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Jeder Mensch, der über ein funktionierendes Gehör und eine gesunde Psyche verfügt, kennt das in mehr oder weniger intensivem Ausmaß:

Musik versetzt uns in romantische, beruhigende oder aggressive Stimmung. Musik rührt uns in gewissen Momenten zu Tränen oder lässt uns tanzen und singen.
Musik hilft, die Seele baumeln zu lassen und die Gefühle auszubalancieren, regt an und intensiviert Gemütsverfassungen. Musik führ uns zum Träumen, zu Melancholie oder Euphorie.

Warum genau kann Musik uns derartig beeinflussen? Welche Fakten aus der Wissenschaft, belegt durch Versuche und Messungen, beschreiben die Wirkung von Musik auf den menschlichen Körper?

Gefühle, besser gesagt Emotionen, das weiß man heute, stammen aus der “Seelenmaschine” Gehirn. Es handelt sich hierbei um körperlich-seelische Reaktionen auf Reize aus der Umwelt , die aufgenommen und verarbeitet werden. Nach heutigem Wissensstand geschieht dies überwiegend im limbischen System, dem Teil unseres Gehirns, das evolutionsgeschichtlich vor dem Großhirn entstand.

Beim Hören von Musik gelangen die Klangsignale aus dem Ohr ins cortische Organ, wo feine Haarzellen die Schallwellen in elektrische Impulse umwandeln. Diese werden sowohl ins Kleinhirn, das Körperbewegungen und Gleichgewichtssinn steuert, zum limbischen System als auch ins Großhirn, das für die höheren Funktionen des Bewusstseins zuständig ist, geleitet.

Generell kann man zwischen beruhigender und anregender Musik unterscheiden.
Entspannende Wirkung setzt ein bei Musikstücken mit unter 72 Schlägen pro Minute, besonders bei Moll-Tonarten, Legato und die stark harmonischen Charakter besitzen.
Sie bewirken Verlangsamung der Körperrhythmen, also Abfall des Blutdrucks, der Atemfrequenz und des Herzschlags. Sie führen zu verengten Pupillen und geringerem Hautwiderstand.
Stimulierende Folgen wurden bei Musik mit über 72 Schlägen pro Minute, vornehmlich bei Dur-Tonarten, mit starker Akzentuierung beobachtet. Es kam zu einer Steigerung der Körperrhythmen, rhythmischen Muskelkontraktionen oder Rauschzuständen.

Die heutige moderne Medizin nutzt Musik in der Schmerztherapie, Geburtshilfe und Neugeborenenbetreuung. Sie findet Anwendung zur Beschleunigung postoperativer Heilungsprozesse, zur Behandlung von Depressionen, Asthma, Drogen- und Alkoholvergiftung.
Wirkungsvoll erwies sich der Einsatz von Musik zur Angstminderung, bei der Arbeit mit geistig Behinderten, Lernbehinderten, Komapatienten sowie bei psychologisch-psychiatrischen Problemfällen.

Bereits das ungeborene Kind hört ab dem 22. Tag im Mutterleib eine Symphonie aus Herzschlag, Atem, Stimme der Mutter und dem entfernten Klang der sie umgebenden Welt.

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Der Begriff Schall umschreibt allgemeine ein Geräusch, einen Klang oder Ton, welches von einem Gehörsystem, sei es menschlicher oder tierischer Natur, aufgenommen wird. Physikalisch stellt Schall eine Druck- und damit Dichteschwankung in einem kompressiblem Medium dar. Die Ausbereitung im Medium, welches sowohl fester, flüssiger, als auch gasförmiger Natur sein kann, erfolgt in Form einer mechanischen Welle.

