Sinnesorgane: Das menschliche Ohr

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Sinnesorgane: Das menschliche Ohr
Zugegeben: Es gibt Lebewesen, die wesentlich besser hören können als der Mensch, gar im
Ultraschallbereich. Aber dennoch ist auch das menschliche Ohr ein komplexes Sinnesorgan, dass
neben dem Hörsinn auch den Lage- und Bewegungssinn ermöglicht.
Bau und Funktion
• Das Ohr → ein
kompliziert gebautes
Sinnesorgan mit Hör-,
Lage- und
Bewegungssinneszellen
Bau und Funktion → des menschlichen Ohres ...
Bau
Besonderheiten, Funktionen
Äußeres Ohr
Ohrmuschel
Schallaufnahme
Gehörgang
3 cm lang, gekrümmt; zur Schallleitung
straffes, dünnes, druckempfindliches Häutchen; zur Schallübertragung
Trommelfell
auf Gehörknöchelchen
Mittelohr
Hammer, Amboss und Steigbügel; Schallübertragung auf das Innenohr
Gehörknöchelchen
und Schallverstärkung
Paukenhöhle
Hohlraum; Luftdruckausgleich
Ohrtrompete
Hohlraumsystem; Luftdruckausgleich zum Rachenraum
Innenohr
ovales Fenster
Membran; Leitung der Schwingungen auf das Innenohr
rundes Fenster
Membran; Druckausgleich im Innenohr
Schnecken-, Vorhof-, Paukengang; gefüllt mit Ohrlymphe [spezielle
Flüssigkeit]; mit Hörsinneszellen und Deckmembran; Aufnahme
Schnecke
akustischer Reize, Erregungsbildung
mit Lagesinneszellen; Lagesinnesorgan; Aufnahme von SchwerkraftVorhof
und Bewegungsreizen
mit Bewegungssinneszellen; Bewegungs- und Drehsinnesorgane;
Bogengänge
Aufnahme von Schwerkraft- und Bewegungsreizen
Dreh- und Lagesinnesnerv,
Leiten der jeweiligen Erregungen zum Gehirn
Gehörnerv
•
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Von der Reizaufnahme bis zur Wahrnehmung
• Hinweis → hier ist nur die Verarbeitung akustischer Reize [Hörsinn] beschrieben
• Die Schnecke ↓
Bau
eines Teils der Hörschnecke im
Querschnitt.
•
•
Prinzip
§
§
§
→ So werden Schallwellen verarbeitet ...
Schall wird von den Ohrmuscheln aufgenommen [wirken wie ein Trichter]
Trommelfell gerät in Schwingungen
die damit verbundenen Gehörknöchelchen werden in Schwingungen versetzt [der
Reihenfolge nach Hammer, Amboss und Steigbügel]; dadurch auch Kraftverstärkung
§ Steigbügel überträgt Schwingungen auf ovales Fenster
§ Ohrlymphe [Flüssigkeit im Innenohr] in den 3 parallel verlaufenden Gängen der Schnecke
wird bewegt
§ Flüssigkeit überträgt die Schwingungen auf die Deckmembran in der Schnecke, die die
darunter liegenden Hörsinneszellen reizt, die feine Härchen besitzen
§ rundes Fenster wölbt sich etwas zwecks Druckausgleich
§ gereizte Hörsinneszellen antworten mit gesteigertem Stoffwechsel [= Erregung]
§ Erregung wird über den Gehörnerv zum Gehirn geleitet; erst hier erfolgt die Empfindung
[Wahrnehmung] des Geräusches
Knochenleitung → Schallwellen werden auch von unseren Schädelknochen auf das Ohr
übertragen [nicht in gewohnter Qualität]
Leistungen von Hörsinnesorganen
• Hörvermögen des Menschen → reicht ungefähr von 16 Hz bis 20 000 Hz; Hörvermögen für
hohe Töne nimmt mit zunehmendem Lebensalter durch die schlechter werdende Qualität der
Hörsinneszellen ab diese jedoch nur durch Schäden am Innenohr infolge Lärmeinwirkung,
Alkohol, Infektionen, Nikotin und durch einige Medikamente;
Studien an Naturvölkern ergaben, dass 70-jährige Eingeborene noch so gut hörten, wie 30jährige Großstadtbewohner
zudem nimmt mit zunehmendem Alter die Elastizität des Trommelfells ab, ebenso sind weitere
Alterungserscheinungen von Zellen für abnehmende Hörleistungen [besonders im oberen
Frequenzbereich] zuständig
• Alter und obere Hörgrenze ↓
Alter
Hörvermögen
Alter
Hörvermögen
Kind
21.000 Hz
50
12.000 Hz
20
19.000 Hz
60
10.000 Hz
30
16.000 Hz
70
8.000 Hz
40
14.000 Hz
90
5.000 Hz
• Testtöne → findest Du nur auf unserer Webseite!
