11MESehenHören

SEKUNDARSTUFEN

11SehenHören

Mensch Sinne: Sehen und Hören

Hier sind die wichtigsten Schulversuche zu den beiden wichtigsten Sinnen des Menschen zusammengefasst, die über die Umgebung informieren.

Sehen AugeAußen AugeInneres Farbensehen Linsen, Scharf sehen Akodmodation Brilleneffekt Augenaufbau Test

Hören Schallwellen Gehör Stress Lärm Modelle

vgl auch Grundschule Mensch

Mensch Sehen

Sehen Sachliche Grundlagen Sehen ist unsere wichtigste Möglichkeit, uns mit der Umgebung auseinanderzusetzen. Ganz im Gegensatz zu Hunden, die in einer „Geruchswelt“ leben, lebt der Mensch in einer „Welt des Sehens“. Verbunden mit dem Gesichtssinn sind die Orientierung im Raum, die Erkennung der Mimik zum gegenseitigen Verständnis und der Grundlage des sozialen Umgangs. Die Reize: Von der auf die Erde auftreffenden Strahlung kann unser Auge nur einen Teil aufnehmen. Dieser erscheint uns als “Licht”, je nach Wellenlänge als unterschiedliche Farbe. Lichtempfindung als Farben im Rahmen der gesamten Energieeinstahlung auf die Erde Die Wärmestrahlung kann zum Teil noch als “Wärmegefühl” von der Haut wahrgenommen werden. Die gefährliche UV – Strahlung, die den Sonnenbrand verursacht, nimmt das Auge nicht wahr. Die Strahlung, die wir wahrnehmen können, reicht von 400 µm bis rund 750 µm (gesprochen “mü”meter). Das Organ: Ein Übersichtbild zeigt, wie kompliziert sich der Aufbau gestaltet, um alle Erfordernisse des Sehens zu bewältigen. Einige Eigenschaften können durch Versuche aufgedeckt und nachgewiesen werden. Schema zum Aufbau des menschlichen Auges .

Bei Versuchen Schutzbrille tragen!

Auswaschen:

Erstbehandlung durch Auswaschen des Auges mit fließendem kaltem Wasser.

Dafür gibt es besondere Geräte, die in jeder Schule und in jedem Labor als Erste-Hilfe-Ausrüstung dienen.

Versuch 1

Übersicht über den Bau des menschlichen Auges.

Ein Übersichtbild zeigt, wie kompliziert sich der Aufbau gestaltet, um alle Erfordernisse des Sehens zu bewältigen. das Auge ist ein komplexes Organ, das aus vielen Geweben besteht.

Aufgabe: Fertigen Sie eine Zeichnung des Auges an und stellen Sie die Lichtstrahlen dar!

Erläutern Sie Das Reiz-Reaktionsschema am Beispiel des Auges mit Hilfe einer konkreten Handlung

Reize Erregungsleitung Zentralnervensystem ZNS Bewusste Wahrnehmung efferente Nervenbahnen konkrete Reaktion mit einer Handlung

Info:Ein von der Außenwelt (oder einem Körperorgan) gesetzter Reiz wird in einem spezielle Sinnesapparat in Erregungen umgesetzt, diese werden an das Zentralnervensystem geleitet, dort verarbeitet. Dann erfolgt ein Befehl, wieder durch Nervenleitungen oder durch Hormon an die Organe oder Muskeln. Das Verhalten von Organen wird teilweise nach außen sichtbar und die Ergebnisse werden als Reaktionen bezeichnet.

Versuch 2

Selbst- und Fremdbeobachtungen am Auge

Beobachtung 1:

Die Versuchsperson legt den Hinterkopf auf den Tisch. Sie spreizt mit den eigenen Fingern die Augenlider. Der Beobachter betrachtet das Auge von der Schläfe her und von oben über die Stirn.

Ergebnis: das Auge erscheint rund, etwa in der Größe eines Tennisballs.

(Die Wölbung des Auges in Höhe der Iris kann erst durch eine Präparation erklärt werden).

Beobachtung 2: Drehbarkeit des Augapfels: Die Versuchsperson spreizt mit den Fingern die Lieder. Sie verdreht möglichst weit das Auge nach rechts und links. Der Versuchsleiter misst mit einem Lineal den Abstand zwischen dem Ende des Auges und der Regenbogenhaut (gefärbter Teil des Auges). Die Messwerte schwanken zwischen 1,5 cm und 2 cm.