Da im Vakuum dieses Medium fehlt, gibt es auch keinen Schall im Vakuum. In der Luft beträgt die Schallgeschwindigkeit 343 Meter in der Sekunde beziehungsweise 1235 Kilometer in der Stunde. Das ist auch die Geschwindigkeit, welche ein Flugzeug, oder ein anderes Flugobjekt, überwinden muss, um Überschall zu erreichen. Aus Anschauungsgründen und um zum Ausdruck zu bringen, dass es sich dabei um eine Grenze handelt, wird diese Geschwindigkeit auch Schallmauer genannt. Per Definition wird die Schallgeschwindigkeit mit der sogenannten dimensionslosen Machzahl gleichgesetzt. Ein Mach entspricht damit einfacher Schallgeschwindigkeit. Überschall ist bei Geschwindigkeiten größer einem Mach erreicht.

Bei Annäherung eines Flugobjektes an die Schallgeschwindigkeit kommt es durch die Kompression der Luft zu einem sogenannten Verdichtungsstoß. Der Luftwiderstand steigt stark an aufgrund der sich bildenden Stoßwellen und nach überwinden der Schallmauer sinkt der Luftwiderstand wieder ab.

Die hörbare Auswirkung des Überschreitens der Schallgrenze ist der Überschallknall. Der sogenannte Mach‘sche Kegel beschreibt die Ausbreitung der Schallwellen, welche sich von einem Flugzeug aus ausbreiten. Dieser breitet sich kegelförmig hinter dem mit Überschall fliegenden Objekt aus und wird quasi nachgeschleppt. Wird ein Beobachter von dem Mach‘schen Kegel erreicht, nimmt dieser den Überschallknall war. Bei größeren Flugobjekten können mehrere Mach‘sche Kegel verzeichnet werden, aufgrund der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Stoßwellen. Die Lautstärke und Intensität des verursachten Knalles hängt damit im wesentlichen von Menge der verdrängten Luft ab, damit also von der Größe und Geschwindigkeit von diesem.

Ein Überschallknall im kleinen kann im Übrigen auch bei einer knallenden Peitsche beobachtet werden, was auch die erste, von Menschenhand geschaffene, Durchbrechung der Schallmauer darstellte.

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Wenn man etwas hört, meint man genauer genommen, dass man über seine Hörorgane Schallwellen empfangen hat. Egal wo ein Geräusch entsteht, ob bei der Artikulation oder, wenn etwas herunterfällt: Stets entstehen Schallwellen.

Empfangene Schallwellen wertet das Gehirn als Geräusche aus; man hört.

Um sich auszubreiten, brauchen Schallwellen ein Medium, dass sie Wallung bringen können. Für an Land lebende Lebewesen wie dem Menschen ist es die Luft. Möglich sind aber auch andere Medien. Beispielsweise kommunizieren Meeressäuger wie Wale, indem sie das umliegende Wasser zum Schwingen bringen.

Folglich sind Astronautengespräche, wie sie gerne in Sciencefiction-Filmen dargestellt werden, unmöglich. Denn im All herrscht ein Vakuum; es ist ein Ort voller nichts. Wo es nichts gibt, kann auch nichts in Wallung gebracht werden.

Schallwellen werden anhand ihrer Frequenz unterschieden. Eine Welle ist ein periodischer Vorgang, das heißt, sie ist ein sich immer wiederholender Vorgang.

Ihre Frequenz gibt an, wie oft sich der periodische Vorgang der Welle innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit wiederholt. Die Frequenz eines Sekundenzeigers ist 60 Mal pro Minute, denn innerhalb einer Minute wiederholt sich ihr Vorgang 60 Mal. Die Frequenz von Schallwellen wird in Hertz (Hz) angegeben.

Ihre Zeiteinheit ist die Sekunde, das heißt, es wird angegeben, wie oft sich der periodische Vorgang innerhalb einer Sekunde wiederholt.

Schallwellen unterhalb 16 Hz bezeichnet man als Infraschall. Sie ist für das menschliche Gehör nahezu unhörbar, weil ihre Frequenz zu gering ist. Versuchsreihen zeigten, dass viele Menschen verängstigt auf Infraschallwellen reagieren. Da sie von Menschen nicht bewusst wahrgenommen werden, vermitteln sie vielen das Gefühl, dass okkulte Vorgänge vor sich gingen.

