Akustische Grundlagen der Musik
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–1 Schwingungen –2 Frequenz und Tonhöhe –3 Schwebungen –4 Differenztöne –5 Teiltöne –6 Teiltöne und Klangfarbe –7 Teiltöne und Resonanz –8 Differenztöne zwischen Teiltönen –9 Zusammenklänge und Teiltöne –10 Zusammenklänge und Differenztöne –11 Rein ergibt unrein –12 Temperieren –13 Die Temperierte Stimmung –14 Das Cent

1 Schwingungen

Töne sind Schwingungen. Bei klingenden Saiten ist die Schwingung dem Auge durchaus erkennbar, bei Resonanzkörpern ist sie durchaus fühlbar, z.B. wenn man die Hand auf eine schwingende Geigendecke legt.
Schwingungen breiten sich aus, zu sehen an der Welle, die über eine Wasserfläche läuft, und zu hören, denn nur weil die Schallwelle sich im Raum ausbreitet, gelangt sie als Ton oder Geräusch an unser Ohr. Wasserwelle und Schallwelle zeigen aber bereits einen wesentlichen Unterschied: Die Wasserwelle hebt und senkt sich quer zur Ausbreitungsrichtung, die Schallwelle, die eine Druckwelle ist, verdichtet und verdünnt sich in Ausbreitungsrichtung; das eine ist eine Transversal-, das andere eine Longitudinal-Welle. Das ist vergleichbar mit dem Unterschied zwischen der Schwingung einer Saite, die senkrecht zur Saitenrichtung ausgelenkt wird, und dem Schwingen eines Gewichts, das an einem Gummiband hängt und auf und ab wippt.
Bei Saiten ist nur die Transversal-Schwingung für die Tonerzeugung relevant, die Longitudinal-Komponente, die durch die Dehnung der Saite ebenfalls auftritt, ist vernachlässigbar, bei Blasinstrumenten geschieht die Tonerzeugung durch Longitudinal-Schwingungen der Luftsäule im Instrumentenrohr.

Wesentlich für eine Schwingung sind drei Parameter:

1. Die Frequenz, d.h. die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit; sie bestimmt die Tonhöhe und wird in Hz (Hertz) gemessen: 1 Hz = 1 Schwingung pro Sekunde, wobei darunter eine volle Schwingungs-Periode zu verstehen ist, nämlich 2 Halbschwingungen: eine Saite wird einmal in die eine, dann in die andere Richtung ausgelenkt, im Gegensatz zu der in Frankreich bisweilen noch üblichen Zählweise, nach der 100 Hz gleich 200 vibrations simples sind, abgekürzt v.s.
2. Die Amplitude, d.h. die Schwingungsweite, sie bestimmt die Lautstärke eines Tons.
3. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit, aus der sich die Wellenlänge ergibt, d.h. der Weg, den die Welle während einer Periode zurücklegt.

Zwischen Frequenz und Wellenlänge besteht natürlich ein Zusammenhang, denn je schneller die Schwingung, um so kürzer der Weg, der während einer Schwingung zurückgelegt wird. Große Wellenlängen bedeuten also niedrige Frequenzen, kleine Wellenlängen hohe Frequenzen. Ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit bekannt, genügt es deswegen, nur eines von beiden, die Frequenz oder die Wellenlänge anzugeben.
In der Musik rechnet man im allgemeinen mit den Frequenzen von Tönen, die Wellenlängen sind aber für die Ermittlung von Saiten- und Rohrlängen bedeutsam.

Weiter mit: 2 Frequenz und Tonhöhe