Beobachtung 3: Drehbarkeit des Augapfels: Die Versuchsperson blickt nach oben und unten. Der Versuchsleiter misst wieder den Abstand. Die Versuchsperson blickt nach unten. Die Messergebnisse zeigen, dass das menschliche Auge weiter nach rechts oder links schauen kann als von oben nach unten. Wie ist der Augapfel wahrscheinlich geformt? Eine Erklärung wäre, dass die Muskeln für das Rechts-Links-Sehen stärker ausgeprägt sind als die Muskeln für das Oben-Unten-Sehen.

Beobachtung 4: Krümmung des Augapfels und der Hornhaut: Der Beobachter bestimmt die Krümmung der weißen Augenhaut und der Hornhaut, die als Erhebung hervorsteht. Er fertigt eine Zeichnung an.

Beobachtung 5: Wimpern: der Beobachter klopft vorsichtig auf die Wimpern der Versuchsperson. Die Wimpern schließen sich sehr schnell und schützen damit den empfindlichen Außenbereich des Auges

Beobachtung 6: Augenbrauen: Der Beobachter presst eine nasses Tuch auf die Stirn der Versuchsperson: Beobachtung: die Wassertropfen werden um das Auge herum geleitet. Regen und Schweiß gelangen so nicht auf die Lider.

Beobachtung 7: Weinen: Mit einer Frisch durchgeschnittenen Zwiebel wird das Auge zum Weinen gebracht. Die Reaktion tritt bei manchen Versuchspersonen schon im Abstand von 30 cm ein. Das Tränenwasser füllt den Raum zwischen Lid und Auge und läuft schließlich über den Rand hinaus. Biologischer Sinn der Tränenflüssigkeit ist, das Auge vor Chemikalien zu schützen.

Beobachtung 8: Augenkopplung: Der Beobachter deckt ein Auge ab und bewegt einen Gegenstand hin und her. Die Versuchsperson folgt auch mit dem abgedeckten Auge den Gegenstand. – Dieser Versuch weist darauf hin, dass eine nervöse Steuerung der Augen besteht. (Diese wird im Schlaf aufgehoben.)

Versuch 3

Veränderung der Pupillengröße

Material: Pappe mit ausgeschnittenen Löchern von 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 9mm und 10mm nebeneinander liegend.

Abbildung des äußeren Teils des Auges

Aufgabe 1:

Die Versuchsperson sieht durch das helle Fenster nach außen. Dann deckt sie mit den Händen beide Augen für 1 Minute ab. Sie entfernt eine Hand schlagartig und gibt ein Auge frei.

Der Beobachter misst die Pupillengröße sofort am nun freien Auge mit der Messleiste, dann bei beiden Augen durch Vergleich der Pupillengröße mit den Öffnungen in der Messlatte.

Aufgabe 2:

Die Versuchsperson deckt nur ein Auge ab und blickt in helles Licht. Der Beobachter

Misst den Pupillendurchmesser mit der Messleiste alle 30 sec bei beiden Augen:

Protokoll:

Was ist zu beobachten? Wie kann man das Ergebnis deuten?

Was muss bei den Muskeln, die den Pupillendurchmesser einstellen, passiert sein?

Versuch 4

Bestimmung des „Nahpunkts"

1 Bestimmung des Nahpunkts:

Die Versuchsperson führt einen Text son ahe vor das Auge, dass ein Buchstabe noch scharf gesehen wird. Wird der Text näher herangeführt, wird der Buchstabe unscharf.

Info: Die Linse hat nur eine begrenzte Akkomodationsfähigkeit. Der Nahpunkt liegt normalerweise bei 12.5 cm.
Die Versuchsperson versucht nun, durch ein kleines Loch in einem Papier den Buchstaben zu lesen.
Wenn das Licht ausreicht, wird der Buchstabe auch in größerer Nähe gesehen.

Erklärung?

Bereich des

äußeren Auges

2 Abstand zwischen Sehzellen

Die Versuchsperson schaut auf eine Karte mit grauen Streifen im Abstand von 1mm (mm-Papier). Sie geht von der Karte fort, bis nur noch grau zu sehen ist (bei ca. 3,6m).

Rechnung:

Es gilt: Streifenbreite 1mm, Abstand 3600 mm;

Tan Alpha = 1 / 3600 tan alpha = 0,016 Grad

Daraus errechnet sich der Abstand zwischen den Sehzellen: _______________

Versuch 5

Haben wir verschiedene Lichtsinneszellen??

