Lautstärke und wie der Mensch sie hört: Was bedeutet „laut“ und „leise“?

Was ist Schall und wie hören wir ihn?

Gleichmäßiges Hin- und Herschwingen des Pendels bei einer Wanduhr

Schall ist ein physikalisches Phänomen. Er entsteht als Wellen, die sich in der Luft ausbreiten, wenn ein Gegenstand schwingt. Wenn sich ein Gegenstand bewegt oder vibriert, bringt er die Luftmoleküle neben sich zum Schwingen. Diese Teilchen bewegen sich hin und her und geben die Bewegung an die nächsten Moleküle weiter. Man kann sich das vorstellen wie ein Pendel an einer Uhr, das hin und her schwingt. Dadurch entstehen Bereiche mit höherem und niedrigerem Luftdruck – das sind die Schallwellen. Unsere Ohren nehmen diese Schallwellen und ihre physikalischen Eigenschaften auf. Das Gehirn verarbeitet diese Informationen und macht daraus das, was wir als Klang oder Geräusch wahrnehmen. Deshalb ist es wichtig, bei Lautstärke nicht nur an die Physik zu denken, sondern auch daran, wie wir Menschen den Klang empfinden. In anderen Artikeln erfährst du mehr darüber, was Schall ist und wie wir ihn wahrnehmen.

Amplitude der Luftmoleküle

Die Amplitude zeigt, wie weit sich die Luftteilchen von ihrer normalen (Ruhe-)Position entfernen, wenn eine Schallwelle vorbeigeht. Je stärker zum Beispiel ein Musiker eine Gitarrensaite anschlägt, desto mehr Energie gibt er ihr. Die Saite schwingt dann stärker und bewegt sich weiter von ihrer Ausgangsposition weg.

Die Amplitude der Pendelbewegung hängt von der Kraft ab, die das Pendel in Bewegung gesetzt hat.

Wenn man also kräftig anschlägt, ist die Amplitude größer als bei einem sanften Zupfen. Die Schwingungen der Saite werden an die Luftteilchen weitergegeben. Diese schwingen dann im gleichen Rhythmus mit einer ähnlichen Amplitude. Man kann die Amplitude der Saite oder der Luftteilchen in Millimetern, Mikrometern oder Nanometern messen.

Solche Schwingungen in der Luft führen zu verschiedenen akustischen Effekten oder Erscheinungen.

Schalldruck

Wenn Luftmoleküle vor und zurück schwingen, entstehen Bereiche, wo sie dichter zusammen sind (hoher Druck) und Bereiche, wo sie weiter auseinander sind (niedriger Druck). Die dichten Bereiche nennt man Überdruckzonen, die weniger dichten Bereiche heißen Unterdruckzonen. Diese ständigen Wechsel im Luftdruck nennt man Schalldruck. Je größer die Amplitude der Schwingungen, desto höher ist auch der Schalldruck – und umgekehrt. Der Schalldruck ist also direkt mit der Amplitude verbunden. Schalldruck wird in Pascal gemessen. Die Werte reichen von 0,00002 (2 Mikropascal) bis zu 100 Pascal.

Schallintensität

Zusammen mit dem Schalldruck spricht man auch von der Schallintensität. Sie zeigt, wie viel Energie oder Kraft die Schallwelle transportiert. Je höher der Schalldruck, desto größer ist die Intensität. Die Einheit dafür ist Watt pro Quadratmeter (W/m²). Das bedeutet: Die Intensität gibt an, wie viel Energie pro Sekunde durch eine bestimmte Fläche geht.

Wie laut klingt ein Geräusch für uns?

Unsere Ohren nehmen wahr, wie stark die Luft schwingt, also wie weit die Luftmoleküle von ihrem normalen Platz wegbewegt werden. Das Gehirn macht daraus unser Gefühl für Lautstärke. Je größer die Amplitude der Schwingungen, desto lauter erscheint uns das Geräusch. Lautstärke ist also unser persönliches Empfinden – sie hängt mit Amplitude, Schalldruck und Intensität zusammen. Aber: Auch andere Dinge beeinflussen, wie laut uns etwas vorkommt. Deshalb gilt: Lautstärke ist keine reine physikalische Größe – sie existiert eigentlich nur in unserem Kopf.

Lautstärke ist das persönliche Empfinden eines Menschen darüber, wie stark die Luft schwingt.

