Das Ohr - koenigreich

Das Ohr
Ein Ton aus Lautsprechermembran kommt einer Vibration gleich, die die Luftpartikel zum
Schwingen bringt.
Oder anders ausgedrückt, der Schall ist eine (periodische, sofern es sich um einen sog. sinusTon handelt) Verdichtung/ Verdünnung eines Mediums.
Angegeben wird der Schall in Schalldruck, dessen Einheit das Pascal ist.
Diese Angabe war jedoch ungünstig, weshalb die Einheit in Dezibel (dB) geändert wurde.
DB ist eine Logarithmus-Funktion, die sich wie folgt berechnet:
dB SPL = 20 * log Px/Pb
1Hz kommt einer Schwingung pro Sekunde gleich,
Schwingungen unter 16 Hz werden als Infraschall und solche
über 20.000 Hz als Ultraschall bezeichnet.
Der Bereich zwischen 16 und 20.000 Hz ist etwa der Bereich,
das menschliche Ohr wahrnehmen kann.
den
Einen 1kHz Ton kann ein Mensch grad noch so hören, dieses würde ca. 20Pa entsprechen.
Wenn man einen Ton um 10Pa erhöht, erhöht sich die dB SPL-Skala 20-fach.
Der Schall gelangt vom Außenohr über den äußeren Gehörgang zum Trommelfell, dann zum
Mittelohr und über die Gehörknöchelchen (Amboss, Hammer und Steigbügel) in die im
Innenohr aus Platzgründen aufgewundene Cochlea (Gehörschnecke) mit den Bogengängen.
Das Mittelohr erfüllt eine besonders wichtige Funktion, es dient der Impedanzanpassung.
Der Schall (bspw. aus einer Lautsprechermembran) wird über die Luft transportiert, trifft er
jedoch auf eine Flüssigkeitsoberfläche, wird er zu 99,9% absorbiert.
Da das Innenohr bzw. die Cochlea flüssigkeitsgefüllt ist würde dies auch hier geschehen, dies
wird jedoch dadurch verhindert, dass das Mittelohr wie ein Trichter geformt ist und damit den
Schall verstärkt.
Hinzu kommt, dass das Trommelfell eine sehr große Fläche im Vergleich zum ovalen Fenster
im Innenohr hat.
Die Cochlea kann Schall in verschiedenen Frequenzen auftrennen.
Diese Fähigkeit erlangt sie dadurch, dass in ihrem Innern eine Basilarmembran mit darauf
befindlichen Haarsinneszellen zu finden ist.
Die Basilarmembran ist am Anfang der Cochlea dick und schmal, was sie steif macht und
weshalb sie vornehmlich bei hohen Frequenzen schwingt.
Am Ende der Cochlea ist sie jedoch dünn und breit und damit elastischer, weshalb sie hier die
tiefen Frequenzen wiedergibt.
Diese geordnete Abbildung der verschiedenen Frequenzen bezeichnet man auch als
Tonotopie.
Die auf der Basilarmembran befindlichen Haarzellen bewegen sich bei Eintritt eines Schalles.
Durch das Bewegen ihrer Härchen fließt Kalium in die Zellen hinein, die Folge ist ein
Aktionspotential, das bis ins Gehirn weitergeleitet wird.
Die äußeren Haarsinneszellen dienen der Verstärkung des Signals, die inneren leiten die
Information weiter an das Gehirn.
Das Gehirn erkennt dann die Frequenz eines Tones aufgrund der Ortsinformation, wo die
Cochlea gereizt wurde.
Ein in das Innenohr eingetretener Schall verlässt das Ohr wieder über das runde Fenster.
Richtungshören
Das Gehirn merkt an folgenden Punkten, in welcher Richtung eine Schallquelle liegt:
1) Der Schall braucht Zeit bis er bei einem Ohr (dem näher zur Schallquelle liegenden)
und dann beim zweiten (dem weiter von der Schallquelle entfernten) ankommt =>
interaurale Laufzeitdifferenz (wichtig u.a. bei tiefen Frequenzen)
2) Der Schädel nimmt dem Schall die Intensität => interaurale Intensitätsdifferenz
3) Die Wahrnehmung der Frequenz => frequenzabhängige Filterung
Die Zuordnung, aus welcher Richtung der Schall kommt findet im Hirnstamm statt.
Der Mensch hört auf horizontaler Ebene, was man auch als Azimut bezeichnet.
Vertikales Hören bezeichnet man auch als Elevation.
Die Ohrmuschel übernimmt die Transferfunktion zwischen vorn und hinten.
Das Gehirn „erlernt“ die Form des Ohres bzw. die Schallweitergabe des Außen- an das
Mittel- und Innenohr.
Die Form der Ohrmuschel beeinflusst die interaurale Laufzeitdifferenz sowie die interaurale
Intensitätsdifferenz.
Des Weiteren ist es wichtig, dass die Entfernung der Ohren voneinander maximal sein muss
um gut auf horizontaler Ebene hören zu können.