Material: schwarzes Tuch, weiße Papierschnitzel

Durchführung: Auf einem schwarzen Tuch werden helle Papierschnitzel verteilt. Die Versuchsperson fixiert einen Schnitzel. – der fixierte Schnipsel verschwindet, die umliegenden Papierschnitzel bleiben sichtbar.

Erklärungsversuch: Das Licht vom fixierten Papierschnitzel fällt auf den „gelben Fleck“, der Bereich des schärfsten Sehens. Dort müssen Zellen angeorndt sein, die Hell-Dunkel nicht unterscheiden können.

Da der Raum abgedunkelt ist, werden nur die Zellen aktiviert, die hell-dunkel unterscheiden können. Diese Zellen liegen eher in den Randzonen der Netzhaut.

Befund: Es muss besondere Lichtsinneszellen für die Reizerkennung von Licht geben.

Versuch 6

Präparation eines Schweineauges

Demonstrationsversuch

Material: Frisches Schweineauge vom Metzger oder vom Schlachthof

Schale mit hartem Wachs gefüllt (Präparationsschale), Skalpell, ein Stück Zeitung, Lupe, Lineal, Nadeln mit großem Kopf (Haushaltswaren), eine scharfe Schere, 1%ige Formalinlösung.

Das Schweneauge wird mit wenigen Tropfen Formalinlösung versetzt und im Kühlschrank aufbewahrt. Dadurch wird man zeitlich etwas unabhängiger.

Äußere Untersuchung:

Man misst die folgenden Größen aus: gesamtes Auge, Regenbogenhaut, Pupille

Hornhaut, Lage und Durchmesser des Sehnervs; Lage der Muskeln

Präparation:

1.    Aufschneiden des Auges: mit einem sehr scharfen Skalpell schneidet man senkrecht zur Sehachse bis in 0,5 cm Tiefe. Dann schneidet man mit einer Schere weiter, bis man das Auge aufklappen kann.
2.    Vergleich der einzelnen Bestandteile mit einer Abbildung.
3.    Zeichnung der Ziliarfasern.
4.    Überprüfung der Elastizität des “Glaskörpers”.
5.    Regenbogenhaut ist als ringförmiger Körper sichtbar.
6.    Die Aderhaut ist von Blutgefäßen durchzogen, die Lederhaut ist weiß.
7.    Die Netzhaut ist elastisch am “blinden Fleck” fixiert.
8.    Herausnehmen der Linse. Auf ein Stück Zeitung gelegt. Sie vergrößert die Buchstaben.

Aufgabe: Markieren Sie die Bestandteile des Schweineauges!

Versuch 7

In einem bestimmten Bereich in der Außenwelt können wir nichts sehen

Versuch:

Schneide die folgende Abbildung aus und führe sie nach an Auge. Dann immer weiter vom Auge fort.

Plötzlich sieht man den Hasen nicht mehr.

Erklärung: Das Bild des Hasen fällt auf die Stelle im Augenhintergrund, an der der Sehnerv aus dem Auge austritt und zum Gehirn führt.

Aufgabe: Stellen Sie fest, in welcher Richtung auf die Nase bezogen der „Blinde Fleck“ liegt!

Versuch 8

Organisation des Auges: blinder Fleck-- gelber Fleck

Versuch: Abstand des blinden Flecks vom Fleck des schärfsten Sehens (gelber Fleck).

(Die Bezeichnungen Fleck sollten ersetzt werden durch “Bereiche” von Lichtsinneszellen).

Material: 2 Pappkarten mit je einem gut sichtbaren Bild, Augenbinde

Versuchsdurchführung:

Die Versuchsperson sitzt auf einem Stuhl. Das linke Auge ist mit einer Augenbinde abgedeckt. Sie hält in je eine Hand eine Pappkarte.
Nun versucht sie, die Pappkarten soweit an das Auge zu führen, dass die in Nasennähe befindliche Pappkarte scharf gesehen wird und die andere Pappkarte “verschwindet”.
Der Beobachter misst den Abstand zwischen der gut sichtbaren Pappkarte und der Stirn.
Nun vergrößert die Versuchsperson den Abstand beider Pappkarten vom Auge. Sie muss dabei auch den Abstand zwischen den Pappkarten vergrößern, um in eine im Bereich des blinden Flecks zu halten. Der Beobachter misst jeweils die Abstände zwischen Stirn und Auge und die Abstände zwischen den Pappkarten.

z. B.: Auswertung:

Berechnung der Abstände nach dem Strahlensatz:

A= Abstand Stirn-Auge, B= Abstand zwischen den Karten, C= Durchmesser des Auges 2,4 cm),

D = Abstand blinder Fleck-gelber Fleck??

