Hertz und Dezibel: Wie misst man Schall?

Geräusche umgeben uns rund um die Uhr, leise und laute. Aber kann man eigentlich messen, wie laut ein Ton ist? Und was hat die Tonhöhe damit zu tun?

Darstellung von Schallwellen

Form und Häufigkeit der Schallwellen bestimmen, wie laut oder leise, wie hoch oder tief ein Ton ist: Schallwellen, die dicht aufeinander folgen, werden als hoher Ton wahrgenommen. Stark schwingende Wellen, die weit nach oben und unten ausschlagen, werden laut wahrgenommen. Bild: CanStockPhoto

Geräusche umgeben uns quasi rund um die Uhr. Aber was bestimmt, wie wir sie wahrnehmen?

Wellen aus Schall

Was unsere Ohren hören, heisst Schall. Schall kannst du dir als unsichtbare Wellen vorstellen, die sich in der Luft (oder auch im Wasser) ausbreiten und Geräusche über grosse Entfernungen übertragen können. Diese Schallwellen entstehen an einer sogenannten Schallquelle, die schwingt; das kann beispielsweise die Saite eines Instruments sein. Durch das Hin- und Herschwingen der Saite werden kleine Teilchen in der Luft „angeschubst“, geraten in Bewegung und schubsen wiederum die Teilchen neben sich an. Die ganze Luft, oder genauer gesagt der Luftdruck oder die Luftdichte, beginnt zu schwingen. Diese Veränderung des Luftdrucks können wir hören.

Treffen die Schallwellen auf eine feste Wand, werden sie zurückgeworfen. Das kannst du ausprobieren, indem du das nächste Mal in einem Tunnel oder draussen vor einer Bergwand laut rufst – ziemlich sicher wirst du ein Echo zurückbekommen!

Schall wird von uns Menschen auf unterschiedliche Arten wahrgenommen: Ein Ton kann sehr laut oder eher leise, hoch oder tief sein. Lautstärke und Tonhöhe bestimmen unser subjektives Schallempfinden; dieses ist aber nicht bei allen Menschen und Tieren gleich. Was für uns sehr leise klingt, hört zum Beispiel deine Katze ganz deutlich. Schliesslich muss sie auf der Jagd sogar die Bewegung einer Maus hören können!

Die Tonhöhe

Wie hoch oder tief wir einen Ton hören, hängt davon ab, wie schnell der Luftdruck schwankt. Dafür benutzen wir den Begriff „Frequenz“. Die Frequenz sagt uns, mit wie vielen Schwingungen pro Sekunde die Luft schwingt. Dies wird mit der Masseinheit „Hertz“ gemessen. Töne mit hoher Frequenz, zum Beispiel 2000 Schwingungen pro Sekunde (2000 Hertz), klingen für uns hoch. Töne mit tiefer Frequenz (etwa 50 bis 100 Hertz) klingen tief. Töne mit weniger als 16 Hertz können wir Menschen nicht mehr hören. Je älter wir werden, desto schwieriger fällt es uns zudem, hohe Töne zu hören. Die höchste wahrnehmbare Frequenz für Menschen liegt bei etwa 20’000 Hertz.

Viele Tiere hören aber noch mehr: Tauben zum Beispiel nehmen noch Frequenzen von weniger als einem Zehntel Hertz wahr. Hunde wiederum reagieren auf hohe Töne bis zu 50'000 Hertz, die kein Mensch hören kann.

Die Lautstärke

Je stärker die Schwankungen im Luftdruck sind, desto lauter ist der Ton. Diese Stärke des Schalls wird mit der Einheit Dezibel beschrieben. Je nach Art des Geräuschs und Höhe der Töne empfinden wir einen Schall von bestimmter Dezibel-Stärke allerdings unterschiedlich laut.

Geräusche bis zu einer Lautstärke von etwa 30 Dezibel empfinden wir als eher leise. Ein Motorrad oder ein Auto, das an uns vorbeifährt, hören wir mit etwa 70 Dezibel. Wenn du deine Uhr ticken hörst, sind das etwa 20 Dezibel, und wenn du dich in normaler Lautstärke unterhältst, werden etwa 55 Dezibel gemessen.

Ab etwa 80 Dezibel wird es für unsere Ohren gefährlich, wenn wir dem Geräusch über lange Zeit ausgesetzt sind. Der Schall kann dann die Hör-Sinneszellen in den Ohren zerstören, was zu Gehörschäden führt. Darum müssen zum Beispiel Strassenarbeiter, die mit lauten Maschinen arbeiten, immer einen Gehörschutz tragen. Denk also daran, beim Musikhören nicht zu laut aufzudrehen – deine Ohren könnten dabei Schaden nehmen, so dass du immer schlechter hörst!

Sind zwei Autos nicht doppelt so laut wie eines?

Der Lärm von zwei gleich lauten Autos erscheint uns gefühlsmässig nicht „doppelt so laut“ wie der Lärm eines Autos. Gemessen werden dabei etwa 3 Dezibel mehr. Erst wenn 10 gleich laute Autos da sind, empfinden wir das Geräusch als doppelt so laut.

Anders gesagt: 70 Dezibel nehmen wir als doppelt so laut wahr wie 60 Dezibel. Das kommt einem im ersten Moment seltsam vor, denn viele andere Dinge werden mit einer linearen Skala gemessen: Das Doppelte von 60 m sind 120 m, nicht etwa nicht 70 m). Schall wird jedoch auf einer sogenannten logarithmischen Skala gemessen.

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