Der Schall braucht einen Träger (ein Medium), um sich ausbreiten zu können. Im luftleeren Raum kann kein Schall übertragen werden, ebensowenig können keine Wasserwellen entstehen, wenn keine Wasseroberfläche vorhanden ist.

Die Ausbreitung der Schallwellen ist an einen festen, flüssigen oder gasförmigen Stoff als Träger gebunden. Vor allem die Luft dient als Schallträger; aber auch Wasser (Echolot), Eisen, Beton und alle anderen Stoffe leiten die Schallwellen mehr oder weniger gut weiter. Wie unerwünscht gut diese Schallfortleitung manchmal funktioniert, kann man in einer hellhörigen Wohnung gut feststellen.

Der Unterschied zwischen Schallwellen und elektromagnetischen Wellen zeigt sich besonders bei der Ausbreitung. Schallwellen können keine sehr großen Reichweiten erzielen, denn ihre Verluste durch die Erregung des Schallträgers sind sehr groß, die Wellenenergie ist bald erschöpft.

Anders ist es bei den elektromagnetischen Wellen. Ihre Reichweite ist sehr viel größer und im leeren Raum praktisch unbegrenzt. Ferner ist die Schallgeschwindigkeit wesentlich kleiner als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen, die fast unendlich groß, 300.000.000 Meter/Sekunde, ist.

Da die Schallträger verschieden sein können (z. B. Luft = gasförmig, Wasser = flüssig, Eisen = fest), ist auch die Schallgeschwindigkeit je nach Medium unterschiedlich groß.

Da die Dichte eines Mediums (z. B. Luft) meist von der Temperatur abhängt, kann zudem die Schallgeschwindigkeit je nach der Temperatur in ein- und demselben Medium verschieden groß sein.

Die Schallgeschwindigkeit beträgt in der Luft bei 20°C ungefähr 340 m/s. Schallwellen haben eine besondere Form der Ausbreitung. Man bezeichnet sie als Längswellen im Gegensatz zu den Querwellen. Wellen im Wasser sind z. B. Querwellen.

Bei Querwellen - mit dem aus dem Lateinischen stammenden Wort auch als Transversalwellen bezeichnet - schwingen die einzelnen Teilchen des Mediums senkrecht (Quer) zur Fortbewegungs- bzw. Fortpflanzungsrichtung der Welle; bei Längswellen - man nennt sie auch Longitudinalwellen - schwingen die einzelnen Teilchen des Mediums längs der Fortbewegungsrichtung der Welle.

Längswellen kommen dadurch zustande, daß das schwingende Medium (beim Schall z. B. die Luft) abwechselnd verdichtet und verdünnt wird. Sie können sich diesen Vorgang auch so vorstellen, als seien alle Luftpartikelchen (kleinste Luftteilchen) durch Gummischnüre miteinander verbunden. Wird eines davon angestoßen, so fängt es an zu schwingen und gibt die Schwingung gleichzeitig an das nächste weiter, dieses wieder an das nächste und so fort. Auf diese Weise entstehen Schallwellen beim Anschlagen einer Glocke, beim Schlag auf einen Gong oder auf eine Trommel, bei der Bewegung der Membran eines Lautsprechers, beim Anschlagen einer Klaviersaite, beim Streichen oder Zupfen von Violinsaiten usw. Stets wird die Luft in Schwingungen versetzt (Bild 1).

Die so entstandenen Luftschwingungen sind also Longitudinalwellen; sie pflanzen sich in der Schwingungsrichtung fort, erreichen das Ohr und teilen dort die Schwingung dem Trommelfell mit. Je nach der Geschwindigkeit der Schwingungsvorgänge, d. h. je nach ihrer Frequenz, werden sie als tiefe oder als hohe Töne wahrnehmbar.

Je größer die Anzahl der Schwingungen je Sekunde ist, d. h. je höher die Frequenz ist, desto höher ist der Ton, den wir hören. Wir vermögen einen verhältnismäßig großen Frequenzbereich wahrzunehmen.

Die Grenzen dieses Bereichs liegen allerdings nicht fest, sie sind individuell verschieden. Auch spielt das Alter eine gewisse Rolle: Alte Menschen können höhere Töne, die von jungen Leuten noch gut gehört werden, nicht mehr wahrnehmen.

Man kann allgemein sagen, daß die untere Hörgrenze bei etwa 16 Hz liegt, die obere bei 16.000 Hz (bei älteren Menschen etwa 12.000 Hz). Die Schallschwingungen hören aber nicht plötzlich bei 16.000 Hz auf. Es gibt noch höhere Tonfrequenzen, nur kann das menschliche Ohr die ganz schnellen Schallschwingungen, die man Ultraschall nennt, nicht mehr verarbeiten. Schallwellen mit weniger als 16 Hz ergeben den unhörbaren Infraschall.