A/B = C/D CxB /A = D 2,4cm x 10cm / 32 cm D = 0,74cm

Ergebnis: Der blinde Fleck und der gelbe Fleck liegen etwa 7mm auf der Netzhaut auseinander.

Aufgabe: Überprüfen Sie die Messung und die Messergebnisse!

Wo liegen die beiden Bereiche im Auge?

Wo sind mögliche Fehlerquellen bei der Messung?

Versuch 9

Nachweis von verschiedenen Lichtsinneszellen

Hypothese: Wenn es nur vier verschiedene Zellen in der Netzhaut gibt, und diese für rot, gelb, blau und schwarz/weiß zuständig sind, sollte dies sich nachweisen lassen.

Material:

Helles Licht, Fixpunkt auf weißem Karton,

Halbkreis auf den Boden mit Kreide gezeichnet (oder auf Packpapier gemalt),

Halbkreis auf dem Boden mit

Kreide

5 Kartonstreifen, mit je rot, blau, gelb, grün, schwarz

(ca. Farbflächen 4x4 cm)

Durchführung:

1.    Die Versuchsperson steht oder sitzt gerade vor dem weißen Karton und fixiert den Fixierpunkt auf dem Karton genau. Der Halbkreis beginnt hinter ihrem Kopf.
2.    Der Versuchsleiter führt einen Farbkartonstreifen langsam entlang dem Halbkreis.
3.    Die Versuchsperson soll bei strengem Fixieren sagen, ab wann sie die Farbe sieht. Fehlerquelle: „Schielen“ nach der Seite!
4.    Der Versuchsleiter markiert den Punkt auf dem Halbkreis mit der Farbe, die er für den Versuch benutzt hat.

Diesen Versuch führt er mit allen Farben langsam durch und markiert jeweils, wo die Versuchsperson die Farbe zum ersten Mal sieht.

Vgl. auch:

Mitsch, E. (1972) Sinnesphysiologie, 16, Klett,

https://de.wikipedia.org/wiki/Farbwahrnehmung

https://www.spektrum.de/lexikon/neurowissenschaft/farbensehen/3887

https://www.dasgehirn.info/wahrnehmen/sehen/alles-so-schoen-bunt-hier-das-farbsehen

Ergebnis und Interpretation:

Versuch 10

Farben Sehen

Welche Zahlen sind zu lesen?

Rot-Grün Schwäche

Mit freundlicher Genehmigung aus:

Kurz; H. (1981): Die Welt der Sinne, Anatomisches Museum der Universität Basel

Frage: Können Personen mit Sehschwäche für Farben trotzdem Auto fahren, da Rot: Halten und Grün Fahrerlaubnis bedeutet?

Aufgabe: Informieren Sie sich über die Theorie des Farbensehens in Lehrbüchern und Internet.

https://www.gesundheit.de/krankheiten/augenkrankheiten/fehlsichtigkeit/

rot-gruen-schwaeche-test/bild-5

Versuch 11

Schatten im Auge

Versuchsdurchführung:

Die Versuchsperson sitzt in einem dunklen Raum. Sie fokussiert einen bestimmten Punkt, so, dass viel Augenweiß zu sehen ist.
Der Beobachter leuchtet mit einer kleinen Leed- Lampe mit engem Lichtstrahl von der Seite her auf das Augenweiß. –
Die Versuchsperson sieht netzartige graue Gebilde.

Aufgabe: Überprüfen Sie das Experiment!

Interpretation: Vermutung: Die netzartigen Gebilde sind Blutgefäße.

Erklärung: Wenn diese sichtbar sind, müssen Adern zwischen Netzhaut und Glaskörper liegen. Die Lichtstrahlen müssen die Adern passieren und ein Bild auf die Netzhaut werfen.

Da wir die Blutgefäße normalerweise nicht sehen, muss man annehmen, dass die Verrechnung der Sinneswahrnehmung im Gehirn diese Bilder ausklammert.

Frage: Warum kann man die Blutgefäße unter diesen Versuchsbedingungen trotzdem sehen?

Versuch 12

Problem: Scharf sehen von nahen und fernen Gegenständen?

