Natürliche Lokalisation

Das Fahrrad von links, die Kirchenglocken von rechts. Dass wir im Alltag die Richtung eines Geräusches erkennen halten wir für selbstverständlich, aber was genau steckt hinter dieser Fähigkeit?

Um eine Signalquelle im natürlichen Umfeld zu lokalisieren, greift unser Gehör primär auf die Laufzeitunterschiede (interaurale Zeitdifferenz) zwischen unseren Ohren zurück. Ein Signal von links, trifft zu erst am linken Ohr auf, jagt mit 343 Metern pro Sekunde die 21 cm zum rechten Ohr und wird hier, 0.6 ms später, ebenfalls registriert. Diese kurze Zeitspanne reicht dem Gehirn, um die Richtung des Signals zu bestimmen. Für Signale die nur leicht versetzt von der Mitte kommen sogar deutlich weniger.

Laufzeit Lokalisation Kopf Wahrnehmung
Wenn das linke Ohr die erste Wellenfront bereits bemerkt, hört das andere Ohr diese 0.6 ms später
Laufzeit Lokalisation Kopf Wahrnehmung Mitte Versetzt
Schall von der Mitte erreicht zeitgleich beide Ohren. Seitlich versetzt erreicht die erste Wellenfront ein Ohr früher als das Andere

Lautstärkedifferenzen

Alternativ erfolgt die Lokalisation über Lautstärkedifferenzen (Interaurale Pegeldifferenzen), doch erzeugen natürliche Schallquellen in der Regel zu geringe Unterschiede. Ein Signal mit 100 dB aus 4 Meter Entfernung unterscheidet sich zwischen den Ohren gerade einmal um 0.42 dB, wobei hier die frequenz(un)empfindlichkeit unseres Gehörs eine zusätzliche Rolle spielt.

Keine Chance

Auch beim Tauchen unter Wasser versagt die Lokalisation. Schall ist in diesem Medium um das vierfache schneller (1480 m/s) und die Laufzeitunterschiede damit zu kurz für eine Auswertung. Gefühlt kommt das Signal von allen Seiten gleichzeitig und wir schauen uns orientierungslos um.

Ebenso ungeeignet sind spezielle Frequenzbereiche. Subwoofer können praktisch überall stehen, ohne dass sie ihre exakte Position preisgeben. Je tiefer die Frequenz, desto auffälliger ist dieser Effekt. Ebenfalls ungeeignet ist laut einer Diplomarbeit der Bereich um 2.000 kHz.