Der Klang

Allgemeines über den Klang

Unsere Welt wäre ohne Musik, Menschen- und Tierstimmen, aber auch Auto- und Maschinenkrach, also ohne Klang ziemlich still. Fast alles auf der Welt kann einen Ton abgeben, manchmal müssen wir nur ein bisschen nachhelfen, z.B. bei einem Glas. Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem akustischen Phänomen Klang. Was ist eigentlich ein Klang und wie entsteht er? Nach einer hinführenden Einleitung werden eine Reihe von leichten Experimenten beschrieben, die sogar von jüngeren Kindern durchgeführt werden können.

Was wir hören, nennen wir Klang. Der Klang ist jedoch eigentlich nur ein akustisches Signal bzw. eine akustische Botschaft. Diese Botschaft hat ihre eigene Sprache, eine physikalische, und muss deshalb erst noch vom menschlichen Gehör übersetzt und dann noch verstanden werden, ähnlich einer Fremdsprache, z.B. Englisch.
Der Überbringer der Botschaft, also des Klangs, heißt Schall. Dieser bewegt sich durch die Luft. Das menschliche Ohr empfängt das akustische Signal (Klang), allerdings stark verfälscht, und unser Gehirn entschlüsselt dieses Geräusch z.B. als Sprache oder Musik.

In der Physik wird der Klang als eine Luftdruckschwankung bezeichnet. Sie startet von einer Quelle (z.B. Lautsprecher) und breitet sich in der Luft für eine gewisse Dauer (z.B. Länge eines Liedes) als ein Wellenzug, der Schallwelle genannt wird, aus. Beim Hörer (Ziel) wird diese Luftdruckschwankung mit dem Ohr wahrgenommen. Alles was mit dem menschlichen Ohr wahrgenommen werden kann, heißt Schall, der immer durch eine mechanische Schwingung hervorgerufen wird, d.h. es wird etwas bewegt. Der Schall dient also zur Klangübertragung.

Der Klang kann sich unterschiedlich anhören: hohe und tiefe Töne, laut und leise, dumpf und dunkel, harmonisch oder schrill etc. Jeder Klang hat dann auch eine andere Form von Schallwellen, manche sind ganz flach und klein, andere sehr spitz und groß und noch vieles mehr.

Wieso können wir Schallwellen hören, bzw. den Klang?

Das menschliche Ohr hat eine besondere Form mit der physikalisch ähnliche Klänge dennoch völlig unterschiedlich wahrgenommen werden und damit verfälscht unser Ohr Klänge.
Ein Beispiel: Bei gleicher physikalischer Lautstärke der Töne, werden die Töne als am lautesten wahrgenommen, die 4000 mal in der Sekunde (4000Hz) schwingen. Diese Verfälschung hat jedoch den Vorteil, dass der Mensch dreidimensional hören kann, obwohl er nur zwei Ohren hat.

Die Klangverarbeitung im Gehirn
Neben der Verfälschung des physikalischen Klanges durch das menschliche Ohr, werden von unserem Gehirn alle vom Ohr kommenden Signale interpretiert, d.h. das Gehirn bewertet und sortiert die akustischen Signale nach bekannten Merkmalen um. Deswegen kann der Mensch auch Klänge erkennen, denen bestimmte Informationen fehlen oder verloren gegangen sind, z.B. ein altes Radio hat einen Lautsprecher, der die tiefen Töne nicht überträgt, aber trotzdem könnte der Mensch einen Kontrabass heraushören.
Der Mensch hört also Klänge danach, wie sie vom menschlichen Gehirn interpretiert werden, und nicht wie sie wirklich physikalisch aufgebaut sind.

Der Mensch kann nicht alles hören
Der Mensch besitzt eine Hörschwelle, d.h. unser Gehör ist nicht fähig alle Schwingungen aufzunehmen, weswegen wir z.B. ein erheblich schlechteres Gehör besitzen als Katzen oder Hunde. Die Schwingungen mit sehr kleiner Frequenz (Schwingungszahl), kleiner als 16Hz, können von uns nicht wahrgenommen werden, sie liegen unterhalb unserer Hörschwelle. Die Hörschwelle nach oben, für hohe Frequenzen hängt vom Alter und Gesundheitszustandes des Gehörs ab. Bei jüngeren Menschen reicht sie bis ca. 19000Hz und sehr alte Menschen können schon zufrieden sein, wenn sie bis Schwingungen von 12000Hz hören können.