Aufgabe 1: Überprüfung des Lichtstrahlengangs bei einer Lochkamera.

Theorie des

Strahlengangs

Einfache Lochkamera

Material: Schuhkarton oder Röhre aus Pappe nach Abbildung

Mehrere Pappscheiben mit unterschiedlich großen Löchern, Transparentpapier

Stelle eine stark beleuchtete Figur vor die Lochkamera und beobachte das Bild auf dem Transparentpapier. Wie verlaufen die Strahlen? Fertige eine Zeichnung an! Untersuche die Schärfe des Bildes in Abhängigkeit von der der Größe der Blende und dem Abstand der Figur.

Ergebnis:

Je ………… die Blende, um so ………….. das Bild.

Je größer die Entfernung der Figur, um so ……………. das Bild.

Aufgabe 2:

Mit Hilfe einer optischen Bank kann man die einzelnen Bestandteile derart verschieben, dass ein scharfes Bild auf der Mattscheibe entsteht.

sogenannte Optische Bank

Aufgabe: Zeichne den Strahlengang bei verschieden großen Blendenöffnungen und bei verschiedenen Abständen zwischen Linse und Blende!

Vergleich: Vergleich mit einer Augenabbildung aus einem Lehrbuch!

Mattscheibe = ______________

Blende = ______________

Linse = _____________

Fragen: Welche Vorteile hat ein “Linsenauge” der optischen Bank gegenüber einer Lochkamera?

Wo liegt der Vorteil des menschlichen Auges gegenüber dem Modell der optischen Bank?

Wie nennt man diese Fähigkeiten des menschlichen Auges?

Versuch 13

Brilleneffekt

Info: Sehschäden sind sehr verbreitet.

Kurzsichtigkeit entsteht, wenn die Linse sich nicht mehr so verändern kann, dass das Bild vor der Netzhaut entsteht. Man kann nicht mehr scharf sehen. Durch eine Zerstreuungslinse in der Brille kann man den Strahlengang gleichsam “spreizen”, so dass das Bild wieder auf der Netzhaut entsteht.

Von Weitsichtigkeit spricht man, wenn das Bild hinter der Netzhaut entsteht. Man kann hier mit einer Sammellinse in der Brille eine Scharfsichtigkeit wieder erreichen.

vgl. auch Speckmann/Vietkowski: Handbuch der Anatomie, hf.Ullmann 2014

Die Fehlsichtigkeit muss aber nicht durch die Linsenkrümmung oder deren Verfestigung (Altersweitsichtigkeit) entstehen. Auch Änderungen im Augapfel oder auch Unregelmäßigkeiten bedingen oft die Fehlsichtigkeit (Astigmatismus).

Die heutige ausgefeilte Schleiftechnik für Brillengläser kann viele dieser Schädigungen ausgleichen.

Schema zur Linsenwirkung bei Brillen

Aufgabe: Stellen Sie an Hand einer Brillenuntersuchung fest, ob diese Brille eine Weitsichtigkeit oder eine Nahsichtigkeit ausgleichen soll!

Test

Bau des Auges und die Funktionen der Bestandteile

Aufgabe 1: Beschrifte die Organteile und erkläre die Funktionen mit Hilfe eines Lehrbuchs!

Aufgabe 2: Welche Funktionen haben die Bestandteile?

Mensch: Hören

Hören

Musik wird oft nicht schön gefunden,

da sie stehts mit Lärm verbunden.

