Ob plärrendes Radio, ausgelassene Gespräche aus der Nachbarswohnung oder dröhnender Baustellenlärm: Das menschliche Gehör ist jeden Tag tausenden Geräuschen ausgesetzt. Dabei dringen sämtliche Töne, Klänge und Geräusche in Form von Wellen an das Ohr. Einmal bei der Ohrmuschel angelangt, werden die Schallwellen zum Innenohr und von dort weiter zum Gehirn geleitet. Lesen Sie hier mehr über das Phänomen Schall und erfahren Sie ausserdem, wie sich ein hoher Schallpegel in Innenräumen reduzieren lässt.
Schall bezeichnet alle mechanischen Schwingungen und Wellen in einem bestimmten Medium (Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe) und Frequenzbereich. Die einzelnen Schwingungen breiten sich in Form von Wellen in verschiedenen Räumen aus. Man unterscheidet zwischen den folgenden vier Schallarten:
Töne, Klänge, Geräusche und Knalle sind also akustische Signale, die Menschen und Tiere mit ihren Ohren hören können. Allerdings kann das menschliche Gehör die einzelnen Schallarten nur in einem Frequenzbereich zwischen 16 Hertz (Hz) und 20.000 Hertz wahrnehmen. Zudem muss die Lautstärke des Schalls…
liegen. Nur so kann das menschliche Gehör das jeweilige akustisches Signal hören. Mit zunehmendem Lebensalter sinkt die Wahrnehmungsfähigkeit von höheren Frequenzen. Somit können Kinder höhere Töne wesentlich besser hören als z. B. ihre Grosseltern. Ausserdem orientieren sich manche Tierarten in Frequenzbereichen, die für menschliche Ohren nicht hörbar sind. So kommunizieren z. B. Fledermäuse mit sehr hohen Frequenzen (Ultraschall) ab einem Wert von 20 Kilohertz (kHz).
Schall wird durch mechanische Schwingungen eines Körpers hervorgerufen. So können beispielsweise klingende Gitarrensaiten oder die schwingende Membran eines Tamburins die Umgebungsluft in Bewegung setzen.
Die Luftmassen werden dabei so zusammengedrückt, dass sie sich auf einer Stelle verdichten. Weil Luft aber elastisch ist, dehnt sie sich danach wieder aus und verursacht eine Verdichtung an einem benachbarten Punkt. Die schwingenden Luftteilchen bilden also sowohl Bereiche mit grösserem- als auch kleinerem Druck. Schallwellen sind somit starke Druckschwankungen, die sich in einem bestimmten Medium ausbreiten.
Schallwellen können sich in allen drei Aggregatzuständen d.h. in gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen ausbreiten. Bei ihrer Fortpflanzung treffen sie auf verschiedene Medien, wodurch sie reflektiert, gebrochen oder absorbiert werden können. Wenn Schallwellen…
Die einzelnen Wellen zeichnen sich durch charakteristische Eigenschaften aus. Somit breiten sie sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit (Schallgeschwindigkeit), Anzahl an Schwingungen pro Sekunde (Frequenz) sowie Länge (Wellenlänge) in einem Medium aus.
Die Geschwindigkeit, mit der sich die Schallwellen im Raum fortpflanzen, wird als Schall- oder Ausbreitungsgeschwindigkeit bezeichnet. Wie langsam oder schnell sie sich bewegen, ist immer vom jeweiligen Medium abhängig. So ist die Geschwindigkeit in Gasen am kleinsten, wohingegen sie in Festkörpern am grössten ist.
In der Luft ist die kräftemässige Kopplung zwischen den einzelnen Luftteilchen verhältnismässig gering. Deshalb bewegen sich die einzelnen Wellen nur mit einer niedrigen Geschwindigkeit. Zudem ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Lufttemperatur abhängig: In kalter Luft pflanzt sich Schall langsamer als in warmer Luft fort.
Unter Wasser breitet sich Schall wesentlich schneller als in der Luft aus. Das hängt damit zusammen, dass Wasser eine höhere Dichte aufweist. Zur Veranschaulichung liegt die durchschnittliche Ausbreitungsgeschwindigkeit im Meer bei etwa 1.500 Metern pro Sekunde (m/s), was fünfmal so hoch wie in der Luft ist. Die nachfolgende Tabelle stellt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwellen in Luft und Wasser gegenüber.
Medium bei 20°C |
Schallgeschwindigkeit in m/s |
Luft |
344 |
Wasser |
1483 |
Schallwellen zeichnen sich nicht nur durch eine bestimmte Geschwindigkeit aus. Sie können auch mit den beiden physikalischen Kenngrössen Frequenz und Wellenlänge beschrieben werden. Die Frequenz d.h. die Schwingungsanzahl pro Sekunde bestimmt, ob die einzelnen Töne als hoch oder tief wahrgenommen werden.
Dabei gilt: Je höher die Frequenz, desto höher ist der erzeugte Ton. Je weniger Schwingungen pro Sekunde, desto tiefer ist auch die Tonlage. |
Die Wellenlänge der Schallwellen steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Frequenz. Eine hohe Frequenz bedeutet eine kurze Wellenlänge, wohingegen eine niedrige Frequenz eine längere Wellenlänge mit sich bringt.
Bestimmt hat sich jeder schon einmal reflexartig die Ohren zugehalten. Da spielt es keine Rolle, ob lauter Baustellenlärm direkt vor der Haustüre oder ohrenbetäubende Schlagzeugmusik aus der Dachgeschosswohnung der Grund dafür ist. Ein hoher Schallpegel ist kaum auszuhalten und kann zu einem akuten Akustikproblem werden. Das ist ganz besonders dann der Fall, wenn man sich eigentlich Ruhe und Entspannung wünscht.
Die Raumakustik kennt viele Wege, wie sich ein hoher Nachhall verringern lässt. Mit praktischen Schallabsorbern aus speziellen Materialien können Schallwellen effektiv aufgenommen werden. So wird die Sprachverständlichkeit verbessert und die lang ersehnte Ruhe kann Einzug halten.
Die tägliche Geräuschkulisse gelangt über Schallwellen zum Ohr. Das menschliche Gehör ist somit ständig einer grossen Belastung ausgesetzt. Damit der Schall nicht zum ohrenbetäubenden Hörerlebnis in Wohnräumen und am Arbeitsplatz wird, gibt es viele raumakustische Lösungen. So kann man seine To-do-Liste konzentriert abarbeiten und nachher die Seele baumeln lassen!
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