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Stehende Welle / Raummoden

Eine Raummode ist eine Resonanz, die (besonders deutlich wahrnehmbar) zwischen parallelen Wänden entstehen kann, wenn diese eine halbe Wellenlänge oder ein Vielfaches dessen voneinander entfernt sind. Häufig ist in diesem Zusammenhang auch von einer "Stehenden Welle" die Rede. Eine stehende Welle entsteht aber auch schon dann, wenn nur eine Schall-Begrenzungsfläche vorhanden ist. Die Reflexionen einer solchen Welle addieren sich zum Ursprungssignal, eine Schallpegelanhebung oder -absenkung, je nach Frequenz und Position im Raum, ist also die Folge.

In der Raumakustik sind Moden das häufigste Problem im Bassbereich, auf höheren Frequenzen wirken sie sich (so gut wie) nicht aus. Oberhalb von 300 Hz verlieren modale Frequenzen an praktischer Bedeutung, da hier andere raumakustische Effekte dominieren. Moden erzeugen Schalldruckmaxima (Bäuche) und -minima (Knoten) im Raum, je nach Hörposition kann die Basswiedergabe also schwach oder (zu) stark sein. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass Raummoden (im übertragenen Sinn) auch "zeitlich länger stehen", d.h. modale Frequenzen resonieren und klingen viel länger aus, als andere Frequenzen und überdecken damit nachfolgende Töne (insb. "benachbarte Frequenzen").

Man kann die Frequenz als das Verhältnis der Schallgeschwindigkeit zur Wellenlänge darstellen, es gilt also f = Geschwindigkeit / Wellenlänge. Durch diesen Zusammenhang lässt sich die Frequenz, bei der eine stehende Welle auftritt, leicht bestimmen:

Die Schallgeschwindigkeit liegt (bei Zimmertemperatur) circa bei 340 m/s. Ein Raum mit parallelen Wänden möge eine Länge von 5 Metern haben, die erste Mode liegt also bei einer Wellenlänge von 10 Metern (entsprechend der halben Wellenlänge = 5 Meter!), also bei einer Frequenz von:

f = 340 (m/s) / 2 x 5 (m) = 34 Hz

Die nächsten Moden liegen dann bei 68 Hz, 102 Hz, 136 Hz, etc. Da ein Raum drei Dimensionen hat, ist die exakte Berechnung der Moden nicht so einfach zu bewerkstelligen, wie in diesem Beispiel dargestellt, generell gilt aber:

  • Je "paralleler" die Wände zueinander, desto deutlicher hörbar kann das Problem der Raummoden werden. Zwar existieren diese in jedem abgeschlossenen Raum - gleich welcher Form -, aber die Energie sogenannter axialer Moden (Stehende Welle zwischen zwei Begrenzungsflächen) ist höher, als die von Moden, welche sich zwischen mehr als zwei Oberflächen ausprägen.
  • Ganzzahlige Raummaße wie zum Beispiel 3 x 6 x 12 Meter sind ungünstig, da sich Raumresonanzen überschneiden können.
  • Druckmaxima befinden sich meist in Wandnähe und in den Ecken, die Aufstellung der Lautsprecher, die Geräteaufstellung und die eigene Hörposition sollten sich danach orientieren.

Schematische Darstellung:

Stehende Wellen - Moden schematisch

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