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10B.3 Richter-Skala; Dezibel; logarithmische Größen


CC-BY-NC-SA 3.0

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derLogarithmus alsUmkehrfunktionzur entsprechenden Ex Mensafunktionist er ganz lustigan die Frage zwo sorgten wirklich im wahren Lebender Effektvon Logarithmus ist das sehrextrem große Zahlenbereicheauf was überschaubareszusammen drückten sich diesenExponentialfunktionirgend eine Kommentarfunktionsbasisüber einsanguckendie explodiert ja extremnach oben hinnie gewinnt hier extrem schnell viel Höheder Logarithmus als Umkehrfunktionist ja Spiegelbildeiner von vierzig Grad Diagonalenin der Formdas heißt der drücktdie Werteextrem zusammenund sie hier weit rausgehenauf derx-Achsemacht der Logarithmus mich Alf all zu vielwerden sehr große Skalenbereichedurch den Rhythmuszu sehr kleinen Skalenbereichendas ist eine der Anwendungen dann auch für den Logarithmusnur folgendes raus gesucht die Richterskalapasst zu San Franciscowird man jaan diversen Ecken und Enden mit Erdbeben konfrontiertähmdie Richterskalafunktioniertsomanguckt sich an was passiert wenn ein Erdbebenhundert Kilometer entfernte Sven sich mit Kilometer entfernt ist muss man korrigieren aber man hundert Kilometer entferntes Erdbeben hat man sich an was eineher was auf dem se Programm entstehtalso ?? ist das Programm vor irgendwann kommt das Erdbebenso vorstelltund dann misst man einfach wie groß der Ausschlag ist auf dem das Programmundnimmt das als Maßzahl für dieses Erdbebenund zwarhat sich Herr Richter Original das so ausgedachtinzwischen vom sie das Eisen bisschen andersBeistrich da sie das Original so ausgedacht ?? wenn er auf dem Seismographen einen Mikrometer Ausschlag siehtdas Erdbeben hundert Kilometer entfernt istder Weg in das US Erdbeben sagen kann ?? nicht über die Entfernung einer sagen mussähmdann nennt er das Stärke Nullauf seiner Skalabesonders lustige wegenRhythmus ergeben sie nicht lustig aber die Idee hierwas er mit seiner Skala macht bei zehn Mikrometernnennt er das Stärke einswas Windstärke zwei werdenkorrekt hundert MikrometerLogarithmushundert Mikrometerwerden Stärke zwei werden auf seiner Skalaalso wenn die Stärke um eins rauf gehtgeht die Amplitudedie aufgezeichnet worden Faktor zehn auf das hat offensichtlich was mit dem Zehnerlogarithmuszu tun mit den Zehnerlogarithmusder mikrometerzahleZehnerlogarithmusvon eins bis nullder Zehnerrhythmus von zehn ist eins der Zehnerlogarithmusvon hundert ist zweidas heißt insbesondere auch das Erdbeben der Stärke zwei nicht zweimal so starkes uin Erdbeben der Stärke einssondern der Ausschlag ist zehnmal so stark ?? Energie ist eine andere Geschichtesich etwas anders als der Ausschlag Komma der Ausschlagwächst mit jeder Stufe um Faktor zehnalsodas ist echt heftig dann von eins zu zweiander Stichwahl San Franciscodas große Beben neunzehn hundert sechsStärke etwa um acht?? Meterrein theoretischhundert MillionenMikrometerzehn und achtdamit auch wirklich die stärker ?? rauskommtwie viel Meter wären hundert MillionenMikrometergenau der meist Hamster doch also ein Mikrometer ein MillionstelMeter zehn hoch minus sechsan?? Beistrich Schaden hat es damit überhaupt nichts zu tun aber ganz leichten Schadendie ziehenein Zehntelsind noch minus einsDezimeterein ZehntelMeteräh in Cent je ein HundertstelC noch minus zweihundert Meter ZentimeterMillimeter ein Tausendstel zehn hoch minus drei