohr.- XXVI. Das Wesentliche über Geräusche, Sprache, Musik und die Theorie des Rauschens.- XXVII. Die Eigenschwingungen des Rechteckraumes.- XXVIII. Grundsätzliches zur Raumakustik.- XXIX. Die Schallschluckstoffe.- XXX. Die Schallausbreitung in Räumen mit absorbierenden Wandflächen.- XXXI. Die Schallausbreitung in Kanälen.- XXXII. Theorie der inneren Reibung.- XXXIII. Der Einfluß der Wärmeleitung auf Schwingungsprobleme.- XXXIV. Die Schallausbreitung und Schallabsorption im Wasser.- XXXV. Die Schallausbreitung in festen Körpern, Grenzschicht-, Oberflächen- und Kapillarwellen.- XXXVI. Die strengen nichtlinearen Grundgleichungen des Schallfeldes. Schallausbreitung bei großen Amplituden.- Zu I.- Frühgeschichte der Akustik.- Neuzeitliche Akustik.- Das Maßsystem.- Zu II.- Fouriersche Reihen, Integrale, Laplacetransformation.- Korrelation und Autokorrelation.- Zu III.- Einschwingvorgänge linearer Systeme und Frequenzanalyse.- Zu IV.- Die Wellengleichung und ihre Anwendungen.- Zu V.- Die Wellengleichung und ihre Anwendungen.- Zu VI.- Die Wellengleichung und ihre Anwendungen.- Die akustische Impedanz, ihre Messung und die Messung des Reflexionsfaktors.- Zu VII.- Die Wellengleichung in Zylinderkoordinaten. Zylindrische Beugungsaufgaben. Schallausbreitung in Rohren.- Schallausbreitung in Rohren und Kanälen.- Zu VIII.- Die Wellengleichung in Kugelkoordinaten; Schallbeugung an der Kugel und verwandte Aufgaben.- Zu IX.- Die Wellengleichung in Kugelkoordinaten; Schallbeugung an der Kugel und verwandte Aufgaben.- Zu X.- Das Huyghenssche Prinzip.- Zu XI.- Mathematische Hilfsmittel für die Behandlung von Strahlungs- und Beugungsaufgaben.- Die Theorie der Beugungs- und Strahlungserscheinungen.- Die Beugung an ebenen Blenden und Schirmen, Schallabstrahlung der Kolbenmembran, der Lautsprecher in der Schallwand.- Beugung am Spalt und am Keil.- Die Beugung an Rotationsellipsoiden, Rotations-paraboloiden und sonstigen räumlich ausgedehnten Körpern; Schallspiegel.- Zu XII.- Die Beugung an ebenen Blenden und Schirmen, Schallabstrahlung der Kolbenmembran, der Lautsprecher in der Schallwand.- Beugung am Spalt und am Keil.- Die Beugung an Rotationsellipsoiden, Rotations-paraboloiden und sonstigen räumlich ausgedehnten Körpern; Schallspiegel.- Richtcharakteristik von Strahlergruppen.- Zu XIII.- Elektromechanische Analogien.- Zu XIV.- Schwingkreis und schwingender Massenpunkt.- Zu XV.- Systeme mit stetiger Massen- und Federungsverteilung.- Konus und Membran.- Zu XVI.- Strahlung kleiner Öffnungen und die akustischen Filter.- Zu XVII.- Gekoppelte Systeme.- Reziprozitätsgesetz.- Lautsprechergehäuse.- Zu XVIII.- Reziprozitätsgesetz.- Die elektroakustischen Wandler, allgemeine Theorie.- Dynamikregelung.- Zu XIX.- Mikrophone (Allgemeines).- Kondensatormikrophone.- Tauchspulenmikrophone.- Piezoelektrische Mikrophone.- Eichung.- Thermophon.- Kohlemikrophon und Posthörer und ihre Eichung.- Kopfhörer.- Einschwingvorgänge und Dämpfung von Lautsprecher und Mikrophon.- Zu XX.- Kopfhörer.- Lautsprecher.- Trichterlautsprecher.- Magnete und magnetische Erscheinungen.- Konus und Membran.- Räumliche Wiedergabe.- Klirrfaktor.- Einschwingvorgänge und Dämpfung von Lautsprecher und Mikrophon.- Dynamikregelung.- Der Magnetostriktionseffekt und die technischen Ultraschallschwinger.- Beschallung öffentlicher Plätze und Säle.- Zu XXI.- Allgemeines über die piezoelektrischen Kristalle.- Quarz und Quarzoszillatoren.- Bariumtitanat.- Seignettesalz.- Hochfrequenzkeramik und verschiedene piezoelektrische Substanzen.- Zu XXII.- Akustische Impedanz und Schalldurchlässigkeit begrenzter Mediumschichten.- Zu XXIII.- Schallausbreitung in Rohren.- Zu XXIV.- Reflexion und Totalreflexion, unebene Flächen, Schallgitter.- Die Schallausbreitung in geschichteten und gekörnten Medien.- Schallausbreitung in inhomogenen Medien.- Schallausbreitung in der Luft.- Zu XXV.- Aufbau des Ohres und die Theorien des Hörens, das kranke Ohr.- Hörschwelle, Lautstärke und Tonhöhe, Lautstärke von Knacken, Differenzlimen usw.- Nervenströme und elektrische Eigenschaften.- Verdeckungsund Ermüdungserscheinungen.- Hörphänomene: Differenztöne, der Ein-fluß der Phasen, Hören des Grundtones, Echo- und Laufzeitwirkungen, subjektive Lautstärke bei mehreren Schallquellen, die Zeitkonstante des Ohres, Tonvolumen, nichtlineare Verzerrungen.- Lokalisation und zweiohriges Hören.- Zu XXVI.- Räumliche Wiedergabe.- Hörphänomene: Differenztöne, der Einfluß der Phasen, Hören des Grundtones, Echo- und Laufzeitwirkungen, subjektive Lautstärke bei mehreren Schallquellen, die Zeitkonstante des Ohres, Tonvolumen, nichtlineare Verzerrungen.- Musikalische Akustik, Musikinstrumente, Tonleitern, Stimmung, Klangholz.- Sprache: Spektren, Verständlichkeit, Informationstheoretisches, die phonetischen Mittel des Vortrages. Visible speech.- Das Wesentlichste über Geräusche, Sprache und Musik und die Theorie des Rauschens. Rauschvorgänge.- Zu XXVII.-…