Der für Menschen hörbare Schall, entsprechend auch Hörschall genannt, bewegt sich bei 16 Hz bis 20 kHz.

Allerdings darf die Druckwelle, also die Stärke der Welle, nicht über 120 dB steigen. Sie markiert die Schmerzgrenze des menschlichen Gehörs; je nach Überschreitung sind ernsthafte Schädigungen des Gehörs zu befürchten.

Beim Ultraschall, also Schallwellen zwischen 20 kHz und 1 GHz, handelt es sich um einen für Menschen nicht hörbaren Schall.

Anwendung findet der Ultraschall vor allem in der Medizin als bildgebende Untersuchungsmaßnahme. Dafür wird eine Sonde über das zu untersuchende Körperareal gestreift und Ultraschallwellen abgegeben. Diese Wellen durchdringen die Haut bis sie im Körper auf feste Materie stoßen und zurückreflektiert werden. Dieselbe Sonde fängt die Rückstrahlen auf und wertet sie als Bild aus.

So erhält der Arzt ein Schwarzweißbild ohne belastende Röntgenstrahlen, wie sie vor der Erfindung des sogenannten Sonografen notwendig war.

Schließlich gibt es noch Hyperschallwellen, die sämtliche Schallwellen oberhalb der 1 GHz-Zone umfasst. Aufgrund ihrer Irrelevanz für Mensch und Maschine ist wesentlich weniger erforscht als der Ultraschall und gilt auch im Übrigen als bedeutungslos.

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Wie der Mensch Töne wahrnimmt­

Die Wahrnehmung von Tönen kann auch als auditive Wahrnehmung bezeichnet werden, als Wahrnehmung von Schall durch Lebewesen. Unter Schall werden Schwingungen in einem elastischen Medium wie Gase, Wasser und Festkörper verstanden, die mit dem menschlichen Ohr hörbar sind. Früher hielt man Schlangen für taub, da sie auf Schwingungen in der Luft nicht reagiert haben, allerdings können sie dafür Vibrationen im Boden sehr sensibel wahrnehmen.

Wahrnehmung von Tönen kann in drei Ebenen aufgeteilt werden. Am Anfang steht die auditive Information im Ohr selbst, darauf folgt die sensorische Information, die Verarbeitung im Gehirn, zuletzt die manifeste Information, auch geistige Wahrnehmung oder Deutung.

Bei der auditiven Information von Tönen oder Schallwellen kann da­s menschliche Ohr zwischen zwei Qualitäten, der Lautstärke und der Tonhöhe, unterscheiden. Wobei die Lautstärke durch die Amplitude der Schwingungen bestimmt ist und die Tonhöhe durch die Frequenz. Junge Menschen können Tonhöhen von 20 und 20 000 Hertz wahrnehmen, je älter man wird, desto kleiner wird die Frequenzspanne (Hörtest von 1000 bis 20.000 Hertz zum Feststellen der eigenen oberen Frequenzgrenze). Die sekundären Sinneszellen (Rezeptoren) im Ohr sind die Haarzellen. Sie nehmen Informationen auf und leiten sie weiter. Da Haarzellen nur in wässrigem Milieu arbeiten können, Schwingungen aber meist durch die Luft übertragen werden, müssen die Schallwellen vorher auf eine Flüssigkeit übertragen werden. Dafür durchlaufen sie den äußeren Gehörgang und setzen das Trommelfell in Bewegung. Durch diese Bewegung entsteht eine Wanderwelle, die von den einzelnen Elementen im Mittelohr über den Steigbügel durch das ovale Fenster im Innenohr (das Innenohr ist bei einem erwachsenen Menschen etwa 1 cm x 0,4 cm groß) an die Haarzellen weitergegeben wird. Je nach Reizstärke der Haarzellen und dem Ort der stärksten Reizung rekonstruiert das Gehirn Laustärke und Tonhöhe der Schallwellen.

