Warum Schallwellen wichtig sind

Warum Schallwellen wichtig sind

Wade Bray, auch bekannt als „Gandalf“ der akustischen Messung, bringt es für unsere heutige Wissenschaftsecke auf brillante Weise auf den Punkt: Was sind diese unsichtbaren Schallwellen, die uns zusammenzucken, laut lachen oder uns bis zur Verzweiflung irritieren können? Erfahren Sie von einem großartigen Evangelisten der menschlichen Beziehungen mehr über die Wunder und Bestürzungen des Schalls.

von WADE BRAY | 2024

Ton + Menschen + Kontext = Klanglandschaft

Diese drei Aspekte lassen sich im menschlichen Leben nicht voneinander trennen. Jeder Mensch verarbeitet ständig Daten und Metadaten. Das ist magisch und insgesamt erstaunlich wundervoll, obwohl es natürlich auch negative Momente geben kann …

Klänge sind die Daten. Unser aktives menschliches System mit seinen unglaublichen Hörorganen und dem 86 Milliarden Neuronen umfassenden Supercomputer, dem menschlichen Gehirn, ist der Metadaten-Prozessor (Daten über die Daten), der die Klänge und die dazugehörigen Metadaten in Erfahrung und Bedeutung integriert.

Informationen, die Ihr Gehirn über Ihre Beziehung zu den Geräuschen des jeweiligen Augenblicks und Ortes kennt und nutzt, sind untrennbar mit den Geräuschen verbunden und schaffen Ihre Erfahrung – ob gut, schlecht oder neutral.

Beim „Hören“ geht es nicht nur um Klang, sondern auch um Sehen, Wissen, Angemessenheit, den Aufenthaltsort, das Warum … und vieles mehr. Ihr Gehirn erstellt ein vollständiges Konstrukt über Ihre Beziehung zu und Ihr Verständnis von Klang. Ohne die Bildung einer Klanglandschaft können Sie nicht hören, Sie können Ihr signalverarbeitendes Gehirn nicht abschalten oder andere Sinne abschalten.

Oben: Soundscape Triplet von Wade Bray

Aber was sind die Geräusche selbst, die Daten?

Geräusche sind sehr, sehr kleine Schwankungen des konstanten Luftdrucks mit Frequenzen zwischen etwa 20 Hz und 20.000 Hz (Schwingungen pro Sekunde). Schall strahlt von Quellen als sich ausdehnende Kugelschalen aus winzigen Quetschungen und Dehnungen der voneinander entfernten Luftmoleküle ab. Tatsächlich handelt es sich dabei um Wechselströme, die einem sehr viel größeren direkten (konstanten) Träger, dem Luftdruck, überlagert sind.

Es ist bemerkenswert, wie gering Druckschwankungen sind, die das Ohr als Schall wahrnehmen kann: etwas weniger als 2 x 10 hoch minus 10 des Luftdrucks auf Meereshöhe (Hörschwelle bei 0,00002 Pascal Druckänderung, Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 101.325 Pascal).

Die Luftdruckänderung selbst bei einem sehr lauten Geräusch (20 Pascal, die Schmerzgrenze) beträgt nur einen winzigen Bruchteil des konstanten Luftdrucks. Dennoch passen wir uns an Wanderungen vom Meeresspiegel auf 2.000 Meter Höhe an, an Flüge mit dem Flugzeug oder an die Fahrt mit dem Aufzug in die oberen Stockwerke von 100-stöckigen Gebäuden, und das alles, ohne dass unsere Ohren aufgrund der langsamen Änderungsrate über einen ziemlich großen Luftdruckbereich hinweg körperlich darunter leiden.

Wenn Sie ein Mikrofon an einem Stab hätten und es 1000 Mal pro Sekunde auf und ab bewegen könnten (um einen 1000-Hz-Ton zu erzeugen), und zwar über eine Distanz von nur 2 Fuß, würde die Menge der wechselnden atmosphärischen Druckänderungen über diesen winzigen Höhenunterschied einen Ton mit einem Schalldruckpegel von 105 dB erzeugen, also ein lautes Geräusch!