MikrometerPhänomene sechs ein MillionstelUnna Nor sind sie noch minus neun kommt gerne wandertirgendwo bei elektrischen Bauteilen von nanofaradpicodem bisschen Hochfrequenztechnikmachen Komma noch vor zehn Uhr minus zwölfer Panoptikumfilmt soman irgendwas heftig physikalischesmachtund hat so ziemlich egal was das keiner mehr und so weiter dass es sie weitermachen aber interessante sie die Mikro zehn Uhr minus sechsähmC noch minus sechs wenn sie davon eine Million haben haben sie einen Meter das heißthundert Meter Kandidaten stimmen offensichtlichnur ein Ausschlag von hundert Meternhundert Meter Ausschlag auf dem das Programm der bisschen komischdas ?? zwo Meter Verstärkungsfaktorvon drei tausend oder soer das heißt also nicht dass die Erde sich um hundert Meter links rechts bewegt sondern dass das Ding so viel aufzeichnen würdewenn es könnte kann es natürlich nicht schlecht einfach einen Rand mit Wasser auf dem Saturn wieder zu sehen ist aber sowerdenes ?? einfach an den Rand es zeichnet michüberhundert Meter Ausschlag wirklich aufdas man als Idee wie man logarithmischeSkalen benutzen kann als das esAnwendung eins für Logarithmenman kann extremgroße Bereichevon Messwertenauf überschaubareBereicheanzahlein Dampf ?? Stärke null bis acht und sie haben dann was vonabsolutnicht merkbarbis zuvernichtendauf die Zahlen von null bis acht Punktda tauchen solche Logarithmen auf nebenbeigerade auf das seitig gar nicht woher sie sehen wie dieses Kabel funktioniertMilli hoch minus drei mikrohochminussechsten eine hoch minus neun das ist auch logarithmische Skala minus drei minus sechs minus neun minus zwölf minus fünfzehndieseüblichenVorsilbesind auch in gewisser Weise logarithmische SkalaArthur kommt das erste genauähmdas ?? Komma sagen Stärke acht wie wie geht das wenn das Ding sowieso bis zum Rand ausschlägtPunkt viel schlimmer nochzu der Zeit neunzehn sechswar diese Skala noch gar nicht definiertdas heißt es ist einfach im Nachhineindie mein Daumen geschätzt wie groß den bestehenden dieses Erdbeben tatsächlich wahrähm was man dann auf einen bräuchte esbraucht also Meter die eben nicht bis an den Rand ausschlagensondern die eben nur Verstärkungsfaktorvon was weiß ich zehn haben oder bei zur nun Verstärkungsfaktorvon ein zehntel haben ?? mehrere parallel laufen lassen eins was extrem empfindlich ist und eins fast ?? Faktor zehn unempfindlicher ist Einsatz um Faktor hundert unempfindlicher ist und benutzt dann dieentsprechend umgerechnethabengute Fragen insofernlässt Anwendung von Logos in der PraxisDezibelauch logarithmische Skalasobald sie was mit Schallmessungzu tun haben zum Beispielhaben wir viel lernen uin Anlage macht Phon ist abgeleitet von Dezibeloder sobald siewas mit Signalverarbeitungzu tun habenetwas was mit Wasser verstärkt über eine Leitung geschickt dann sind sie sofort bei Dezibelgehen auch mit Logarithmusabgekürzt DBDate sie tatsächlich vonNarben hiervon DC ein zehnteles gibt keine Millibellund keine Mikrowelle?? SG ?? wird kein Mensch vonähmdas jedoch keiner von Belles gibt die nur Dezibel an historischerseitsund zwarmisst man damit Leistungsverhältnissemittelskeine Erdbeben sondern LeistungsverhältnisNess schreibe ich mal hinund zwar weniger Leistungsverhältnishabe von eins zu einszwei Signale?? SchallwellenelektromagnetischeWellen was auch immer mit derselben Leistungdann sage ichdie habeneinen Pegel von null Dezibel zueinanderdas eine sind null Dezibel auf