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Transkript Töne und Klänge in der Musik

Hallo. Weißt du, was ein Dreiklang ist? Das sind 3 aufeinander folgende harmonische Töne. In diesem Fall ist das ein C-Dur-Dreiklang. Töne und Klänge kennst du aus der Musik, aber was hat das mit Physik zu tun?

Videoeinführung

Also zum einen sind Töne und Klänge Schallwellen, die von Musikinstrumenten erzeugt werden. Außerdem gibt es einen Unterschied zwischen einem Ton, einem Klang und einem Geräusch. Dann zeige ich dir, mit welchen Kenngrößen solche Töne wie beim Dreiklang beschrieben werden können, was uns dann direkt zu Intervallen und Tonleitern führt, die man wunderbar physikalisch beschreiben kann.

Töne aus Musikinstrumenten

Da wir hier allgemein über Schallwellen sprechen, wäre es gut, wenn du die Grundlagen dazu schon kennst. Fangen wir also mit den Musikinstrumenten an. Wie du schon weißt, sind Töne im physikalischen Sinne Schallwellen, die wir hören können. Schallwellen entstehen dabei durch das schnelle Schwingen eines Körpers.

Schallerzeugung bei Gitarre, Violine & Co.

Bei Musikinstrumenten gibt es verschiedene Arten der Schallerzeugung, je nachdem was dort eigentlich schwingt. Bei einer Gitarre, Violine oder auch im Klavier schwingt eine Saite aus Metall, Tierhaaren oder Kunstfasern. Wenn man eine Stimmgabel anschlägt, schwingen die Gabelzungen. Auch bei einer Mundharmonika oder einem Akkordeon schwingen dünne Metallzungen.

Und bei einer Flöte oder einer Orgel schwingt die Luft selbst. Innerhalb der Pfeifen schwingt eine Luftsäule, die beim Verlassen des Instrumentes den Ton erzeugt. Solche Schallschwingungen kann man nun mit Hilfe eines Mikrophones und einem Oszilloskop aufzeichnen. Auf dem Bildschirm wird dann der Schwingungsverlauf dargestellt.

Der Schwingungsverlauf

Bei dem klaren Ton einer Stimmgabel ergibt sich dabei eine schön gleichmäßige und periodische, das heißt wiederkehrende, Wellenlinie. Schlagen wir dagegen die Saite einer Gitarre an, dann sieht der Schwingungsverlauf eher so aus. Eine Gitarre erzeugt nämlich keinen Ton, sondern einen Klang.

Grundschwingungen und Oberschwingungen

Ein Klang entsteht aus der Überlagerung von mehreren Tönen. Das erkennt man im Bild daran, dass die Schwingung zwar periodisch ist, es aber keinen gleichmäßigen Verlauf gibt, wie beim Ton. Der Grund dafür ist, dass die Gitarrensaite auf mehrere Arten gleichzeitig schwingt und es neben der Grundschwingung noch sogenannte Oberschwingungen gibt. Das ist übrigens bei jedem Musikinstrument so. Alle Musikinstrumente erzeugen Klänge,die aus mehreren Tönen bestehen.

Amplitude und Frequenz

Neben Tönen und Klängen gibt es noch Geräusche, wie zum Beispiel das Plätschern von Wasser. Hier ist der Schwingungsverlauf sehr ungleichmäßig und man kann auch kein wiederkehrendes Muster erkennen. Töne zum Teil auch Klänge lassen sich durch gewisse Kenngrößen beschreiben. Zwei davon sind hier besonders wichtig. Die Amplitude und die Frequenz.

Die Amplitude beschreibt die Stärke einer Schwingung und wir können sie direkt im Schwingungsbild ablesen. Je stärker wir die Gitarrensaite anschlagen, desto größer ist die Amplitude. Und je größer die Amplitude, desto lauter ist der Ton. Die Frequenz ist so etwas wie die Häufigkeit einer Schwingung. Sie beschreibt, wie oft der Körper in einer Sekunde schwingt.

