Akustik

Die Akustik (von griechisch akustikos – Gehör) ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit elastischen Schwingungen und Wellen von niedrigsten Frequenzen (üblicherweise von 0 Hz) bis zu extrem hohen (1012-1013 Hz), ihren Anregungs- und Ausbreitungsprozessen, ihrer Wechselwirkung mit der Materie und einer Vielzahl von Anwendungen befasst.

Die Akustik ist eines der ältesten Wissensgebiete. Sie entstand mehrere Jahrhunderte vor Christus als Wissenschaft vom Schall, d. h. von den elastischen Wellen, die vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden (daher der Name Akustik). Die Entstehung der Akustik als physikalische Wissenschaft (17. Jahrhundert) war mit der Untersuchung des Systems der Musiktöne, ihrer Quellen (Saiten, Pfeifen) und der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls verbunden. Bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte sich die Akustik als ein Teilgebiet der Mechanik. Es wurde eine allgemeine Theorie der mechanischen Schwingungen, der Abstrahlung und der Ausbreitung von Schallwellen in einem Medium aufgestellt, und es wurden Methoden zur Messung der Parameter von Schallwellen – Schalldruck, Energiefluss, Ausbreitungsgeschwindigkeit – entwickelt.

Das Spektrum der untersuchten elastischen Wellen erweiterte sich und umfasste die Bereiche unterhalb (Infraschall) und oberhalb (Ultraschall) der hörbaren Frequenzen. Die Entwicklung von Methoden zur Zerlegung eines komplexen Schwingungsvorgangs in einfache Komponenten (Fourier-Methode) legte den Grundstein für die Analyse von Klang und die Synthese von komplexem Klang aus seinen einfachen Komponenten. Diese klassische Etappe in der Entwicklung der Akustik wurde zu Beginn des 20. Rayleigh.

In den 20er Jahren begann eine neue Phase in der Entwicklung der Akustik. Jahrhundert durch die Entwicklung der Funktechnik und des Rundfunks, die die Entwicklung von Methoden und Mitteln zur Umwandlung elektromagnetischer Energie in akustische Energie und umgekehrt erforderlich machten. Im Zusammenhang mit der Entwicklung der Elektronik und der Physik der Struktur der Materie entstanden neue Richtungen in der Akustik.

Der wichtigste Zweig der Akustik, der eng mit anderen führenden Bereichen der modernen Physik verbunden ist, ist die physikalische Akustik, die die Ausbreitung elastischer Wellen in Materie (gasförmig, fest und flüssig) und die Wechselwirkung von Wellen mit Materie auf verschiedenen Ebenen untersucht.

Die wichtigsten Bereiche der modernen Akustik:

  • Allgemeine (physikalische) Akustik
  • Architektonische Akustik
  • Bauakustik
  • Musikalische Akustik
  • Bioakustik
  • Elektroakustik
  • Aeroakustik (Luftfahrtakustik)
  • Hydroakustik
  • Fahrzeugakustik
  • Medizinische Akustik
  • Ultraschall-Akustik
  • Quantenakustik (Akustoelektronik)
  • Akustik der Sprache
  • Digitale Akustik