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Lautstärkeempfinden im Vergleich

Geradezu ohrenbetäubend!

Die neusten Disco-Hits in angenehmer Zimmerlautstärke – zumindest scheint das Susanne so zu empfinden. Jedoch nicht ihre Katze, die schnell aus dem Zimmer flitzt. Die Ohren verschiedener Lebewesen sind anscheinend unterschiedlich empfindlich. Welche Töne können wir im Vergleich zu Tieren am besten hören?

Lautstärke-Simulation starten

In dieser Szenerie hat man sich für einen Ton von 32 kHz und einen Schalldruck von +10 dB entschieden. Dieser Ton ist für uns Menschen unhörbar, eine Katze kann ihn jedoch wahrnehmen.

Experimente im akustischen Labor

Willkommen im akustischen Labor! Hier kann man das Lautstärkeempfinden von Mensch, Katze und Huhn miteinander vergleichen. Zum Beispiel an Hand eines Sinustons in einer bestimmten Frequenz zwischen 15 Hz und 32 kHz. Oder mit einem Geräusch wie Pauke, Glas oder Pfeife. Zusätzlich lässt sich der Schalldruck in Dezibel regulieren. Welcher der Testkandidaten kann welche Frequenzen am besten hören? Schlagen uns Katze und Huhn im Hörwettstreit?

Funktionsweise der Lautstärke-Simulation

1. Voreinstellungen

Um die Lautstärken vergleichen zu können, ist es notwendig, die Lautstärkeausgabe des Computers einzustellen. Einen 2-kHz-Ton kann man beim Schalldruck von 0 dB gerade noch hören. Wird der Knopf "Ton zum Einstellen der Lautsprecher" gedrückt, hört man einen 2-kHz-Ton. Die Lautstärkeausgabe des Computers muss genau so eingestellt werden, dass der Ton nur sehr, sehr leise zu hören ist. Wird dieses nicht getan, dann stimmen die Schalldruckangaben nicht. Empfohlen wird die Verwendung von Kopfhörern. Die normalen Computerlautsprecher haben meist ein viel geringeres Frequenzspektrum.

Detailansicht der Simulation: das menschliche Hörvermögen

Das Hörvermögen des Menschen: Die gelbe Linie visualisiert die Hörschwelle, die orange Linie die Schmerzgrenze. Der Frequenzbereich der menschlichen Sprache ist weiß darstellt, das Spektrum von Musik in Hellblau.

2. Testkandidaten

2.1 Mensch

Der Mensch hat ein sehr empfindliches Ohr. Er hört Schall von 20 Hz bis maximal 20 kHz. Im Laufe des Alters nimmt das Hörvermögen ab. Kinder können Frequenzen von bis zu 20 kHz hören. Bei Erwachsenen liegt die Hörgrenze dagegen häufig zwischen 16 und 18 kHz. Die menschliche Stimme bewegt sich in einem Spektrum von ca. 150 Hz bis 7,5 kHz. Besonders empfindlich ist das menschliche Ohr für Töne von 2 bis 5 kHz, der typischen Bandbreite gesprochener Sprache. Diese Töne können wir hören, auch wenn sie sehr leise sind. Auch Babyschreie liegen in diesem Frequenzbereich.

Damit wir sehr tiefe oder sehr hohe Töne überhaupt hören, müssen diese sehr viel lauter sein als die mittleren Tonlagen. Je weiter die Töne am Rand unseres Hörspektrums liegen, desto größer muss der Schalldruck sein, damit wir sie hören können.

2.2 Katze

Katzen haben ein sehr viel feineres Gehör als Menschen. Sie hören nicht nur einen größeren Frequenzbereich als wir, sie können auch viel leisere Töne wahrnehmen. Ihre Lautstärkeempfindlichkeit ist ungefähr viermal so groß wie die des Menschen. Katzen hören Töne von ca. 45 Hz bis 60 kHz. Am besten ist ihr Hörvermögen im Bereich von 1 bis 20 kHz ausgeprägt. Weil sie so empfindliche Ohren haben, flüchten Katzen häufig bei plötzlichen Geräuschen oder Lärm.

Detailansicht der Simulation: das Hörvermögen von Katzen

Die Grafik zeigt, dass das Hörvermögen von Katzen einen sehr viel größeren Frequenzbereich und Lautstärkebereich umfasst als das menschliche Gehör.

2.3 Huhn

Das Gehör des Huhns ist im Vergleich zu anderen Tieren nicht besonders gut. Hühner hören Töne von ca. 125 Hz bis ungefähr 5 kHz. Ihre Hörschwelle liegt höher als die von vielen anderen Tieren. Töne und Geräusche müssen für das Huhn lauter sein als für den Menschen, damit es sie hören kann.

3. Töne

An dieser Leiste lassen sich folgende Werte einstellen: 15 Hz, 31 Hz, 62,5 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz und 32 kHz.

4. Geräusche

Als Testgeräusche stehen zur Wahl: ein Paukenschlag, ein zerbrechendes Glas sowie ein Pfeifenton.

5. Schalldruck in dB

Mit dem Schieberegler lassen sich Schalldruckwerte zwischen -10 und +40 dB einstellen.

Töne und Geräusche sind nichts anderes als Druckschwankungen, die von einer Geräuschquelle in der Luft oder im Wasser erzeugt werden und sich dort ausbreiten. Gebiete mit stärkerem und geringerem Druck wechseln einander ab und wandern mit der jeweiligen Schallgeschwindigkeit durch die Luft oder das Wasser.

Detailansicht der Simulation: das Hörvermögen von Hühnern

Anhand der Grafik wird deutlich, dass das Gehör der Hühner nicht besonders gut ausgeprägt ist.

Die Stärke der Druckschwankungen lässt sich messen. Diese Größe wird als Schalldruck bezeichnet. An der Schmerzgrenze ist der Schalldruck mehr als eine Million mal größer als der Schalldruck des leisesten, für uns gerade noch wahrnehmbaren Tons.

Um den für den Menschen hörbaren Schall besser beschreiben zu können, wurde eine neue Größe eingeführt: Der Schalldruckpegel wird in Dezibel (db) angegeben.

Bei 2 kHz liegt die Hörschwelle des Menschen bei 0 dB. Die Schmerzgrenze ist ungefähr 120 dB. Zusätzliche 10 dB entsprechen ungefähr einer Lautstärkeverdopplung.

6. Simulation starten

Mit einem Klick auf den Button "Ton anhören" wird die Simulation gestartet. Mithilfe der Peak-Anzeige kann die Lautstärke des Tons überprüft werden: Werte zwischen unhörbar, leise und laut sind möglich.

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