Bild 2a (rechts) zeigt einen Ton im physikalischen Sinne als eine „reine" oder harmonische Schwingung. Die Darstellung sieht wie eine Querwelle aus (in Wirklichkeit sind, wie zuvor dargelegt, Schallwellen aber Längswellen), es ist aber eine Sinusschwingung, die als elektrische Schwingung das elektrische Abbild der Tonschwingung ist.

Reine Töne kommen in der Natur praktisch nicht vor; sie lassen sich selbst auf elektrischem Wege nur angenähert erzeugen (z. B. mit den Instrumenten für „elektronische" Musik). Was wir im täglichen Leben als Töne bezeichnen, sind eigentlich Klänge, d. h. sie sind aus mehreren Tönen zusammengesetzt, von denen die einen schwächer, die anderen stärker in Erscheinung treten.

Das Teilbild 2b (oben rechts) zeigt das Kurvenbild eines Klanges. Ein Klang entsteht stets dann, wenn mehrere Töne zusammenwirken. Wenn man auf dem Klavier den Ton a anschlägt, dann hört man im physikalischen Sinne einen Klang.

Damit hängt es auch zusammen, daß z. B. das gleiche "a" auf der Violine gespielt anders klingt als auf der Klarinette oder der Trompete. Das bedeutet: Klänge entstehen nur, wenn verschiedene, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehende Töne erklingen. Systematisch aufeinander abgestimmte Klänge wiederum ergeben die Musik.

Geräusche (Teilbild c) dagegen sind ganz unregelmäßige Erschütterungen der Luft. Eine Geräuschwelle ist ein wirres Durcheinander von starken und schwachen, von langen und kurzen Schallwellen.

.

Wir sagten soeben, daß der gleiche Ton, auf verschiedenen Instrumenten gespielt, verschiedenartig klingt. Der gesungene Ton hört sich ganz anders an als der von einem Instrument wiedergegebene, genau gleiche Ton. Es handelt sich eben nie um reine Töne, sondern immer um Tongemische, um Klänge. Der Grundton ist zwar überall der gleiche; er schwingt z. B. mit 440 Hz. Zum Grundton kommen aber andere Töne hinzu, hauptsächlich Töne mit der doppelten, der dreifachen und der vierfachen Frequenz des Grundtons. Man nennt sie Obertöne, sie geben der Schalläußerung die sogenannte Klangfarbe.

Wie bereits angedeutet, werden die Schallschwingungen (durch Schallwandler, z. B. Mikrofone) in elektrische Schwingungen gleicher Frequenz umgewandelt. Man spricht dabei von Tonfrequenz oder Niederfrequenz (abgekürzt Nf). Bei der Konstruktion von elektronischen Geräten und Baugruppen, die solche niederfrequenten Wechselstromsignale verarbeiten sollen, ist das Wissen um die akustischen Grundlagen sehr wichtig. Es soll ja möglichst der ganze hörbare Tonbereich unverzerrt und naturgetreu wiedergegeben werden.

Anders gesagt: Es wird höchste Wiedergabetreue (Englisch high fidelity, Hifi) verlangt. Diese Forderung verursacht oft einen großen Aufwand, denn es ist sehr schwierig, z. B. die Töne einer doch recht voluminösen Baßgeige mit einem Lautsprecher wiederzugeben, der klein gegenüber dem Instrument ist.

Um dieses Ziel zu erreichen, gibt es eine Vielfalt von Schaltungen, in denen RC-Glieder mit ihrem frequenzabhängigen Verhalten die Hauptrolle spielen - das wird in den folgenden Abschnitten ausführlich besprochen.
(die wir hier aber nicht präsentieren wollen, es sind Bausätze zum Basteln)
.

Diese Tabelle ist vor allem für die Verfechter der super tollen High-End Edel-Hifi Lautsprecher im 20 Quadratmeter Wohnzimmer von Nutzen, insbesondere zur Erleuchtung, daß man in dieser genannten Zimmergröße Frequenzen unter 60Hz gar nicht hören bzw. wahrnehmen kann. Es geht physikalisch nicht, außer in der Phantasie und in den Hochglanz-Prospekten.

.

.

.

*1)
p bedeutet piano (leise); je mehr p, um so leiser;
mf heißt mezzoforte (mittelstark).
f bedeutet forte (stark); je mehr f, um so lauter;
.