das andere und umgekehrt wie auch immer dannwenn ich Verhältnis von zehn zu eins habesage ich zehn dezibelähnlichenVerhältnis von hundert zu eins habesage ich zwanzigDezibel dazuals wenn es eine Signalhundertmal mehr Leistung hat als das andere Signaldankzwanzig Dezibel mehr als ein Pegel?? zwanzig Dezibelhöher istan sehen Sie da die allgemeine Formelwas brauche ichgegen dieses Verhältnis eins zehn ein hundertin welcher Form bekommen Sie dann auf diese Zahl null zehnund zwanziggenau Logarithmenbild?? aus den Verhältnissennicht aus den Dezibelzahlenden Pegelander Logarithmusauszusehenist eins der LogarithmusaushundertZehnerlogarithmusder dekadisch Rhythmus aus hundert ist zwei und so weiterähmwie komme ich dann auf diese DezibelFormen von rechts an dieser mir ganz einfach dreist X für das LeistungsverhältnisundY für den PegelDezibel ausgedrücktalsoden haben wir schonX ist gleichzehn hoch Y durch Csich das anguckenschon gleich Null erschüttert sie noch null einsGibson gleich zehnzehn durch zehnbesteht zehn hoch einsmacht zehn bereits zehnim Vergleich zwanzig zwanzig durch zehn Umstände zwei?? zweihundertokaydie Formel zurückokayalso Yistzehnmalder ZehnerlogarithmusvonX die Dezibel zahlende Pegel ist zehnmalder Zehnerlogarithmusvom Leistungsverhältnisaneinem Beispiel ?? mal checken ob das sinnvoll isteins zu einseins Einsetzen der Zehnerlogarithmusvon eins ist null Zimmer null null Feindzehn X gleich zehn der Zielgenuss von zehn einen zwoten Musiktitel reduzieren zehn rauskommt einstsiebzehn wurden sie eins C kommt raus zehn Dezibel okayist gleich hundertzehn Rhythmus ist zweizehnmalzwei zwanzigdiese zehn hieres einfach von den Dezibelwenn sie hier nicht mal zehn nehmen?? nur den Zehnerlogarithmusnull eins zwei sind das sozusagenWelt unmerklich mit das es redet keiner von Bell die Einheit ist verschwunden ??null eins zwei Bellein Bell sind zehn Dezibel und dann kommt jeder Faktor zehn herund Dezibel draus zu machenein Meter sind zehn DezimeterVersion rechnen würdenund die rechtlich quasi ?? von Bell auf Dezibeldieses Date sie vor dem Bell machte den Faktor zehnKomma soll zwei StellenKomma zwei Stellen die zehn vor der Zehnerlogarithmusdamit dass sie in Zehnerschritteneinzelner Faktoren sowie seine Zehnerpotenzenso läuftdafür der Zehnerlogarithmusund hier die zehn weil es Dezibelsindfür jedefür jeden Faktor zehn hier auf der linken Seite kriege ich auf der rechten Seitezehn drauf das es etwas irritierend das zweimal zehn sind dann an beiden Seiten zehnalso links mal zehn heißt rechtsPluszeichendas istein Witz bei denenDezibel das heißt insbesondere weshalb mache ich das das heißtdass ich wenn ich mehrereVerstärkermiteinander schalteum einen Verstärker der von mir aus und dreizehn Dezibel verstärktdahinter schalten sie ein Verstärker der und zwoundvierzig Dezibel verstärktwie für Dezibel haben sie dann insgesamtdass sie essen bestimmtes Verhältnisse sehen das muss dreizehn Dezibelmuss etwas über Faktor zehn sein das es etwas mehr als Faktor zehnzweiundvierzigDezibelzwanzig sind hundert dreißig sind tausend vierzig sind zehn tausend zweiundvierzigsind etwas mehr als zehn tausend also das hier ist mal etwas mehr als zehnmal etwas mehr als zehn tausendwie viel Gewinn ich insgesamt wie viel DezibelPotenzgesetzalso sind nicht sein vierzig mal dreizehn Dezibel sonst zwanzig plus dreizehn Dezibel insgesamthabe ich Essenverstärkerderfünfundfünfzig Dezibelliefertich die beiden