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Physikalische Grundlagen

Schallwellen, ihre Wahrnehmung und das Hörempfinden

Schall breitet sich in Form von Wellen aus. Der daraus resultierende Druck kann je nach Stärke als störend und damit als Lärm empfunden werden.

Als Luftschall werden kleine Schwankungen des Luftdrucks bezeichnet. Er kann durch unterschiedliche Vorgänge erzeugt werden, etwa durch Übertragung der Schwingungen eines festen Körpers auf die angrenzende Luftschicht (z.B. Lautsprecher), durch Strömungsvorgänge der Luft (z.B. Orgelpfeife) oder durch Druckstöße aufgrund plötzlicher Temperaturänderung (z.B. Blitz, Verbrennungsmotor). Die Luftdruckschwankungen breiten sich in der Luft in Form von Schallwellen aus. 

Entstehung von Tönen und Geräuschen

Das menschliche Ohr

Treffen Schallwellen auf das Trommelfell, so gerät auch dieses in Schwingung. Der Mensch nimmt dadurch ein Geräusch wahr. Die kleinste Druckschwankung, die vom Ohr aufgenommen und verarbeitet wird, wird als Hörschwelle bezeichnet. Der Hörbereich wird üblicherweise durch den Schalldruckpegel beschrieben. Der Schalldruckpegel ist ein logarithmisches Maß zur Beschreibung der Stärke eines Schallereignisses und bildet in guter Näherung den Höreindruck des Ohres ab. Er wird in Dezibel (dB) angegeben und seine Werteskala umfasst 0 bis 120 dB. Pegelunterschiede lassen sich ab einer Differenz von circa 3 dB als gerade hörbar wahrnehmen, obwohl diese Differenz bereits einer Halbierung der Schallenergie entspricht. Eine Reduzierung von 10 dB wird in der menschlichen Wahrnehmung als Halbierung der Lautstärke empfunden.

Für die Wahrnehmung von Schall spielt auch die zeitliche Abfolge der Luftdruckschwankungen eine Rolle. Diese wird durch die Frequenz mit der Maßeinheit Hertz beschrieben. Ein Hertz entspricht einer Schwingung pro Sekunde. Vom menschlichen Ohr werden Frequenzen zwischen 16 und 20.000 Hertz wahrgenommen. Besteht der Schall nur aus einer dominierenden Frequenz, so spricht man von einem Ton. Das menschliche Gehör weist für verschiedene Frequenzen eine unterschiedliche Empfindlichkeit auf. Um dies im Schalldruckpegel abzubilden, wird er mit einer so genannten Frequenzbewertung versehen. 

Schallpegel im Vergleich

Zur Beschreibung von Verkehrsgeräuschen hat sich international die so genannte A-Bewertung etabliert. Sie berücksichtigt, dass das menschliche Ohr empfindlicher auf hohe als auf tiefe Töne reagiert und wird bei der Pegelangabe durch die Schreibweise „dB (A)“ deutlich gemacht.

Das Hörempfinden

Lärm ist unerwünschter Schall – häufig macht schon eine größere Lautstärke ein Geräusch zum Lärm, Unterschiede ergeben sich aber auch durch die persönliche Einstellung zur Geräuschquelle. In vielen Fällen ist es die Botschaft, die mit dem Geräusch vermittelt wird, die wesentlich über das Empfinden mitentscheidet. Hierunter fallen auch der „Klang“ eines Geräusches sowie sein zeitlicher Ablauf. So signalisiert schnell anschwellender Lärm, wie beispielsweise beim Presslufthammer, eine Bedrohungund wird als besonders störend empfunden. Demgegenüber nimmt das Gehirn langsam zu- und abnehmende Geräusche als weniger belästigend wahr.