Wie hören wir?

Informationen zur Akustik

Das menschliche Gehör ist ein beeindruckendes Instrument, und unser Gehirn, die “Verarbeitungszentrale“ dahinter, sogar noch eindrucksvoller. Um akustische Messergebnisse richtig interpretieren zu können, ist es wichtig zu wissen, wie der Mensch Geräusche registriert und verarbeitet.

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Geräusche von der Außenwelt erreichen unser Gehirn auf folgenden Wegen:


Ohrmuschel
: stellt die Höhe und Richtung des Geräusches fest
Gehörgang:
erhöht die Schallfrequenz auf bis zu 4000Hz
Trommelfell
: schirmt das Mittelohr von Feuchtigkeit ab, sorgt für Druckausgleich (Druck auf den Ohren) durch die eustachische Röhre, durch die über die Nasenhöhle Luft von außen zufließen kann
Hammer, Amboss und Steigbügel:
Gehörknöchelchen, die über den Steigbügelmuskel Geräusche an das Innenohr und den Schneckengang weiterleiten. Dieser Muskel kann sich bei Bedarf kontraktieren, um unser Innenohr zu schützen. Oft hören wir zum Beispiel nach einem Popkonzert oder einen Party Geräusche gedämpft oder haben Ohrensausen, das im Normalfall am nächsten Tag wieder verschwunden ist.
Innenohr und Hörschnecke:
Über Flüssigkeit in der Hörschnecke, die unser Gleichgewichtsorgan bildet, werden die Schallschwingungen über die Basilamembran an feinste Flimmerhärchen übertragen, die mit dem Hörnerv in Verbindung stehen. Für jede Tonfrequenz (sog. Bark-Frequenzskala) ist eine eigene Gruppe Flimmerhärchen verantwortlich. Brechen Flimmerhärchen aufgrund zu großen Lärms oder im Alter ab, sprechen wir von einem permanenten Gehörschaden.

Das Ohr ist nicht linear aufgebaut. Abhängig von der Lautstärke des Geräusches werden die Tonhöhen auf unterschiedlichen Niveaus weitergeleitet:

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Was bedeutet A-B und C Gewichtung bei einer Schallmessung?
Je nach Lautstärke des Geräusches ist unser Gehör mehr oder weniger empfindlich für tiefe oder hohe Frequenzen. Diese Empfindlichkeit wird in den sog. Isophonen Kurven dargestellt, die die Lautstärkepegel angegeben, die wir als gleich hoch erfahren.
Um eine entsprechende Schallmessung durchzuführen, müssen die Messwerte gewichtet werden. Hierzu werden Filter eingesetzt:
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Der A-Filter schwächt alle Frequenzen unter 1000Hz ab und ist repräsentativ für einen Schalldruckpegel bis 55dB. Der C-Filter muss bei Schalldruck ab 100dB eingesetzt werden. Für den Bereich zwischen 55 en 100dB gibt es darüber hinaus einen B-Filter, der aber in der Praxis beinah nie eingesetzt wird, da die A-Gewichtung ausreichend gute Ergebnisse auf diesem Gebiet liefert.

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Die obenstehenden Isophonen Kurven geben an, bei welchem Schalldruck wir Töne als gleich laut erfahren. Die gestrichelte Linie stellt die Gehörgrenze dar. Unter dieser Grenze hören wir nichts. Der Unterschied zwischen einem Ton von 4000Hz und 20Hz (mittlerer/hoher Ton und Basston) beträgt lediglich 75dB!



Aus diesem Grund ist es wichtig, dass bei Schallmessungen, bei denen Pegel gemessen werden, eine Gewichtung mit einem Filter (A-B-C) vorgenommen wird.

Geräusche innerhalb einer Bandbreite der Bark-Frequenzskala können Geräusche in der daran angrenzenden Bandbreite maskieren. Dies bedeutet, dass wir unter dem Einfluss von Geräuschen bestimmte andere Geräusche nicht mehr hören können. Stellen Sie sich einmal vor, Sie führen am Bahnhof ein Gespräch. Sobald ein Zug vorbeikommt, ist die Unterhaltung nicht mehr zu verstehen. Maskierung kann jedoch auch nützlich sein, z.B. wenn es in einem Gebäude zu still ist. Hier kann vor allem ein Rauschen auf niedrigen Frequenzen gute Dienste leisten. 



Maskierung innerhalb des Gehöres ist asymmetrisch: niedrige Frequenzen maskieren mehr als hohe, wie in untenstehendem Schema dargestellt ist.

Wir bestimmen die Richtung eines Geräusches auf drei verschiedene Weisen:
1-durch Bestimmung der Unterschiede in der Lautstärke auf beiden Ohren,
2-durch Bestimmung der Klangfarbe des Geräusches (hierfür sind die Ohrmuschel und unser Gehirn verantwortlich)
3-durch Bestimmung des Zeitdifferenz zwischen den beiden Ohren.

Diese Fähigkeit stellt eine echte Überlebenshilfe dar: Damit wir feststellen können, woher Gefahr droht, ist dieser Teil unseres Wahrnehmungssystems besonders gut entwickelt.



Erkennung eines Musters:


Ebenso wie wir aus einer primitiven Form schnell ableiten können, um was für einen Gegenstand es sich handelt (wir vergleichen das, was wir sehen, mit Bildern aus unserem Gedächtnis), können wir unser Gegenüber selbst unter schlechten akustischen Bedingungen wie Nachhall oder Lärm lange verstehen, indem wir die Stimme der Person erkennen und Worte, die wir nur halb hören, interpretieren. Es erstaunt nicht, dass uns dies viel Energie kostet.