Werden die Schwingungen bei der sensorischen Information anschließend an das Gehirn weitergeleitet, durchlaufen sie zuallererst das Kurzzeitgedächtnis. Die Informationen, beispielsweise Töne, Wörter oder Zahlen, werden von dem Kurzzeitgedächtnis „sortiert“ und gegebenenfalls im Langzeitgedächtnis abgelegt. Das Gehirn verarbeitet die Informationen auf die von ihm erlernten Weise, dabei spielen nicht nur Erfahrungen, Emotionen und Lernprozesse eine große Rolle, sondern auch der kulturelle Hintergrund und körperliche Reaktionen.

Die manifeste Information oder die abschließende Deutung ist bei jedem Menschen individuell und kann bei gleichen Reizen unterschiedlich ausfallen, je nach Gemütszustand.

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Musik, d. h. die kontrollierte Erzeugung von Schall vermittels der menschlichen Stimme oder primitiver bis ausgefeilter Instrumente begleitet die Menschheit wohl seit Anbeginn ihrer Entstehung. Das älteste bekannte Musikinstrument ist eine Flöte, die aus der Speiche eines Gänsegeiers gefertigt wurde. Diese Flöte ist mehr als 35.000 Jahr alt und wurde im Jahr 2008 auf der Schwäbischen Alb entdeckt.

Archäologische Funde von Musikinstrumenten (beispielsweise aus Grabbeigaben), Reliefs auf Steintafeln oder Rollsiegeln ebenso wie schriftliche Zeugnisse belegen, dass Musik in vorschriftlichen Zeiten und frühen Hochkulturen ein fester Bestandteil des menschlichen Lebens war. Musik hatte – wie der Tanz – seinen hauptsächlichen Platz im kultisch-rituellen Bereich, wurde aber wohl auch im privaten Alltagsleben der Menschen ausgeführt. Eine der ältesten Textstellen des Alten Testaments, das sogenannte Mirjamlied aus dem 2. Buch Mose (Ex 15,21) legt die Verwendung von Musik auch im kriegerischen Kontext nahe.

Die Grundlagen der modernen Musiktheorie liegen in der griechischen Antike. Begriffe und Tonordnungskonzepte wie Harmonie, Tonleitern und Tonarten gehen auf antike Überlegungen zurück. Bekannt sind die griechischen Haupttonleitern (dorisch, phrygisch und lydisch), die mit den mittelalterlichen gleichnamigen Kirchentonarten (auch Modi genannt) allerdings nicht übereinstimmen. Für die Begriffsverwirrung ist der spätrömische Gelehrte Boethius verantwortlich, der die griechische Terminologie nicht eindeutig übersetzt und spätere Theoretiker so zum Irrtum verleitet hat.

Wie die griechische Musik ist auch die mittelalterliche Musik weiterhin mathematisch geprägt und gehört neben Arithmetik, Geometrie und Astronomie zum sogenannten Quadrivium der Sieben freien Künste.

Musik im modernen Sinne, als selbständige Kunstform und schöpferischer Akt eines Einzelnen bringt erst die Neuzeit, insbesondere die Epoche des Barock (etwa 1600-1750), in der die reine Instrumentalmusik zu einem ersten Höhepunkt geführt wird und die Oper als neue Kunstgattung entsteht.

Lange nur auf Bach und Händel reduziert, wird heute der ganze Reichtum der Barockmusik durch die Verwendung historischer Instrumente und Spieltechniken wiederentdeckt. Auf die Klassik (etwa 1730-1830) mit ihrem Dreigestirn Haydn, Mozart und Beethoven folgt die Epoche der Romantik (19. Jahrhundert), in der die klassischen Formen nach und nach aufgelöst werden, Klang und melodischer Einfall die Vorherrschaft gegenüber Form und Kontrapunktik einnehmen und die Harmonik kühner wird, bis sie schließlich in die Atonalität der Moderne mündet.