100 Der Effekt ist relativ kompliziert, aber vereinfacht gesagt hat es mit der Schallgeschwindigkeit zu tun. Helium hat zum Beispiel eine Schallgeschwindigkeit, die 2,8-mal so groß ist wie die von Luft (T 2.1, S. 21). Dadurch bilden sich die höheren Frequenzen anders aus. Eine Helium-Stimme hat bei gleicher Grundfrequenz mehr höhere Frequenzen. Es ist so ähnlich wie beim Unterschied von „i“ und „u“. Die Schallgeschwindigkeit von Schwefelhexafluorid ist viel geringer als die von Luft und ruft den gegenteiligen Effekt hervor. Es gibt stimmlose Mitlaute, die entweder durch Strömungsgeräusche erzeugt werden („f“, „s“ oder „sch“) oder durch explosionsartiges Ausströmen der Luft („p“, „t“ und „k“). Bei ihnen schwingen die Stimmbänder nicht mit. Dann gibt es Mitlaute, bei denen auch der Klang der Stimmbänder dazukommt, etwa bei „b“, „d“ oder „g“ und bei „m“ und „n“, bei denen ein Teil der Luft durch die Nase strömt. Der Übergang von den Mitlauten zu den Selbstlauten ist aber fließend und lässt sich nicht exakt abgrenzen. Es ist unangenehm und sehr schwer, „m“ und „n“ mit zugehaltener Nase auszusprechen. Und es ist unmöglich, die beiden Buchstaben länger als 2 oder 3 Sekunden zu halten. In beiden Fällen geht nämlich ein Teil der Luftstrom durch die Nase, und das wird eben durch das Zuhalten blockiert. Beim Schnupfen kann die Luft schlecht oder gar nicht durch die Nase. Die Selbstlaute sind davon nicht betroffen, aber viele der Mitlaute etwa „m“ und „n“. Wenn die Luft nicht durch die Nase gehen kann, dann verändert sich der Klang der Stimme. Wenn du dir die Nase zuhältst, erzeugst du gewissermaßen eine FakeSchnupfenstimme. Dieses Ding ist ein sogenanntes Stethoskop. Mit diesem kann man die leisen Geräusche des Körpers besser hören. Vorne am runden Ding ist eine Membran, die in Schwingungen versetzt wird. Die Schläuche leiten dann den Schall zu den Ohren weiter, ohne dass er verloren geht. Je größer das Gefäß, das du dir an die Ohren hältst, desto tiefer ist der Klang des Rauschens. Das liegt daran, dass die Umweltgeräusche die Luft im Gefäß zum Schwingen bringen. Je mehr Luft schwingen kann, desto tiefer der Ton. Es ist ähnlich wie bei den Flaschen in B 2.45, S. 23. Auch dort gilt: Je mehr Luft drinnen ist, desto tiefer wird der erzeugte Ton. Das ist nicht weiter verwunderlich, weil große Ohren mehr Schall sammeln und Fledermäuse sich ja mit den Ohren orientieren. Richtungshören funktioniert unter anderem auch wegen des Zeitunterschieds, mit dem ein Geräusch zu deinen Ohren kommt. Wenn man nicht genau in der Mitte auf den Schlauch klopft, dann kommt der Schall unterschiedlich schnell in den Ohren an und deshalb kannst du die Position bestimmen. Die Berge und Täler einer Ohrmuschel haben ja den Sinn, das Richtungshören zu verbessern. Je nach Einfallsrichtung werden durch diese Unebenheiten andere Frequenzen besser in das Ohr hineingeleitet. Je nach Richtung klingt also die Quelle ein bisschen anders. Wenn man die Täler mit Wachs auffüllt, dann funktioniert das nicht mehr und das Richtungshören wird erschwert. Du siehst in der Grafik, dass die Hörschwelle sehr stark von der Frequenz abhängt. Sehr tiefe und sehr hohe Frequenzen hörst du nur schlecht. Dass die Hörschwelle 0 dB beträgt, ist eine Vereinfachung, die nur für 1000 Hz gilt. Bei etwa 3000 Hz kann man sogar -5 dB hören! Wie gibt es das? Das liegt daran, dass der Nullpunkt der Skala eigentlich willkürlich gewählt wurde. Man könnte die ganze Skala auch um 5 dB nach unten schieben. Übrigens rauscht die Luft aufgrund der Bewegung ihrer Teilchen mit -9 dB. Wenn du noch ein bisschen besser hören könntest, könntest du die Luft rauschen hören! A 26 A 27 A 28 A 29 A 30 A 32 A 33 A 34 A 35 A 37 Überraschenderweise bellen zwei Hunde nicht doppelt so laut wie einer! Eine Erhöhung um 10 dB nimmst du immer als Verdopplung der Lautstärke wahr, völlig egal ob von 5 auf 15 dB, von 57 auf 67dB oder von 80 auf 90 dB. +10 dB bedeuten aber auf der anderen Seite eine Verzehnfachung der Schallintensität! Du hörst daher 10 bellende Hunde doppelt so laut wie einen und 100 Hunde nur viermal so laut! Verblüffend, oder? B 10.8 +10 dB bzw. eine 10fache Schallintensität verdoppeln die Lautstärke. 10 Hunde bellen doppelt so laut wie einer, 100 viermal so laut (zweimal doppelt so laut). Es handelt sich um Lärmschutzwände. Auch bei nicht so großen Lautstärken können Geräusche auf die Dauer gesundheitsschädlich sein, etwa wenn man in der Nähe einer befahrenen Straße wohnt, weil das zu Schlafstörungen, Nervosität und Konzentrationsstörungen führen kann. Lärmschutzwände können im Idealfall die Geräusche um 20 dB absenken und so die Stressbelastung der Menschen in der Nähe reduzieren. Normalerweise drückt die Luft gleich stark von beiden Seiten auf die Trommelfelle (B 10.9 a). Wenn du aber mit der Seilbahn einen Berg hinauffährst, wird die Luft dünner und drückt nicht mehr so stark von außen. Man sagt dann, der Luftdruck ist gesunken. Hinter dem Trommelfell gibt es die Ohrtrompete (siehe B 2.16, S. 17). Wenn du den Druck innen nicht über die Ohrtrompete ausgleichen kannst, etwa weil du verkühlt bist, überwiegt der Innendruck, und das Trommelfell wölbt sich nach außen (b). Das ist unangenehm und du hörst auch schlechter. Deshalb spricht man von „zugefallenen Ohren“. Beim Hinunterfahren überwiegt der Außendruck, und das Trommelfell wölbt sich nach innen (c). Das fühlt sich genauso blöd an. Du kannst das auch in einem Flugzeug spüren, wenn du tauchst oder wenn eine U-Bahn in die Station einfährt. In allen diese Fällen wölbt sich das Trommelfell und ist nicht gerade, wie es sein sollte. B 10.9 Modellversuch mit Trichter und Gummihaut: a) Normalzustand b) und c) „zugefallene Ohren Kapitel 4 Die Wolken sind passive Lichtquellen, lenken das rote Abendlicht der Sonne also ab und leiten es weiter. Die Lichtstrahlen ändern ihre Richtung und gelangen dann in deine Augen. A 38 100 Hunde 100 dB viermal so laut 10 Hunde 90 dB doppelt so laut 1 Hund 80 dB A 39 A 40 a b c Luftballon Trichter Pa = Pi Pa < Pi Pa > Pi A 21 B 10.10 So gelangt das Licht von der Sonne in deine Augen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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