Der Ton mit 443 Hz ist der Testton für Orchester [Kammerton A]. Eigentlich hat der genormte
Sinus-Ton 440 Hz, aber es hat sich wegen der der besseren Stimmbarkeit 443 Hz
durchgesetzt. Die Hörgrenzen [16 Hz und 20.000 Hz] können nur wenige Menschen hören.
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•
Hörgrenzen im Tierreich → die oberen Hörgrenzen [Frequenzen] einiger Tiere. (Ultraschall >
20.000 Hz)
Lebewesen
obere Hörgrenze
Lebewesen
obere Hörgrenze
Aal
500 Hz
Zwergwels
13.000 Hz
Hai
2.000 Hz
Buchfink
29.000 Hz
Schildkröte
2.000 Hz
Ratte
40.000 Hz
Karausche
3.500 Hz
Hund bis zu
135.000 Hz
Eidechse
8.000 Hz
Delfin bis zu
200.000 Hz
Taube
12.000 Hz
Fledermaus z.T. über
200.000 Hz
Gesunderhaltung unserer Ohren
persönliche Maßnahmen → sind z.B. ...
• Vermeiden lauter Musik
• Schutz vor Lärm, Arbeitsschutz [Tragen von Hörschutzgeräten bei Lärm verursachenden
Tätigkeiten, z.B. Arbeiten in der Schmiede oder mit dem Presslufthammer]
• Schutz vor andauernden Lärmbelästigungen
• Tragen von Hörgeräten bei Schwerhörigkeit
• Entfernung von in den Gehörgang eingedrungenen Fremdkörpern durch den Arzt
• Vermeiden von Gleichgewichts-Überlastungen [z.B. Achterbahnen u.ä.]
• etc.
Lärm macht krank
• Hörvermögen und Lärm ↓
Beispiel mit Schalldruckangabe
in dB
Blätterrascheln 10
Wecker 30
Flüstern 30
Leise Radiomusik 50
Normales Gespräch 60
Staubsauger 60
Normaler Verkehrslärm 70
Rasenmäher 70
Starker Straßenverkehr 80
Kreissäge 90
Moped 90
Presslufthammer 90-100
Bohrmaschine 110
iPod/MP3-Player [o.ä.] bis 110
Stereoanlage bis 120
Discomusik 100-120
Düsenflugzeug beim Start in
90 m Entfernung 140
•
Lautstärke und
Lärmstufe
30 - 60 phon
Lärmwirkung
Belästigung:
psychische Reaktionen, Störung, Ärger,
Stress, keine physiologischen
Wirkungen
I
60 - 90 phon
II
90 - 120 phon
III
über 130 phon
Gesundheitsgefährdung:
Leistungsminderung,
Regulationsstörungen der
Herzkreislauf- und Verdauungsorgane,
der Hormondrüsen, des Stoffwechsels
sowie psychische Reizerscheinungen
Gesundheitsschädigung:
Gleichgewichtsstörungen,
Erbrechen, Innenohrschäden,
Steigerung der
psychischen und vegetativen
Reaktionen
Schmerzgrenze:
Lähmung und Zerstörung der
Hörsinneszellen, Taubheit
IV
persönliche Maßnahmen gegen Lärm → sind z.B. ...
