Wähle einen Modus für die Untersuchung im Unterricht.
Schallwellen
Untersuche, wie sich Schallwellen in Luft ausbreiten und wodurch die Tonhöhe und Lautstärke eines Geräusches bestimmt wird.
Hörvorgang
Beobachte die Weiterleitung eines Schallereignisses durch Außenohr, Mittelohr und Innenohr in einer vereinfachten, animierten Darstellung.
Das Richtungshören
Untersuche, wie die Position einer Tonquelle um den Kopf herum über Laufzeitdifferenz und Pegeldifferenz zwischen beiden Ohren erkannt wird.
Hinweis: Tonwiedergabe startet nur nach Klick (Browser-Sicherheitsregel).
Schall & Hören – Unterrichtssimulation
Bitte Modus wählen
Steuerung: Schallwellen
Impulsmodus
DauerimpulsEinzelimpuls
Darstellung:SchallwellenTeilchen
Tonhöhe
mittel
Lautstärke
mittel
Schallquelle (Subwoofer)
Messort (Mikrofon)
Schallwelle / Verdichtung
Bonus für Schnelle
Dieses Bonusfenster wird durch die Eingabe eines Codes freigeschaltet.
Hörtest: Der Ton startet bei 20 Hz und steigt innerhalb von 60 Sekunden bis 20.000 Hz. Drücke den roten Knopf, sobald du kein Geräusch mehr wahrnimmst.
Hinweis: Starte mit niedriger Lautstärke.
Aktuelle Frequenz
20 Hz
Achtung: Dies ist kein medizinischer Test. Raumgeräusche und Lautstärke beeinflussen das Ergebnis.
Simulationsfeld
Umschaltbar zwischen Wellenbild und vereinfachtem Teilchenmodell der Luft.
Mikrofon-Messung
Grundlagen zur Ausbreitung von Schallwellen
Ein Newton-Pendel besteht aus mehreren gleich großen Metallkugeln, die sich berühren und an Fäden hängen. Wenn man eine Kugel anhebt und loslässt, stößt sie gegen die anderen Kugeln. Die Bewegung wird durch die mittleren Kugeln hindurch weitergegeben. Am Ende schwingt dann eine Kugel auf der anderen Seite aus. Die Energie wird also weitergeleitet, auch wenn sich die mittleren Kugeln kaum sichtbar bewegen. Je stärker man die erste Kugel auslenkt, desto größer ist die übertragene Bewegung.
Ähnlich funktioniert die Schallübertragung in der Luft. Wenn ein Geräusch entsteht, geraten Luftteilchen in Schwingung. Diese stoßen die benachbarten Teilchen an, die wiederum weitere Teilchen anstoßen. So breitet sich der Schall aus. Dabei wandern nicht die Luftteilchen selbst durch den Raum, sondern nur die Bewegung wird weitergegeben.
Wird beim Newton-Pendel nur eine Kugel ausgelenkt, ist die übertragene Bewegung geringer – vergleichbar mit einem niedrigen Schalldruck.
Werden dagegen zwei oder mehrere Kugeln gleichzeitig ausgelenkt, ist die übertragene Bewegung größer. Entsprechend ist auch die Auslenkung der Luftteilchen stärker, was einem höheren Schalldruck entspricht.
Hörschnecke – ausgerollter Zustand
Grün = Oberer Gang
Beige = Unterer Gang
Rosa = Mittlerer Gang
Türkis = Rundes Fenster
Braun = Deckmembran
Rot = Ovales Fenster
Blau = Hörsinneszellen
Gelb = Hörnerv
Grün = Oberer Gang
Beige = Unterer Gang
Rosa = Mittlerer Gang
Türkis = Rundes Fenster
Braun = Deckmembran
Rot = Ovales Fenster
Blau = Hörsinneszellen
Gelb = Hörnerv
Aktivierung der Hörsinneszellen
Orange = Deckmembran
Rot = Hörsinneszellen mit Härchen
Gelb = Hörnerv
Türkis = Elektrischer Impuls
Aufgabe 1: Bau des Ohres
Ziehe die Begriffe an die passende Stelle im Simulationsfenster. Die Zielbereiche erscheinen nur während des Ziehens.
🔒
Simulationsfeld
Schallwelle
bewegte Struktur
Flüssigkeitsbewegung
Aufgabe 2: Ablauf des Hörvorgangs
Ziehe die Bausteine per Drag & Drop in die richtige Reihenfolge oder nutze die Pfeile rechts. Klicke danach auf Korrigieren.
