Ohne Schall wäre unsere Kommunikation eingeschränkt und viele Tiere wären orientierungslos. Durch Schall hören wir Musik oder nehmen Lautstärke und Lärm wahr.
Wie entsteht Schall?
Schall entsteht einfach erklärt durch Schwingungen bei einem elastischen Medium. Dieses elastische Medium können z. B. Luft (Luftschall), Wasser (Wasserschall) oder Festkörper (Körperschall) sein. In einem Vakuum gibt es keinen Schall.
Die Schwingungen sind mit dem Prinzip der Longitudinalwellen zu erklären. Die Moleküle eines Mediums befinden sich im Ruhezustand. Durch die Schallquelle werden diese aus dem Ruhezustand bewegt. Die Luftteilchen werden dann zusammengedrückt, sodass Luftdruck entsteht. Durch diesen Druck breiten sich die Teilchen aus. Danach gelangen sie wieder in ihren Ruhezustand.
Es gibt also eine Schallquelle (Sender), einen Schallträger und einen Schallempfänger. Die Schallquelle kann zum Beispiel ein Instrument sein. Der Träger wäre hier die Luft und der Empfänger die Konzertbesucher.
Durch Schall können wir Musik hören. ©iStock.com/stokkete
Das Schallereignis kann aber nicht nur Musik sein, sondern auch ein Geräusch oder Knall.
Die Ausbreitung eines Schalls benötigt auch seine Zeit. In der Luft breitet sich ein Schall mit einer Geschwindigkeit von 340 m/s aus.
Die Geschwindigkeit kann auch durch die Umgebungstemperatur und dem Außendruck beeinflusst werden.
Schallwellen sichtbar machen: das Oszilloskop
Mit einem Oszilloskop lassen sich Schallwellen sichtbar machen. Bei einem hohen Ton ist zu erkennen, dass die Wellen eng aneinander stehen, während sie bei einem tiefen Ton weiter auseinander stehen (die genaue Funktionsweise).
Reflexion des Schalls
Wenn Schall auf eine Wand trifft, dann wird dieser reflektiert. Zu beobachten ist dies in den Bergen, wo der reflektierte Schall als Echo bekannt ist. Um dieses Echo zu hören muss man mindestens 17 m von der Bergwand entfernt sein.
Es gibt aber auch Gegenstände, die den Schall schlucken, wie z.B. Styropor oder Glaswolle.
Die Frequenz
Man unterscheidet zwischen drei verschiedenen Frequenzen:
Infraschall: Dieser Bereich ist nicht hörbar für Menschen und beträgt eine Schallfrequenz von unter 16 Hz.
Hörschall: Der Hörschall befindet sich zwischen einer Frequenz von 16 und 20 Hz. Dieser Bereich ist für das menschliche Ohr hörbar.
Ultraschall: Tiere, wie z. B. Fledermäuse können diese Töne zwischen 40 und 200 kHz hören. Der gesamte Bereich des Ultraschalls liegt zwischen 20 kHz und 1 GHz.
Wenn Schall zu Lärm wird
Mit einem Oszilloskop können Schallwellen sichtbar gemacht werden. ©iStock.com/Eyematrix
Ein Schallergebnis kann entweder leise oder sehr laut sein. Das menschliche Gehör kann einen Ton mit dem Schalldruck von 2*10^-5 Pa gerade noch wahrnehmen (Hörschwelle). Die Obergrenze liegt zwischen 60 und 200 Pa (Schmerzgrenze). Dies kann auch mit Dezibel ausgedrückt werden, welches den Schalldruckpegel widergibt. Dann wäre die Hörschwelle 0 dB und die Schmerzgrenze bei 140 dB.
Als Vergleich: Die Geräusche eines Waldes betragen 15 dB, während der Start eines Flugzeuges 125 dB betragen.
Dauerhafter Lärm kann zu gesundheitlichen Schädigungen führen. Darunter zählen z. B. Gehörschäden, Stress, Schlafstörungen oder andere Gesundheitsprobleme.
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