Wie misst man Lautstärke?

Kann man Lautstärke messen? Genau genommen nicht direkt, denn Lautstärke ist ein Gefühl und keine messbare Größe in der Physik. Was wir aber messen können, ist der Schalldruck – also wie stark die Luft schwingt – und dann vergleichen wir das mit dem, was Menschen als laut empfinden. Wie schon gesagt: Der Bereich des Schalldrucks ist sehr groß. Wenn wir unsere gefühlte Lautstärke in Mikropascal angeben würden (das sind die Einheiten für Schalldruck), könnten sich die meisten Menschen darunter nichts vorstellen. Zum Beispiel: 0,00002 Pascal ist die Hörschwelle – das ist das leiseste Geräusch, das ein Mensch hören kann. 2 Pascal entsprechen einer lauten Unterhaltung. Aber wie laut klingt ein Geräusch bei einem Schalldruck von 0,00525 Pascal im Vergleich zu 1,00111 Pascal? Solche Zahlen sind für uns schwer zu verstehen.

Dezibel

Die Lautstärke bei einem Rockkonzert erreicht 120 dB

Damit man besser versteht, wie laut ein Geräusch für Menschen klingt, gibt es eine spezielle Maßeinheit: das Dezibel (dB). Der gemessene Schalldruck in Pascal wird mit einer besonderen mathematischen Formel in Dezibel umgerechnet. Der Schalldruckpegel in Dezibel zeigt im Vergleich zur Hörschwelle an, wie laut ein Geräusch ist. Ohne auf komplizierte Mathematik einzugehen: Dezibel helfen uns dabei, Lautstärke so auszudrücken, dass wir sie leichter vergleichen können. Wichtig: Die Dezibelskala ist nicht „linear“. Wenn der Wert um einige Dezibel steigt, wird es viel lauter – oft sogar doppelt oder zehnmal so laut.

BEISPIEL: Wenn der Geräuschpegel von 60 auf 70 dB steigt, bedeutet das etwa eine Verzehnfachung der Intensität – nicht nur 10% mehr.

Grenzwerte für Lautstärke

Das leiseste Geräusch, das ein Mensch hören kann, liegt bei 0 dB (null Dezibel). Das entspricht 0,00002 Pascal Schalldruck. Es kann zwar noch leisere Geräusche geben (mit weniger als 0,00002 Pascal), aber unser Gehör kann sie nicht mehr wahrnehmen. Die höchste Lautstärke, die für Menschen ungefährlich ist, liegt bei 120 dB – das entspricht 20 Pascal Schalldruck. Aber auch dieser Wert kann bei längerer Einwirkung das Gehör schädigen.

Dezibel A – angepasste Messung für unser Gehör

Lautstärke nur mit Dezibel oder Pascal zu bewerten, ist nicht ganz einfach. Dezibel berücksichtigen nicht alle Faktoren, die unser Hörempfinden beeinflussen. Deshalb nutzt man oft die Einheit dBA (Dezibel A). Hier wird gemessen, wie laut ein Geräusch für unser Gehör wirklich klingt – dabei wird beachtet, dass wir verschiedene Frequenzen unterschiedlich gut hören können.

Um einzuschätzen, wie laut etwas ist, kannst du dir einige typische Werte merken und vergleichen: In Tabelle 1 findest du Beispiele für alltägliche Geräusche mit ihren ungefähren Dezibelwerten. Mit einem speziellen Messgerät oder einer App auf dem Handy kann man den Geräuschpegel sogar selbst messen.

Tabelle 1. Bekannte Geräusche und ihre Lautstärke in Dezibel

Fazit

Lautstärke ist nicht einfach nur eine physikalische Größe. Sie entsteht durch das Zusammenspiel zwischen Schallschwingungen und unserem Empfinden. Auch wenn sie mit Amplitude, Schalldruck und Intensität zusammenhängt – am Ende entscheidet unser Gehirn darüber, ob uns etwas laut oder leise vorkommt. Dieses Wissen hilft uns nicht nur dabei zu verstehen, was Schall eigentlich ist – sondern auch bewusster mit Lärm umzugehen: sei es Straßenlärm, das Flüstern eines Freundes oder Musik im Kopfhörer.

Was ist die Lautstärke von einem Ton und kann man sie messen?