miteinander schaltedreizehntesMal Faktor zehnetwas mehrzwoundvierzigMal Faktorzehn tausend etwas mehr als wenn ich insgesamt bei Faktor hundert tausendfünfzig Dezibel kommt zum Schluss Komma dass es lustigdass die Dezibel agieren kann über die gesamte Übertragungsstreckekann ich die Dezibels addieren und hat dannden Gesamtverstärkungsfaktordas ist ein Vorteil von Dezibelaus dem Produktaus diesen Verhältnissendie dann miteinander modifizierenmalzehngroß X mal zehn tausend sechsAußenverhältnisnicht miteinander modifizierenmach ich Zahlen dich addieren kanndas ?? das ganze etwas pflegeleichterdass esVorteil Nummer zwei von den logarithmischenEinheitenden GärtnervorteilNummer einsich das gar ein sehr großer Bereich wird auf einen relativ überschaubaren Bereich eingedämmtVorteil Nummer zweiaus einem Produktwird eine Summe hier werden Verstärkungsfaktorenmultipliziert und es wird Summe drausdafür sind Logarithmen eilig mal erfunden wordenvon den alten Wegeserzähltweilwenn ich den Logarithmus immer Zehnerlogarithmuswenn ich den Logarithmuseines Produktsnehmen dann ist das eben der Logarithmusdes einen plus den Logarithmus des anderenwill sagen der Logarithmus macht ausProduktenSummen Summen sind viel leichter zu berechnen insbesondere mit Abakus und ähnlichen Geschichtendeshalb haben die Leute den Logarithmus erfunden damit sie an ihren Konten stattMultiplizierenmusstendanndas passiert bei den Dezibel hier auch das es einen einer der Gründe weshalb man Dezibel benutztich kann hier einfach addierenstattLeistungsverhältnissemiteinander zu multiplizierenwas da noch ein paar besser Dezibel spannend sindzum Beispielfür alles was mit Schal zu tun hat ist weil das menschliche Gehör und auch diverse andereSinn des Menschen logarithmisch funktionierendiesen Unterschied von zehn Dezibel der hört sich immer gleich an praktisch immer gleich an egal ob Grade schon mal erlaubt ist oder Ausfluss der leise istdas menschliche Gehörinsbesondere arbeitet hier was dieLautstärkeempfindungangehtetwalogarithmischwas man noch lange diskutieren könnte abersogrob Komma dass man mitnehmendassder Mensch wird sozusagen tatsächlich die Dezibel und nichtdie Leistung ?? Punkt Nummer dreiPunkt einsgroße Bereiche einen dampfen Punkt zweiaus dem Produkt wird eine Summe und Punkt dreioft entspricht das dem was man als Mensch so wahrnimmt tatsächlich das logarithmischeda sehen Sie Logarithmen in der Praxises gibt noch eineein wichtiger Eintrag hier in die Dezibel Tabelledenhabenanein Leistungsverhältnisvonzwei zu eins und ein Leistungsverhältnisvon vier zu einswie viel Dezibel sind das etwa das überlegen sich Komma möglichst ohne Taschenrechnerfür Dezibel soundsoviel Dezibel für zwei zu eins und soundsoviel Dezibelfür vier zu einsokay die einfachste Möglichkeithier jetzt wo bin ich hier einzusetzenzehnmalden Zehnerlogarithmusvon zweifür das vergiss wir zwei zu einzelnen finden Sie nebender Zehnerlogarithmusvon zwei ist null Komma drei null irgendwasdas mal zehnten drei Dezibel das hat man dann irgendwann auswendigamnahen Rat drauf zu kommen ist mir zu heiß ist sich zu überlegenwelche Zehnerpotenzder zwei ist zwei ist zehn hoch wie vielfolgender Trickzwei hoch drei ist achtalso ungefähr zehnunddannin zwei ?? gleich zehn ist es also zweiungefähr die dritte Wurzel aus zehnzehn hoch ein Drittelmehr sagen wenn ich dann den Zehnerlogarithmusaus zwei Bilderund zwei ist sie noch ein Drittel der ZehnerlogarithmusAuswahl