Direkt zum Inhalt

Pfadnavigation

  1. Startseite
  2. Biologie
  3. 4 Ausgewählte Lebensprozesse
  4. 4.2 Reizbarkeit, Sinnes- und Nervenleistungen sowie biologische Regelung
  5. 4.2.1 Grundbegriffe
  6. Schall

Schall

Alles, was mit den Ohren gehört werden kann, ist Schall. Schall geht von Schallquellen aus. Seinem Wesen nach ist Schall eine longitudinale mechanische Welle, bei der sich zeitlich periodisch der Druck ändert. Schall breitet sich in einem Stoff mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit, aus. Er kann reflektiert, gebrochen und absorbiert werden. Da Schall eine mechanische Welle ist, treten bei Schallwellen auch Beugung und Interferenz auf.

Schule wird easy mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.
Jetzt 30 Tage risikofrei testen
Your browser does not support the video tag.

Mit unseren Ohren nehmen wir verschiedene Geräusche, Sprache und Musik, aber auch unangenehmen Lärm wahr. Vereinfacht kann man sagen: Alles, was man mit den Ohren hören kann, ist Schall. Der Mensch hört Schall aber nur dann, wenn dessen Frequenz zwischen 16 Hz und 20 000 Hz beträgt und die Lautstärke des Schalls über der Hörschwelle und unter der Schmerzschwelle liegt. Schall kann aber auch kleinere Frequenzen als 16 Hz haben. Dann spricht man vom Infraschall. Schall mit Frequenzen über 20 000 Hz wird als Ultraschall bezeichnet. (Genauere Informationen dazu findet man unter diesen Stichwörtern.)

Schall geht von Schallquellen aus. Solche Schallquellen können z. B. Musikinstrumente, die menschliche Stimme, Automotoren oder Lautsprecher sein.

Schall ist eine mechanische Welle

Schall wird durch mechanische Schwingungen von Körpern hervorgerufen. Schwingen können z. B. eine Stimmgabel, die Saiten einer Gitarre, die Luftsäule in einer Orgelpfeife, die Stimmbänder beim Menschen oder die Membran eines Tamburins.

So wird beispielsweise beim Schlag auf ein Tamburin die Membran verformt und die umgebende Luft dadurch zusammengedrückt. Die Luft verdichtet sich an dieser Stelle; der Druck wird größer. Da Luft elastisch ist, dehnt sie sich dann wieder aus, was zu einer Verdichtung an einer benachbarten Stelle führt. Es entsteht eine Druckwelle, die sich im Raum ausbreitet. Das kann man auch mit dem Teilchenmodell deuten: Die Luftteilchen werden durch das Anschlagen der Membran zu Schwingungen angeregt.

Sie schwingen somit hin und her. Dabei bilden sich Bereiche mit größerer Teilchenanzahl (größerem Druck) und Bereiche mit kleinerer Teilchenanzahl (kleinerem Druck).

Allgemein gilt:
Schallwellen sind die Ausbreitung von Druckschwankungen im Raum.
Da die Ausbreitungsrichtung und die Schwingungsrichtung der Teilchen übereinstimmen, handelt es sich bei Schallwellen um Longitudinalwellen (Längswellen).
Das menschliche Ohr ist in der Lage, Druckschwankungen von
etwa 0,000 02 Pa (Hörschwelle) bis etwa 20 Pa (Schmerzschwelle) wahrzunehmen.

Arten von Schall

Bei Schall unterscheidet man zwischen Ton, Klang, Geräusch und Knall. Die Unterschiede zwischen diesen Schallarten können in y-t-Diagrammen sichtbar gemacht werden. In der folgenden Übersicht sind diese Unterschiede dargestellt.Bild Ausbreitung von Schall
Schall breitet sich in einem Stoff konstanter Temperatur geradlinig aus. Die Geschwindigkeit, mit der sich Schall ausbreitet, wird als Schallgeschwindigkeit bezeichnet. Sie hängt von dem betreffenden Stoff sowie von der Frequenz und der Wellenlänge ab.

