1.7 Schwingungen und Akustik
Obertöne und Musik bzw Akustik
Auch wenn eine Grundschwingung, die mit Obertönen vermischt wurde in der Physik nicht mehr als harmonische Schwingung bezeichnet wird (weil sie nicht sinusförmig ist), haben Obertöne viel mit Musik und sogar mit Harmonielehre zu tun.
- Die Lautstärke eines Tones ist an die Amplitude der Schwingung gekoppelt
- Die Höhe eines Tones ist durch die Frequenz festgelegt
- der Kammerton a, nachdem Orchester ihre Instrumente stimmen, hat eine Frequenz von 440 Hz
- Das menschliche Ohr kann Töne einer Frequenz von etwa 20 Hz bis 16 000 Hz hören
- Der Klang eines Tones wird durch die Kurvenform der Schwingung bestimmt, also letztlich von der Art und Weise, wie Obertöne zum Grundton dazugemischt werden.
Nicht harmonische Schwingungen
Eine periodische aber nicht mehr sinusförmige Schwingung, ist physikalisch gesehen keine harmonische Schwingung mehr. Aber jede beliebige periodische Schwingung lässt sich aber aus einer geeigneten Mischung von einem sinusförmigem Grundton und seinen sinusförmigen Obertönen erzeugen.
Es gibt Computerprogramme, die mit Hilfe einer sogenannten "FFT-Analyse" herausfinden, aus welchen Sinusschwingungen ein beliebiger Klang zusammengesetzt ist. Ein kostenloses opensource Programm, dass eine FFT-Analyse ermöglicht ist Friture (https://friture.org/).
Akustischer "Fingerabdruck"
Jedes Musikinstrument und auch die Stimme eines jeden Menschen hat einen ganz charakteristischen Klang. Dieser Klang kommt dadurch zustande, dass jeweils unterschiedliche Obertöne unterschiedlich stark an der Schwingung beteiligt sind. Durch eine FFT-Analyse kann daher zum Beispiel eine aufgenommene Stimme einer Person zugeordnet werden.
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Backlinks:
2 Physikbücher:BGPhysik12-2