Informationstext: Bau des Ohres und Ablauf des Hörvorgangs
Das Ohr gliedert sich in Außenohr, Mittelohr und Innenohr. Zur äußeren Form gehört die Ohrmuschel, die Schallwellen aufnimmt und in den Gehörgang leitet. Am Ende des Gehörgangs liegt das Trommelfell. Dahinter befinden sich im Mittelohr die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel. Ebenfalls mit dem Mittelohr verbunden ist die Ohrtrompete, die für den Druckausgleich wichtig ist. Zum Innenohr gehören die Hörschnecke und die Bogengänge. Die Bogengänge sind vor allem für den Gleichgewichtssinn bedeutsam, während die Hörschnecke das eigentliche Hörorgan ist.
Beim Hörvorgang werden Schallwellen zunächst von der Ohrmuschel aufgefangen und im Gehörgang weitergeleitet. Treffen sie auf das Trommelfell, beginnt es zu schwingen. Diese Bewegung wird auf Hammer, Amboss und Steigbügel übertragen. Der Steigbügel drückt dabei gegen das ovale Fenster. Auf diese Weise gelangt die Schwingung aus dem Außenohr über das Mittelohr bis in das Innenohr.
In der Hörschnecke setzt die Bewegung des ovalen Fensters die Flüssigkeit im Inneren in Bewegung. Dadurch gerät auch die Deckmembran in Schwingung. Die Bewegung der Deckmembran verbiegt die Härchen der Hörsinneszellen. So entstehen elektrische Signale, die über den Hörnerv zum Gehirn weitergeleitet werden. Erst dort werden die Signale verarbeitet, sodass wir Töne, Geräusche und Sprache wahrnehmen können.
Richtig!
Exportiere jetzt deine Lösung (als Screenshot in die Zwischenablage) und füge sie z. B. in OneNote ein.
Hörschnecke – ausgerollter Zustand
Steuerung: Richtungshören
Tipp: Quelle im Simulationsfeld direkt auf dem Kreis verschieben.
Prinzip des Richtungshörens
Das Richtungshören hängt vor allem von zwei Faktoren ab: dem Laufzeitunterschied und dem Pegelunterschied zwischen linkem und rechtem Ohr. Untersucht in dieser Simulation beide Faktoren und vergleicht, wie sie sich mit der Position der Tonquelle verändern.
Tonquelle auf Kreisbahn
Laufweg zu linkem Ohr
Laufweg zum rechten Ohr
Bonus für Schnelle
Dieses Bonusfenster wird durch die Eingabe eines Codes freigeschaltet.
Tipp: Quelle im Simulationsfeld direkt auf dem Kreis verschieben.
Vergleich: Laufzeitdifferenz und Pegeldifferenz
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Simulation Schall und Hörvorgang
Jahrgangsstufe: 8
Diese Simulation veranschaulicht, wie Schallwellen entstehen, sich ausbreiten und im menschlichen Ohr verarbeitet werden. Verändere Frequenz und Amplitude und verfolge den Weg des Schalls vom Außenohr durch Mittelohr und Innenohr bis zur Hörschnecke.
Bildquellen
Wenn nicht anders angegeben, sind alle Abbildungen mittels KI erstellt worden.
Außen-, Innen- und Mittelohr:
OpenStax: The Structures of the Ear. Wikimedia Commons, CC BY 4.0, bearbeitet.
Aktivierung Hörsinneszellen:
OpenStax: Cochlea. Wikimedia Commons, CC BY 4.0, bearbeitet.
Urheberrecht und Nutzung:
Die auf EduBioSim bereitgestellten selbst erstellten Simulationen, Texte, Layouts, Animationen und Codebestandteile sind urheberrechtlich geschützt. Eine Nutzung im schulischen Unterricht ist gestattet. Eine kommerzielle Nutzung, Weiterverbreitung, Bearbeitung, erneute Veröffentlichung, Einbindung auf anderen Websites oder Bereitstellung auf fremden Plattformen ist ohne ausdrückliche Genehmigung nicht erlaubt.
Ausgenommen hiervon sind Abbildungen und Materialien, die unter CC BY oder CC BY-SA stehen. Für diese gelten die jeweils angegebenen Lizenzbedingungen und Quellenhinweise.