Für Schallwellen gilt wie für andere mechanische Wellen:

v = λ ⋅ f              λ       Wellenlänge               f       Frequenz

Schall kann sich in festen Stoffen, Flüssigkeiten und Gasen ausbreiten. Die Schallgeschwindigkeit und damit auch die Wellenlänge und die Frequenz können sehr unterschiedlich sein. Im Allgemeinen ist die Schallgeschwindigkeit in Gasen am kleinsten und in festen Körpern am größten. Das hängt mit den unterschiedlichen Kräften zusammen, die zwischen den Teilchen der Stoffe wirken. Bei Gasen ist die kräftemäßige Kopplung zwischen den Teilchen gering, bei festen Körpern groß. Deshalb breitet sich eine Druckschwankung in festen Körpern schneller aus als in Gasen.

Die Schallgeschwindigkeit in einem Stoff ist relativ stark von der Temperatur abhängig. Deshalb ist es erforderlich anzugeben, für welche Temperatur eine Schallgeschwindigkeit gilt. Häufig werden Schallgeschwindigkeiten bei 20 °C angegeben.

Bild

  • Ausbreitung von Schallwellen im Raum

Weitere Eigenschaften des Schall

Da Schall eine mechanische Welle ist, treten bei Schall auch alle Eigenschaften auf, die mechanische Wellen haben:
Schall wird reflektiert, gebrochen oder absorbiert. Schallwellen werden gebeugt und interferieren.

Triff Schall auf eine Fläche, so wird er reflektiert. Die Reflexion ist umso stärker, je glatter die Oberfläche ist. Für die Reflexion von Schall gilt das Reflexionsgesetz:
Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich groß:

α = α ´

Tritt Schall von einem Stoff in einen anderen über, z. B. von Luft in Wasser, so ändert sich im Allgemeinen seine Ausbreitungsrichtung.
Für die Brechung von Schallwellen gilt das Brechungsgesetz:

sin α sin β = v 1 v 2                     α         Einfallswinkel                     β         Brechungswinkel                     v 1 ,   v 2   Schallgeschwindigkeiten in den Stoffen 1 und 2

Trifft Schall auf raue und poröse Oberflächen, z. B. auf Schaumstoff, so wird ein geringer Teil des Schalls reflektiert, der größte Teil jedoch absorbiert (aufgenommen). Die Absorption von Schall durch raue, poröse Oberflächen wird zur Schalldämmung und zur Schalldämpfung genutzt.

Daneben treten bei Schall auch die wellentypischen Erscheinungen Beugung und Interferenz auf. Infolge Beugung breitet sich Schall z. B. um Kanten herum aus. Im Alltag kann man das ständig feststellen: Auch wenn man hinter einer Hausecke steht, hört man Schall aus den Bereichen, die man nicht einsehen kann.

Sind zwei Schallquellen, z. B. zwei Lautsprecher, vorhanden, so können sich die von ihnen ausgehenden Schallwellen überlagern (interferieren). Dabei können Bereiche der Verstärkung (größere Lautstärke) und der Abschwächung (kleinere Lautstärke) auftreten.

  • Beugung von Schall an einer Kante

    © Duden Learnattack GmbH

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Schall." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/biologie/artikel/schall (Abgerufen: 20. May 2025, 20:23 UTC)

Suche nach passenden Schlagwörtern

  • Reflexionsgesetz
  • Schallwellen
  • Schall
  • Brechungsgesetz
  • Reflexion
  • Knall
  • Geräusch
  • Infraschall
  • Beugung
  • Brechung
  • Ultraschall
  • Schalldämmung
  • Hörschwelle
  • Längswellen
  • Lautstärke
  • Schalldämpfung
  • Interferenz
  • Longitudinalwellen
  • Frequenz
  • Klang
  • Schallquellen
  • Schallgeschwindigkeit
  • Schmerzschwelle
  • Ton
Jetzt durchstarten

Lernblockade und Hausaufgabenstress?