§ Arbeitsschutz: Lärmschutz benutzen [z.B. bei Arbeit mit Maschinen, Besuch einer
Rennsportveranstaltung etc.]
§ Vermeidung von Kopfhörern, die in den Gehörgang gesteckt werden
§ Vermeidung der Dauerbelastung durch zu laute Musik
§ Rücksichtnahme auf andere Menschen
§ regelmäßige HNO-ärztliche Kontrolle der Ohren
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•
§ u.v.a.
gesellschaftliche Maßnahmen gegen Lärm → sind z.B. ...
§ Arbeitsschutzmaßnahmen [z.B. Gehörschutz]
§ Lärmschutzwände, z.B. bei Autobahnen
§ Lärmschutzeinrichtungen, z.B. Schallschutz-Verglasung von Gebäuden
§ Lärm vermeidende Maßnahmen in der Industrie, z.B. Lärm gedämpfte Maschinen
§ ruhige Wohngebiete außerhalb von extremen Lärmquellen
§ verkehrsberuhigte Zonen
§ Einhaltung von Ruhezeiten
§ u.v.a.
Unsere Sinne
• Übersicht der wichtigsten Sinne des Menschen ↓
Sinneszellen, Ort
Sinne
Reizarten
der Reizaufnahme
Schall
Sinneszellen im
Gehörsinn
[akustische
Innenohr
[Hörsinn]
Reize]
[Schnecke]
Gesichtssinn
[Sehsinn]
Geruchssinn
Geschmackssinn
Licht [optische
Reize]
chemische
Stoffe
[chemische
Reize]
chemische
Stoffe
[chemische
Reize]
Gleichgewichtssinn
Lage- und
Bewegungsänderungen des
Körpers
[mechanische
Reize]
Temperatursinn
Wärme und
Kälte
[Temperaturreize], z.T.
Schmerzreize
Druck- und
Berührungssinn
[Tastsinn]
Druck,
Berührung
[mechanische
Reize], z.T.
Schmerzreize
Energieformen
Empfindungen
Luftschwingungen
[mechanische
Energie]
Wahrnehmen von
Tonhöhen und
Lautstärken
Hell- und Dunkelunterscheidung, Bild-,
Farben-, Bewegungs-,
räumliches Sehen
Unterscheiden von
Geruchsqualitäten, z.B.
brenzlig, würzig, faulig,
fruchtig, blumig
Unterscheiden der
Geschmacksqualitäten
sauer, süß, salzig,
bitter, umami
Lichtsinneszellen
in der Netzhaut
des Auges
Lichtenergie
Sinneszellen im
Riechfeld der
Nasenschleimhaut
chemische Energie
Geschmackssinneszellen in
Zunge und
Gaumen
Sinneszellen im
Innenohr
[Lagesinneszellen
im Vorhof,
Bewegungssinneszellen in
den
Bogengängen]
Sinneszellen und
freie Nervenendigungen in der
äußeren Haut und
in den
Schleimhäuten
Sinneszellen und
freie Nervenendigungen in der
Haut und in den
inneren Organen
chemische Energie
mechanische
Energie
Feststellen der Lage
des Körpers, der
Körperhaltung und bewegung
thermische
Energie
Feststellen von
Temperaturunterschieden oder veränderungen;
Wärme- und
Kälteempfindung
mechanische
Energie
Feststellen von Druck
und Berührung
Quelle → Basiswissen Biologie, DUDEN Schulbuchverlag Berlin 2010, S. 162 [leicht verändert]
•
•
Nah- und Fernsinne → man unterscheidet Fernsinne [Gehör- und Sehsinn] und Fernsinne [alle
anderen Sinne]
Körperempfindung → eine weitere Wahrnehmung [Sinn], die sich aus der Kombination
verschiedener Sinne ergibt [Lagesinn, Kraftsinn, Bewegungssinn]; dabei nimmt man
insbesondere Reize aus dem Körperinnern [Tiefensensibilität] und die Lage/Bewegung des
Körpers im Raum wahr
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•
Schmerzempfindung → komplexe subjektive Sinneswahrnehmung durch Reize [Warn- und
Leitsignale] aus der Umgebung oder dem Körperinnern; rufen unangenehme oder unerträgliche
Empfindungen hervor; Schmerzsinneszellen sind freie Nervenendigungen, die auf thermische,