Schallwellen-PSU – ein detailliertes Beispiel einer Longitudinalwelle, die sich durch ein materielles Medium bewegt. Diese Welle ist eine kontinuierliche Sinuswelle, wobei sich Bereiche der Kompression (wo die Partikel enger zusammengedrückt sind) mit Bereichen der Verdünnung (wo die Partikel weiter auseinander liegen) abwechseln. Rote Punkte (und Pfeile) zeigen, dass einzelne Partikel während der Ausbreitung der Wellenstörung einfach um ihre Gleichgewichtspositionen hin und her schwingen. Dr. Daniel Russell, Pennsylvania State University

Unsere Wahrnehmung von Geräuschen: Was passiert als nächstes

Denken Sie daran, dass Geräusche in unterschiedlichen Frequenzen und zu unterschiedlichen Zeiten auftreten, aus unterschiedlichen Richtungen und Quellengrößen kommen, Sie umgeben oder „von dort drüben“ kommen, „Komplikationen“ aufweisen, die Mozart, die Beatles, musikalische Emotionen, den Waldbach, den Presslufthammer draußen, das sanfte Geräusch eines leisen Haushaltsgeräts oder die Stimmen von Familie und Freunden vermitteln. Wir leben in einer schillernden Klanghalbkugel, in der manche Richtungen bei manchen Frequenzen „hell“ und andere bei anderen „dunkler“ klingen … magisch.

Wir nehmen alles auf, und zwar räumlich; unser Gehirn wandelt all dies in Klanglandschaften und Bedeutungen um.

Der menschliche Mechanismus reagiert besonders empfindlich auf leise Geräusche (tatsächlich sogar mehr als auf laute und sogar in Gegenwart lauterer Geräusche), wie etwa auf den letzten Teil des musikalischen Nachhalls, selbst bei laufender Musik, und auf frühe Reflexionen aus verschiedenen Richtungen – leider aus demselben Grund, aus dem wir äußerst empfindlich auf kleine unerwünschte Geräusche und winzige Muster wie Summen, Ticken und schwankende Geräusche reagieren.

Es klingt für uns unpassend, dass Kommen und Gehen nerviger sein kann als stetiges und kontinuierliches.

Wir sind lebendige, dynamische und hochkomplexe Klangerlebende. „Blicken“ Sie nach innen auf Ihre Erlebnisse, während sie geschehen oder später, und staunen Sie.

Über Wade

Wade Bray verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in den Bereichen Klangqualität in der Automobil- und Informationstechnologie, Musikinstrumentenakustik, Kirchen- und Veranstaltungsakustik, Theater-Soundsystem- und elektroakustisches Verbesserungssystemdesign sowie Lautsprecher- und Telekonferenzakustik. Er engagiert sich im Noise and Vibration General Committee der Society of Automotive Engineers und organisiert die Sitzungen zu Instrumentation Papers, den Sound Quality Workshop und nimmt an den Chat-Sitzungen mit den Experten bei den SAE Noise and Vibration Conferences teil.

Seit 1987 ist er in den nordamerikanischen Aktivitäten der HEAD acoustics GmbH aktiv und fungiert als Vizepräsident der ehemaligen Sonic Perceptions, Inc. und deren Nachfolger, HEAD acoustics, Inc., wo er als technischer Mitarbeiter Kundenschulungen und -support durchführt.

Zuvor war er als leitender Berater bei Jaffe Acoustics, Inc. in Norwalk, Connecticut, tätig. Sein Spezialgebiet waren elektronische variable Akustiksysteme für die darstellenden Künste sowie verdeckte Vollduplex-Audio-Telekonferenzsysteme. Als Organist war er bei Jaffe auch als interner Berater für Orgelakustik tätig.

Bei Kimball International, Inc. war Wade Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre in der Klavierakustikforschung tätig, Vertriebsleiter für Aufnahme und Rundfunk für Bösendorfer-Klaviere und entwickelte Lautsprechersysteme und Signalverarbeitungstechniken für das räumliche Hören elektronischer Orgeln. Darüber hinaus fungierte er bei Kimball als interner Akustik- und Beleuchtungsberater für die Büromöbelabteilung, insbesondere für Großraumbürosysteme und -anwendungen.

Wade erwarb den Bachelor of Arts in Englisch und den Bachelor of Science in Physik an der Arizona State University. Ergänzend studierte er Psychologie, Musik und Akustik. Er ist Mitglied der Acoustical Society of America, der Society of Automotive Engineers und des Institute of Noise Control Engineering (INCE).

Zu seinen jüngsten Aktivitäten gehört die Leitung des akustischen Messprojekts „Centenary Sound Lab“ (5 Aachen HEADs und fortgeschrittene psychoakustische Analysen) in der Detroit Orchestra Hall für das Detroit Symphony Orchestra anlässlich des 100-jährigen Bestehens der Hall und des Internationalen Jahres des Klangs (2019) sowie die Tätigkeit als Akustiker für das neue Carr Center Performance Studio im klassischen Park Shelton-Gebäude an der Ecke Kirby und Woodward in Detroit, das im Oktober 2022 mit positiver Resonanz eröffnet wurde.