Wilhelm Busch

Hören Grundlagen: Hör-sinn, Gleichgewichts-sinn, Beschleunigungs-sinn sind im “Ohr” zusammengefasst. Keiner dieser Sinne kann „abgeschaltet” (z.B. wie das Auge verschlossen) werden. Der Verlust des Gehörs stellt eine schwerwiegende soziale Einschränkung dar. Der Verlust des Gleichgewichts-sinns bewirkt eine schwerwiegende Änderung des Gehvermögens. Der Gleichgewichtssinn im Innenohr dient dazu, die Lage des Kopfes und über die Körperwahrnehmung mit Hilfe der Muskelspindeln über die Lage des Körpers zu informieren. Er meldet zurück, ob man aufrecht geht, gerade fällt, steht oder liegt. Der Beschleunigungssinn im Innenohr dient dazu, Bewegungen des Körpers im Raum zu melden. In Verbindung mit Sehen bewirkt er die Beurteilung von Bewegung anderer Gegenstände oder Personen. Diese Sinne können im Rahmen von Bewegung und Steuerung experimentell bearbeitet werden. Der Hörsinn ist der „Fernsinn” für die Wahrnehmung von Geräuschen.Er orientiert über die Umgebung bei Tag und Nacht. Er hat Alarmfunktion und löst unmittelbar Stress (Erhöhung des Blutdrucks und der Kampfbereitschaft) aus. Er ist zudem für die gegenseitige Kommunikation unerlässlich. Heute stellt Lärm eine wesentliche Umweltbelastung dar, die zu Stress und Krankheiten führt. Die Empfindlichkeit des Hörens ist ungeheuer groß: Wir hören Schall bis zum 1000.000.000.000fachen der Hörschwelle (etwa ab 30dB(A) leises Blätterrauschen) bis zum maximalen Lärm bei ca. 100 dB(A), bei dem die Hörsinneszellen irreparabel geschädigt werden. Besonders schädlich ist, dass eine Schmerzempfindung erst bei 110dB(A) einsetzt. Übermäßiger Lärm (ab 80 dB(A) schadet den Hörsinneszellen und führt zu Gehörlosigkeit mit allen Folgen für den Arbeitsplatz und das private Umfeld mit nachfolgender sozialer Vereinsamung. Als Lärm werden Schallwellen aller Art (z.B. Musik) definiert, die als unangehnem empfunden werden. Die Organstruktur Ohr erscheint recht kompliziert. Man unterscheidet: AußenOhr mit Ohrmuschel und Gehörgang bis zum Trommelfell MittelOhr mit Gehörknöchelchen, Verbindung zum Mundraum InnenOhr mit Lagesinn, Beschleunigungssinn und Hörsinneszellen im Schneckengang Didaktische Begründung: Wegen der elementaren Wichtigkeit für die eigene Person und das Verhalten (z.B. beim Straßenverkehr oder in Diskos) scheint es erforderlich, auch durch Versuche ein Verständnis für die Arbeitsweise des Hörorgans und dessen mögliche Schädigung zu vermitteln. Literatur: Mitsch, E (1972) Sinnesphysiologie Mensch Klett, Speckmann/Wittkowski/Enke (2015): Handbuch der Anatomie des Menschen, Verlag hf. Ullmann 122ff; https://de.wikipedia.org/wiki/Auditive_Wahrnehmung https://de.neuroth.com/hoeren-hoerverlust/so-funktioniert-hoeren/

Bau des Ohres in der Übersicht

Außenohr mit Ohrmuschel und Gehörgang

Mittelohr mit Paukenhöhle

Innenohr mit Schneckengang und Gehörzellen
und Beschleunigungssinn und Lagesinn

Versuch 1

Wie kommt der Schall ans Ohr??

1: Schallwellen

Nachweis von Schallwellen in der Luft

Stellen Sie den Versuchsaufbau vor das Radio oder einen Tongenerator. Beobachten Sie die Bewegungen der Flamme. Stellen Sie eine Reihenfolge der Bewegungen nach der Tonhöhe und nach der Tonstärke auf!

Schlussfolgerungen:

2: Ohne den Überträger Luft kann man nicht hören.

Material: Exsikkator, Wasserstrahlpumpe, Glasröhrchen, Gummischlauch, Wecker

Durchführung: Man stellt sich eine Apparatur nachfolgender Abbildung her: Mit der Wasserstrahlpumpe kann man den Exsiccator (starkwandiges Glasgefäß mit Deckel) nahzu luftleer pumpen.

Versuchsaufbau zum Nachweis der Bedeutung von Luft

Aufgabe: Bestimmen Sie die Schallstärke des Weckers an der Außenluft, im Exsikkator mit Luft und im Exsikkator ohne Luft!

Andere Überträger im technischen Bereich?

Wie geschieht die Übertragung von Schallwellen vom I Phone auf das Gehör?

Wie hören Astronauten?

Weg der Schallwellen im Ohr bis zu den Sinneszellen:

Informieren Sie sich aus dem Internet

Versuch 2

Wie empfindlich sind meine Ohren?

1: Empfindlichkeitstest

Material: Tuch zum Verbinden der Augen, Bandmaß, Wecker

Versuch: Die Versuchsperson steht mit verbundenen Augen vor dem Beobachter und halt sich ein Ohr zu. Der Beobachter steht in etwa 8m Entfernung und flüstere, so leise er kann, Zahlen wie 2, 3, 6 oder 7 und tiefklingende wie 8, 9, 12 oder 18. Die Versuchsperson nennt die Zahlen, die sie verstanden hat. Sobald die Versuchsperson einige Zahlen nicht mehr versteht, wird der Abstand verringert.