Entspannt durch die Schule mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack.

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.

Verwandte Artikel

Klang: Physikalische Aspekte

Auf dem Gebiet des Klanges gibt es eine starke Verbindung von Musik und Physik. Ausgangspunkt der Betrachtung ist dabei die sogenannte Obertonreihe, welche beschreibt, dass ein Klang sich aus mehreren Einzeltönen aufbaut, die in bestimmten physikalischen Zusammenhängen stehen.

Die wohl wichtigste Obertonreihe ist die Naturtonreihe, die sich aus Obertönen zusammensetzt, welche von der Frequenz her ein ganzzahlig Vielfaches des Grundtones bilden. Dadurch ist der Bau einer ganzen Reihe von Instrumenten überhaupt erst möglich. Auch die Spieltechnik baut darauf auf.

Ebenfalls mit der Physik im Bereiche kleinster Frequenzunterschiede hat man es beim Stimmen von Instrumenten zu tun. Verschiedene Stimmungen wurden über die Jahrhunderte verwendet, keine aber hat nur klangliche Vorteile.

Musikhören und Musikmachen

Während die mechanischen Vorgänge im Ohr durch anatomische Untersuchungen heute genau bekannt sind, ist man bei der Erforschung der Wirkung von Musik im Gehirn auf Experimente angewiesen, und viele Phänomene sind noch nicht erforscht. Die noch junge Wissenschaft der Psychoakustik beschäftigt sich mit folgenden Fragen:

  • Wie nimmt der Mensch Musik wahr, und wie wirkt sie auf ihn?
  • Welche Leistungen vollbringt das Gehirn beim Musikmachen?

Hörbereich und Stimmumfang

Alles, was man mit den Ohren wahrnehmen kann, ist Schall. Die Ohren sind unser „Empfangsorgan“. Der Mensch kann nur Schall in einem Frequenzbereich von 16 Hz bis 20.000 Hz bei Druckschwankungen von
0,000.02 Pa bis 20 Pa wahrnehmen. Diesen Bereich bezeichnet man als Hörbereich des Menschen. Davon zu unterscheiden ist der Stimmumfang. Das ist der Bereich, in dem der Mensch mit seiner Stimme selbst Schall erzeugt.
Tiere habe zumeist einen anderen Hörbereich und einen anderen Stimmumfang als der Mensch. Auch mit technischen Geräten kann man Schall erzeugen und empfangen, der außerhalb oder innerhalb des Hörbereiches bzw. des Stimmumfanges des Menschen liegen kann.

Echo und Echolot

Eine Eigenschaft von Schallwellen besteht darin, dass sie an Flächen reflektiert werden. Das gilt sowohl für Schall im hörbaren Bereich als auch für Ultraschall. Diese Eigenschaft des Schalles wird in der Technik genutzt, um die Tiefe von Gewässern zu messen oder um Fischschwärme zu orten. Das dabei angewandte Verfahren wird als Echolot bezeichnet.
In der Natur kann man Echos vor allem in den Bergen wahrnehmen. Der Effekt tritt auch unter Brücken oder in großen Räumen auf und wird dann mitunter Nachhall genannt.
Manche Tiere, z. B. Fledermäuse, nutzen das Echo zur Orientierung.

Lärm und Lärmbekämpfung

Schall, der als belästigend empfunden wird oder gar zu gesundheitlichen Schäden führen kann, wird als Lärm bezeichnet. Die stärkste Lärmquelle ist bei uns der Straßenverkehr. Lärm kann den menschlichen Körper stark beeinflussen und zu körperlichen Schäden führen.
Die Vermeidung von Lärm ist der beste Lärmschutz. Wo Lärm unvermeidlich ist, sollte er gedämpft oder gedämmt werden.

Ein Angebot von

Footer

  • Impressum
  • Sicherheit & Datenschutz
  • AGB
© Duden Learnattack GmbH, 2025