Zusammenhang zwischen Frequenz und Ton

Schlagen wir eine Gitarrensaite zum Beispiel im Dur-Ton C an, so schwingt sie im Grundton 264 mal pro Sekunde. Man sagt, die Frequenz beträgt 264 Hertz. Greifen wir jetzt in einem tieferen Bund und verkürzen die Saite, dann schwingt sie schneller. Die Frequenz des Tones beträgt jetzt 330 Hertz. Das ist der Ton E. Wir sehen also: Je höher die Frequenz einer Schwingung, desto höher ist der Ton.

Intervalle und Tonleitern

Anhand der Frequenz können wir nun Intervalle und Tonleitern beschreiben. Ein musikalisches Intervall ist dabei durch das Frequenzverhältnis der Töne gekennzeichnet. So beträgt das Verhältnis vom Ton C zum Ton E gerade 264 zu 330 Hertz und das ist ein Verhältnis von 4 zu 5. In der Musik ist das eine große Terz.

Auf diese Weise wird nun eine ganze Tonleiter aufgebaut. Bei einer Tonleiter stehen alle Töne in einem bestimmten Intervall zum Grundton. Bei der C-Dur-Tonleiter ergeben sich so ausgehend vom Grundton C alle anderen Noten durch das Frequenzverhältnis der Töne.

Die Entstehung eines Dreiklangs

Und hier sehen wir auch, was wir für unseren Dreiklang brauchen. Dieser besteht aus einer großen Terz und einer Quinte. Eine Quinte ist das Intervall von 2 zu 3. Ausgehend vom Grundton C rechnen wir also 264 Hertz durch 2 mal 3. Das ergibt eine Frequenz von 396 Hertz und das ist der Ton G. Damit ist unser Dreiklang komplett.

Zusammenfassung zu Tönen, Klängen und Geräuschen

So, das war ein kleiner Exkurs zur physikalischen Musik. Du weißt jetzt, das Musikinstrumente durch unterschiedliche Schwingungen Schallwellen erzeugen, die wir hören können. Wir haben gesehen, dass man am Schwingungsbild zwischen Tönen, Klängen und Geräuschen unterscheiden kann.

Du kennst die Kenngrößen Amplitude und Frequenz, die die Lautstärke und die Höhe eines Tones beschreiben. Und mit Hilfe der Frequenzverhältnisse kannst du Intervalle und Tonleitern festlegen und so genau berechnen, welche Frequenz welcher Ton hat.

Mit diesen Anregungen wünsche ich dir viel Spaß in der Welt der Musik und Physik. Es gibt noch viel zu entdecken! Bis zum nächsten Mal!

Informationen zum Video
8 Kommentare
  1. Default

    Gut

    Von Rosageige, vor 11 Monaten
  2. Default

    Gutes video

    Von W Villiger, vor etwa einem Jahr
  3. Default

    Vielen Dank

    Von Jbernhardt, vor mehr als einem Jahr
  4. Wp 000233

    hallo, komme aus der Musik, und zum besseren Verständnis:
    als hier vom C und E die Rede war, war immer das c' und e' gemeint. Das C und E liegen nämlich zwei Oktaven tiefer.

    Auch wäre für unsere in Deutschland übliche Schreibweise besser, in der Übungsaufgabe würde es c' und c'' heißen.

    Ein erniedrigtes e' bezeichnet man als es'. Und ein E einen halben Ton tiefer heißt Es. Eine Terz besteht immer aus 2 Tönen (z.B. d f oder d fis oder c e oder c es oder c eis=übermäßige Terz).
    "Vermindert" nennt man nur Intervalle (Quarte, Quinte).

    Von Juliane Viola D., vor mehr als einem Jahr
  5. Default

    Aber es ist ein erniedrigtes E und keine vermindertes E. Da habe ich mich versprochen. :)

    Von M. A., vor fast 2 Jahren
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    Das stimmt das war keine C dur Tonleiter

    Von Yassibiba, vor fast 2 Jahren
  2. Default

    Hi

    Von Yassibiba, vor fast 2 Jahren
  3. Default

    Hier liegt ein kleiner Fehler vor. Das Intervall zwischen C und D ist keine kleine Terz, sondern eine große Sekunde.

    Der Begriff "Terz" darf in der C-Dur Tonleiter nur für das E verwendet werden. Die kleine Terz wäre demnach das Eb, also ein vermindertes E.

    Von M. A., vor fast 2 Jahren
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