Das Ohr – Schall und Frequenz

Hallo, da bin ich wieder, eure Sabine Blumenthal. In diesem Video über das Ohr geht es weniger um das Ohr selbst und wie wir damit hören, sondern vielmehr darum, was wir hören. Du lernst also heute, was Schallquellen sind und wir klären die Begriffe Schall und Frequenz. Besondere Voraussetzungen für das Verständnis dieses Themas sind eigentlich nicht erforderlich. Allerdings wäre es schön, wenn du dich aus dem Physik- oder Mathematikunterricht an die Begriffe Schwingung und Amplitude erinnern kannst. Fangen wir also an. Wir hören: Geräusche, Sprache, Musik, einfach alles, was wir hören wird durch den Schall verursacht und Schall wird durch Schwingungen der Luft erzeugt. Doch wie entstehen diese Luftschwingungen, wo kommt der Schall her? Er wird von Schallquellen erzeugt. Schallquellen, das sind schwingende Gegenstände, wie z.B. eine Stimmgabel, eine Gitarrensaite, unsere Stimmbänder oder auch die Membran einer Lautsprecherbox. Sogar ein platzender Luftballon oder klatschende Hände können Schallquellen sein. Sehen wir uns eine solche Schallquelle mal etwas genauer an. Hier siehst du eine Stimmgabel. Wird die Stimmgabel angeschlagen, dann hören wir einen klaren Ton. Doch warum hören wir diesen Ton? Die Enden der Stimmgabel werden durch das Anschlagen in Schwingungen versetzt. Durch diese schwingenden Enden werden den angrenzenden Luftmolekülen, hier als rote Punkte dargestellt, elastische Stöße versetzt. Die Moleküle schwingen nun selbst und stoßen die nächsten Moleküle an. Als Druckschwankungen breiten sich diese Stöße wellenartig nach allen Seiten aus, ähnlich wie sich Wasserwellen von der Eintauchstelle eines Steines nach allen Seiten hin ausbreiten. Die Anzahl der Druckschwankungen der Luftmoleküle pro Sekunde bestimmt die verschiedenen Tonhöhen und wird als Schallfrequenz bezeichnet. Die Einheit für die Frequenz ist nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannt. 1 Herzt bedeutet 1 Schwingung pro Sekunde. Je weniger Schwingungen pro Sekunde unser Ohr erreichen, desto tiefer nehmen wir den Ton wahr. Ein elektrischer Rasierapparat erzeugt z.B. 50 Hertz, wir hören ein ziemlich tiefes Brummen. Der Kammerton A, den man z.B. mit einer Stimmgabel erzeugen kann, hat eine Frequenz von 440 Hertz. In welchem Frequenzbereich kann nun ein gesundes, menschliches Ohr hören? Der tiefste für den Menschen hörbare Ton liegt bei einer Frequenz von 16 Hertz. Die Wahrnehmungsgrenze für hohe Töne liegt bei Jugendlichen bei 20000 Hertz, mit zunehmendem Alter sinkt die obere Grenze auf etwa 10000 Hertz. Bei 70-jährigen Menschen liegt sie nur noch bei 5000 Hertz. Schallwellen können als Schwingungsbilder dargestellt werden. Breiten sich Schallwellen absolut regelmäßig mit rein sinusförmigen Schwingungen aus, so nehmen wir sie als reine Töne war. Ob ein Ton von einem Klavier oder einem anderen Instrument angeschlagen oder angeblasen wird, können wir am unterschiedlichen Klang erkennen. Dieser Klang beruht auf Oberschwingungen, die sich dem Grundton überlagern. Eine solche Klangschwingung sieht dann so aus. Solche unregelmäßigen Schwingungen, die von unperiodischen Druckschwankungen in unserem Hörbereich erzeugt werden, empfinden wir als ein Geräusch. Zum Schluss wieder eine kurze Zusammenfassung. Du hast heute gelernt, dass alles um uns herum, was wir hören können, von Schallquellen erzeugt wird. Schallquellen können alle Gegenstände sein die schwingen können und dadurch die an sie angrenzenden Luftmoleküle ebenfalls in Schwingung versetzen. Diese sich ausbreitenden Schwindungen oder auch Druckschwankungen nehmen wir als Schall wahr. Die Frequenz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an. Je weniger Schwingungen pro Sekunde unser Ohr erreichen, desto tiefer nehmen wir den Ton wahr. So, das war es. Alles klar zu Schall und Frequenz? Prima, dann tschüss, bis zum nächsten Mal.