muss ein Drittel sein Gemeinderaumkriegt man auch so rausdass in dieser ominösen drei Dezibel ?? drei Dezibel sind der Leistungsverhältnisvon zwei zu eins die kommen sehr häufig vorähmund vier zu eins hatten einige auch schon ausgerechnetSextetthabe er ansechs Dezibel nichtweil ich das hier verdoppelt das kann ehrlich sein wenn sie sehen wenn sie hierum Faktor zehn auf der linken Seite gehen gehen Sie hier um zehn weiter auf der rechten Seitedas ich hier von zwei auf vier verdoppeltdas kann ichwirklich der wahre Grund sein das ich hier von drei auf sechs verdoppeltewas ist der richtige Grund dass das tatsächliche zufälligauf beiden Seiten verdoppelt wirdvier ist nicht nur das doppelte Fonds weisen auf das Quadrat von zwei das ist der Grundnicht das forschte mit diesen verstärken ich habe einen Verstärkerder um Faktor zwei verstärktund anderen Verstärkerder wiederum Faktor zwei verstärkt?? Verstärker insgesamt den Faktor vier verstärktdrei Dezibelund dann noch mal drei Dezibel draufdas ist der Grund weil es das Quadratvon zwei istund zweimal und dann noch zweimalum zwei Quadrat verstärktdeshalb verdoppelt sich das hierwenn sie hier auf acht zu eins gehen sie deshalb neun schon wieder drei Dezibel auch hier die Leistung zweimal verstärken meine ich damit ?? Leistungen Faktor zwei Verstärker und dann noch mal um Faktor zwei Verstärkerhabe ich insgesamt ?? Faktor vier verstärktda kommen die sechs Dezibel herund welch Leistung noch mal um Faktor zwei verstärkewenn ich bei neun Dezibel dreimal die hintereinanderwas wird denn passierenwenn ich einen verhältdann ein Pegel habe von minuszehn Dezibel was heißt denn dasbringt also umgekehrt ?? ich hab ein Zehntelder Leistungals zu zehnandenen negative Zahlen Exponentenin Kehrwert so funktioniert die negativenwas müsste dann das gibt dann tatsächlich auf Mischpultminus unendlich Dezibel finden Sie auf Mischpultwas ist das dannkorrekt nullansie gehen hier sozusagenins negativ unendliche zehn hoch minus unendlichdie Spezialkurvevor zehn hoch minus unendlichankommt formal null rausso steht sein auf mischpultweltlicheSchieberegler auf dem Mischpult an ?? angucken ?? oben was von sechs Dezibelnull Dezibel und der Sohn steht minus unendlich Dezibel weil es gibt keine null in diesem Sinne dem Spielan das selbe Komma noch malbeimHerrn Richter uns angucken hieranwas heißen jetzt eigentlich negativeStärkenfür solche Erdbebenja genauso ist das Stärke minus eins ist nicht in den Nachrichten weildas wäre ein Zehntel ?? null Komma eins ?? setze ich meinen SMS werdennull Komma eins Mikrometer ein Zehntel Mikrometer zehn hoch minuseinsMikrometerdann stärker minus also so geht das weiter das heißtdie Richterskalaist ins Negative offenwas nicht allzulangerZeit rechtlich ist wenn jene Stärke von minus zehn haben ähminteressierte sich irgend jemandenließ nach oben offen das wurde früher immermit dazu gesagt im Radio und im Fernsehenauf der nach oben offenen Richterskala bei total eine Stärke achtzehn sie ist massiv Stärke neun ist massivstStärke zehnähm Stärke und so weiter ebenfalls nicht an die Erde um die Ohrenirgendwann ist hier bald Schlussdas geht nicht bis hundert ?? bis tausend ?? des aber das immer völliger Blödsinn zu sagen ?? auf der nach oben offenen Richterskalawies theoretisch nach oben offenlässt sich einfach nicht machenalsotheoretisch ist in beide Richtungen offen sich nach oben offen und nach unten sowiesofür witzige Ausschläge