Es sollen mehrere Personen überprüft werden.

Versuch 3

Höre ich nicht mehr alles?

Versuch:

Der Versuchsleiter sitzt am Tisch und hält den Nagel in 30cm Höhe.
Die Versuchspersonen stehen mit dem Rücken zum Tisch.
Sie entfernt sich schrittweise vom Tisch. Bei jedem neuen Abstand lässt der Versuchsleiter den Nagel auf den Tisch fallen.
Die Versuchsperson gibt durch Heben des Arms an, ob sie den Aufschlag des Nagels noch hört.
Der Versuchsleiter protokolliert.

Material: 1 Nagel, 1 Tisch, Testperson

Info: Man kann mit diesem vergleichsweise einfachen Test Gehörschäden feststellen. Die genauere Untersuchung muss der Arzt machen.

Versuchspersonen, die oft in Diskos gehen oder an stark befahrenden Straßen leben, haben oft schon Hörschäden, die nicht mehr zu beheben sind.

Versuch 4

Wie gut kann ich die Herkunft des Schalls feststellen?

1 Effekt der Ohrmuschel

Die Versuchsperson hört ein etwa 4 m entferntes ständiges Geräusch. Die Versuchsperson verändert selbst die Lage und den Zustand der Ohrmuschel:

1.    Hören mit zugewendeter Ohrmuschel;
2.    Hören mit vollständig abgewandter Ohrmuschel (die nächstliegende Ohrmuschel wird abgedeckt).
3.    Mit zugewandtem Kopf verdrehen der zugewandten Ohrmuschel, sodass sie rechtwinklig vom Kopf absteht.
4.    Mit zugewandtem Kopf Andrücken der Ohrmuschel an den Kopf.
5.    Mit zugewandtem Kopf vergrößern der Ohrmuschel durch dahinter gehaltene Hände.

Wann ist das Geräusch am besten zu hören?

Ergebnis:

2 Richtungshören

Die Versuchsperson versucht die Schallquelle anzugeben, indem sie mit dem Arm die Richtung des Schalls angibt. Sie sitzt mit verbundenen Augen auf einem Stuhl, während der Beobachter herumgeht und aus verschiedenen Richtungen und Abständen zwei Löffel aneinanderschlägt.

Beobachtung

3 Einfluss des Mittelohrs

Die Versuchsperson halt sich bei geschlossenem Mund die Nase zu. Sie presst die Ausatemluft in die zugehaltene Nase.

Wahrnehmung:

Versuch 5

Richtungshören genaue Messung

1 Richtungshören

Material: Stimmgabel, Dose, Bandmaß

Versuchsablauf: Die Versuchsperson sitzt auf einem Stuhl und wendet der Lautquelle den Rücken zu. Der Beobachter geht an einem mit Kreide gezeichneten Halbkreis entlang und schlägt aus verschiedenen Richtungen auf die Dose. Die Versuchsperson soll angeben, aus welcher Richtung der Ton kommt.

Protokoll: Anfertigen einer Skizze, auf der angegeben ist, aus welcher Richtung der Ton gekommen ist und ob die Versuchsperson die Richtung korrekt angeben konnte.

2. Genauigkeit des Richtungshörens

Material: Schlauch von etwa 0,7cm Durchmesser, 2m lang, mit einer Markierung bei 1 m (genau in der Hälfte), Bleistift

Versuchsdurchführung:

Eine Versuchsperson sitzt auf einem Stuhl und stopft die beiden Enden des Schlauchs in je ein Ohr. Sie sollte nun nichts mehr hören. Der Versuchsleiter klopft nun auf der Markierung mit dem Bleistift.

Die Versuchsperson soll angeben, aus welcher Richtung der Ton kommt. Dann klopft der Versuchsleiter 1cm entfernt von der Markierung (rechts und links) auf den Schlauch, dann 2cm, 1 cm, o,5 cm entfernt von der Markierung. Die Versuchsperson gibt an, aus welcher Richtung der Ton kommt.