chemische und mechanische Reize ansprechen [den Schmerzsinn könnte man so auch in die
Tabelle oben separat einordnen]
Einige Fachbegriffe dieses Themas
• Sinneszelle [Rezeptor] → Zellen, die zur Aufnahme bestimmter Reize spezialisiert sind; sie
wandeln Reize in Erregungen um
• Sinnesorgan → spezielle Organe, die bestimmte Reize aufnehmen; sie bestehen aus
Sinneszellen, die von Hilfs- und Schutzeinrichtungen umgeben sein können
• Erregung → bei Einwirkung von Reizen auf Sinneszellen antworten diese mit gesteigertem
Stoffwechsel [= Erregung]; nur die Erregung [bioelektrische Impulse] kann über die Nerven
weitergeleitet werden [nicht der Reiz]
• Neuron → Nervenzelle
• Schall → Luft wird durch Geräusche in Schwingungen versetzt; diese Schallwellen haben eine
Ausbreitungsgeschwindigkeit von 330 m/s [Schallgeschwindigkeit]
• Frequenz → Anzahl sich wiederholender Vorgänge [z.B. Schwingungen, Taktfrequenz des
Computerprozessors] pro Sekunde in Hertz [Hz]
•
•
•
•
•
•
Bei Tonschwingungen gilt: Je höher die Frequenz [also die Anzahl der Schwingungen je
Sekunde], umso höher der Ton.
Standardkammerton → genormter Sinus-Kammerton a hat eine Frequenz von 440 Hz [zum
Stimmen der Instrumente in Orchestern hat sich ein Kammerton mit 443 Hz durchgesetzt]
bewerteter Schalldruckpegel → Einheit Bel [B], traditionelle wird meist Dezibel [dB; zehnter Teil
eines Bels] verwendet; kennzeichnet die Lautstärke eines akustischen Signals; die Hörschwelle
eines 2000-Hz-Tones liegt bei 0dB, die Schmerzschwelle liegt bei 134 dB
Lautstärkepegel [L] → Einheit Phon [neu auch Fon], Einheitenzeichen phon; die menschliche
Hörschwelle liegt bei 3 phon [d.h. ein 1000-Hz-Ton kann erst bei einem Schalldruckpegel von 3
dB wahrgenommen werden], die Schmerzschwelle bei 130 phon [lautere Geräusche werden als
Schmerz wahrgenommen und verursachen Hörschäden]; bei einer Schall-Frequenz von 1000 Hz
stimmen Schalldruckpegel in Dezibel und Lautstärkepegel in Phon überein
Lautheit → die Lautheit gibt man in Sone an [ein Ton mit einer Lautheit von 1 sone hat einen
Lautstärkepegel von 40 phon]; die Lautheit macht eine Aussage darüber, wie der Mensch Schall
empfindet
Ultraschall → Tonfrequenzen über 20.000 Hz [also der oberen menschlichen Hörgrenze]
HNO → Hals-Nasen-Ohrenarzt
Quellenangaben und Hinweise
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Erfahrungen genutzt. Bilder und Grafiken sind ausschließlich selbst angefertigt.
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Für die Gestaltung dieser Internetseite verwendeten wir zur Information, fachlichen Absicherung sowie Prüfung
unserer Inhalte auch folgende Internetangebote: wikipedia.de, schuelerlexikon.de, seilnacht.com, darüber hinaus die
Schroedel-Lehrbücher Erlebnis Biologie, Klassen 7 bis 10 [Ausgaben 2005, Sachsen] und Duden Basiswissen Biologie
[2010], außerdem die Unterrichtshilfen Biologie 8, Verlag Volk und Wissen 1985.
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Diese Seite ist auf Realschulniveau zusammengestellt, eignet sich aber auch für die Sek. I am Gymnasium.
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