Sitzung 8 Auditive Wahrnehmung Flashcards
Schall, Schallwellen, Druck
Schall = Vibrationen eines Objekts führen zu lokalen
Luftdruckveränderungen. Luftdruckänderungen im hörbaren Frequenzbereich nennt man Schall.
Schallwellen = Verlauf des Luftdrucks an einem bestimmten Ort
Druck = Kraft pro Fläche, die allgemeine Einheit des Drucks ist 1 Newton pro Quadratmeter: 1 N/m2 = 1 Pascal.
Ausbreitung von Schall
Druckwellen pflanzen sich in elastischen Medien fort. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist umso größer, je dichter das Medium ist.
Luft 344 m/s
Es ist unmöglich, in einem echten Vakuum, wie dem Weltraum Schall zu erzeugen
Reine Töne: Sinusfunktion und ihre grundlegenden Eigenschaften
Wenn die sich durch den Schall ergebende Druckänderung von dem Schwingeden Objekt aus in Form einer Kombination von Sinuswellen ausbreitet, spricht man von reinen Tönen oder auch Sinustönen. Es ergibt sich eine Sinusfunktion
Grundlegende Eigenschaften einer Sinuswelle sind:
- Frequenz
- Amplitude
Frequenz
Anzahl der Schalldruckveränderungen/Schwingungszyklen pro Zeiteinheit (in Hz; 1 Hz ≙ 1 Schwingung / Sekunde)
Amplitude
Größe der Schalldruckveränderung (in N/m² = Pascal)
Periode
Abstand von einem Gipfel zum benachbartem
Verhältnis Amplitude & Lautstärke
je größer die Amplitude desto lauter
Maßeinheit Schalldruck
Wird in Mikropascal gemessen 1 μPa = 10-6 N/m²
Absolute Schwelle des menschlichen Hörsystems
unter idealen Bedingungen, Frequenz 1000 Hz
bei ca. 20 μPa
Schmerzschwelle für Menschen bei Schalldruck
10.000.000 μPa
Schalldruckpegel (“sound pressur level”, SPL)
Umrechnung in eine logarithmische Skala Dezibel unter Einbeziehung eines Referenzschalldrucks
Schalldruckpegel [dB SPL] = 20 log10 (p / p0)
p: Schalldruck der Schallquelle in N/m² (Pascal)
p0: Referenzdruckwert p0 = 20 μPa (entspricht in etwa der absoluten Hörschwelle für einen 1000 Hz Sinuston)
relative Amplitude
p /p0
Beziehung zw. relativer Amplitude und Schalldruckpegel (in dB)
Eine Verzehnfachung der relativen Amplitude entspricht einem Anstieg des Schalldruckpegels um 20 dB
(Siehe F. 14)
Beziehung zwischen Schalldruck und Lautheit
Sone-Skala
Ermittelt anhand der Methode der direkten Größenschätzung
1 Sone: Lautheit eines 1.000 Hz Sinustons mit 40 dB/SPL
Eine Erhöhung des Schalldrucks um ca. 10 Dezibel führt zu einer Verdoppelung der Lautheit
(Siehe F. 15)
Tonhöhe
die Eigenschaft der Hörempfindung, mit deren Hilfe sich die Töne der Tonleiter von „tiefer“ nach „höher“ anordnen lassen bzw. entlang der Tonleiter ordnen lassen.
Beziehung zw. Tonhöhe und Frequenz (“Pitch”)
je tiefer (“langsamer”) die Frequenz, desto tiefer der Ton, je höher (“schneller”) die Frequenz, desto höhet der Ton
Hörfläche
Bereich zwischen Hörschwellenkurve (absolute Schwelle) und Fühlschwelle (taktile Empfindung, etwas unterhalb der Schmerzschwelle)
Wovon ist die Empfindlichkeit beim Hören abhängig?
Empfindlichkeit ist von der Frequenz abhängig
ohne Frequenzangabe können wir keine Aussage darüber machen, wie laut ein reiner Ton mit z.B. 40 dB SPL klingt
Höchste Empfindlichkeit im
Bereich zwischen ca. 2 und 5 kHz
Phon-Skala
Ein reiner Ton beliebiger Frequenz hat x Phon, wenn er als genauso laut empfunden wird wie ein
1.000 Hz Ton mit x db SPL
(siehe F. 17)
Hörbarer Frequenzbereich
Beim Menschen 20 Hz – 20.000 Hz, im Alter kann die obere Grenze des Hörbereichs bis auf 5.000 Hz absinken. Jede Frequenz hat jedoch ihre eigene Hörschwelle (siehe Hörschwellkurve F. 17)
Komplexe Töne
In unserer Umwelt kommen kaum reine (Sinus-)Töne vor, vielmehr nehmen wir komplexe Töne wie Klänge
(menschliche Stimmen, Musikinstrumente) wahr
Fourier-Analyse
Die Zerlegung komplexe Schwingungen in mehrere,
einzelne Sinusschwingungen
Reiner Ton / Sinuston
Schallereignis, das nur eine Frequenz innerhalb des Hörbereichs enthält
Oberton
Mitklingender Ton, dessen Frequenz meist ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Grundtons (Grundfrequenz) ist. Werden auch Partialtöne, Teiltöne oder x. Harmonische (z.B.: 3. Harmonische) genannt