Kopf, Gummischlauch und Holzstab

Versuchsergebnis:

Aufgabe: Welchen Zeitunterschied kann das Gehirn noch wahrnehmen auf dem Grunde der Versuchsergebnisse?? Der Schall breitet sich in Luft etwa mit 340m pro Sekunde aus. Es gilt: Geschwindigkeit (v) = Weg (s) / Zeit (t).
Rechnung:

Versuch 6

Wahrnehmung von Tonhöhen

Material: Tonfrequenzgenerator, Lautsprecher, Zollstock.

Versuchsdurchführung:

Die Versuchsperson sitzt mit einem Ohr 50cm vom Lautsprecher entfernt. Nun wird im Generator des tiefsten Tons (rund 30 Hz) und die Tonstärke auf eine mittlere Stärke eingestellt. Die Versuchsperson gibt an, ob sie den Ton hört. Dann wird die Frequenz in Abständen bis auf 20.000 Hz erhöht, die Tonstärke wird nicht mehr verändert. Die Versuchsperson gibt jeweils an, ob sie den Ton noch hört.

Übertragen Sie die Daten aller Versuchspersonen (jede in einer anderen Farbe) auf die folgende Grafik:

Legende: _______________________

Interpretation:

Versuch 7

Wie stark belastet Lärm?

Material: Radio, Gerät mit Kopfhörer, Zollstock, Lärmmessgerät.

Die Versuchsperson setzt sich einem Lärm aus, den sie noch als angenehm empfindet. Der Versuchsleiter misst in Höhe des Ohrs den Lärm, dann unmittelbar an der Schallquelle. Er trägt die gemessenen Werte punktförmig in die Grafik ein:

Versuche:

2: Messung des auftretenden Lärms an einem Kopfhörer und Vergleich mit der Tabelle.

3: Messung des Autolärms unter verschiedenen Bedingungen.

Aufgaben:

Informieren Sie sich über Lärm und Lärmbelastung im Internet und bei der Bundesregierung über Diskolärm und andere Lärmquellen.

Info: z. B.: Babusch, W. u. H. Ising: (1989): Zum Einfluss von Musik in Diskotheken auf die Hörfähigkeit, Soz. Präventivmedizin, 34 239-242

Besorge Dir ein Lärmmessgerät aus der Physiksammlung und teste:

Lärm in der Klasse (Pause), Lärm während des Unterrichts, Lärm auf dem Schulhof, Lärm auf der Straße und füge die Werte in die Lärmtabelle ein.

Messgerät

Versuch 8

Modelle zum Hörvorgang

Gehörknöchelchen:

Material: Trichter Durchmesser 16cm (Haushaltswaren), Durchmesser 4cm, Halterung mit Klemme, Gummi aus Luftballon, Tesaband, Plastikrohr und Styroporplatte (Bauhaus).

Aufbau: Trichter, Plexiglasrohr mit dem überzogenen Gummi (Luftballon) muss so straff wie möglich eingerichtet werden. Die Gehöhrknöchelchen sollten aus Styropor mit dem Messer ausgeschnitten werden und möglichst leicht sein. Bei entsprechender Lautstärke wippen sie hin und her.

(nach Wendel 2002: Biologische Grundversuche, 118)

Ovales und rundes Fenster:

Material: dickes Plastikrohr, Gummistück aus einem Luftballon, Gummibefestigungsringe, Arzneispritze mit Nadel, Wasser

Man stellt sich eine Apparatur nach folgendem Muster her. Wichtig ist der absolut dichte Abschluss und die Entfernung kleinster Luftblasen. Dies gelingt mit Hilfe einer Spritze, mit der man die Luftblasen aus dem Plastikrohr aussaugen kann.

Man klopft mit dem Finger auf den Gummiabschluss der einen Seite und beobachtet, dass sich die Gegenseite bewegt.

Schneckengang:

Material: Reagenzglas, Klarsichtfolie (Bastelgeschäft), Schreiber, UHU-Hart Kleber

Durchführung: Man erwärmt die Klarsichtfolie etwas und schneidet und biegt sie so zu, dass ein gebogener Streifen längs in das Reagenzglas passt.

A Schneckengang B Deckmambran C Reisnersche Membran D Basillarmembran mit Hörsinneszellen (rot)

E äußere Röhre des Schneckengangs

Aufgabe: Bei allen Modellen sollte ein Vergleich zwischen den Einzelteilen und den wirklichen Verhältnissen hergestellt werden.

Schemazeichnung B - D

A Schneckengang B Deckmambran C Reisnersche Membran

D Basillarmembran mit Hörsinneszellen (rot)

E äußere Röhre des Schneckengangs