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Team Entdeckungsreise
Ton
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Grundlagen zum Thema Ton

Der Ton in der Musik – Definition

Überall in unserem Alltag begegnen uns Geräusche und Töne. Manchmal empfinden wir sie als angenehm, oft aber auch als störenden Lärm. Aber hast du dich schon einmal gefragt, wie ein Ton eigentlich entsteht? Der folgende Text gibt dir darüber Aufschluss.
Im Allgemeinen ist ein Ton nichts anderes als ein Schallereignis. Von einem Schallkörper wird ein Ton abgesondert, der in Form einer Schallwelle über die Luft bis an das Ohr weitergegeben wird. Das Ohr nimmt die mechanische Schwingung der Schallwelle auf und verstärkt diese. In der Hörschnecke wird dann die mechanische Schwingung in elektrische Impulse umgewandelt, aus denen das Gehirn eine Tonwahrnehmung kreiert. Das Besondere an einem Ton als Schallereignis ist (im Gegensatz zum Geräusch), dass die mechanische Schwingung mit einer gleichbleibenden, gleichmäßigen Frequenz schwingt, die wir als Tonhöhe wahrnehmen.

Ein Ton ist nach dieser Definition ein Schallereignis in Form einer gleichmäßigen Welle.

Die Entstehung eines Tons

Ein Ton entsteht zunächst durch eine Schallquelle. In der Musik kann ein Ton zum Beispiel durch eine Gitarre erzeugt werden, aber auch jedes andere Instrument oder die menschliche Stimme kann Töne produzieren. Überall auf der Welt kann also ein Ton vorkommen. Es gibt im Grunde keinen Ort, der in absoluter Stille existiert. Bei einer Gitarre fängt eine gezupfte Saite an zu schwingen und gibt diese Schwingung an die Teilchen der umgebenden Luft weiter. Über die Teilchen der Luft setzt sich die Schwingung durch den Raum fort. Die Luft bildet sozusagen ein Medium, das die Schallinformationen (Tonhöhe und Lautstärke) transportiert.

Allgemeine physikalische Beschreibung eines Tons

Grundsätzlich brauchen wir für die Tonerzeugung und -wahrnehmung drei Komponenten:

  • eine Schallquelle, die den Ton erzeugt,
  • ein Medium, das ihn überträgt, und
  • eine Empfängerin oder einen Empfänger, der den Ton wiederum aufnimmt und verarbeiten kann.

In unserem Beispiel dient eine gezupfte Gitarrensaite als Schallquelle, die Luft als Medium und du selbst als Empfängerin oder Empfänger.

Die Gitarrensaite erzeugt beim Anspielen eine sogenannte Sinusschwingung. Diese ist wellenförmig und sieht so aus wie in der unten stehenden Abbildung. Die Wellenberge können dabei sehr dicht beieinanderliegen, das bedeutet, wir sehen (bzw. hören) in kurzer Zeit viele dieser Berge – dies entspricht einem hohen Ton. Beobachten wir in demselben Zeitabschnitt weniger Wellenberge, ist die Periodendauer der Schwingung länger – der Ton ist damit tiefer. Die physikalische Größe, die dahintersteckt, ist die Frequenz. Sie gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an. Die Einheit, die sich daraus ergibt, lautet: $\pu{1 1//s} = \pu{1 Hz}$ (1 Hertz). Eine Schwingung wird in der Regel beginnend bei der Ausgangslage (der sogenannten Ruhelage bei der Auslenkung $0$) betrachtet und umfasst genau einen Wellenberg und ein Wellental, bevor die Ruhelage wieder erreicht wird.

Neben der Anzahl der Schwingungen pro Sekunde ist auch entscheidend, wie groß bzw. klein die Wellenberge und -täler sind. Dabei gilt: Je weiter diese von der Nulllage entfernt sind, desto lauter ist der Ton. Dies nennen wir Auslenkung. Die maximal erreichte Auslenkung ist die Amplitude der Schwingung. Deshalb wird der Begriff Amplitude oft als Synonym für Lautstärke verwendet. Ein objektives Maß für unser Empfinden von Lautstärke ist der Schalldruck. Du kannst dir die mechanische Schwingung eines Schallereignisses vorstellen wie kleine Luftdruckschwankungen, die sich von der Schallquelle hin zum Empfänger fortpflanzen. Angegeben wird diesbezüglich meist der Schalldruckpegel. Dieser wird in $\pu{dB}$ (Dezibel) angeführt. Bei einer permanenten Lautstärke von etwa $\pu{85 dB}$ liegt die Hörschadengrenze. Spätestens dann ist ein Hörschutz erforderlich, um dauerhafte Hörschäden zu vermeiden.
Nun bewegt sich also der Ton unserer gezupften Saite als Schallwelle durch den Raum. Dabei schwingt diese Welle in Richtung ihrer Ausbreitung (also in Ausbreitungsrichtung). Man bezeichnet sie daher auch als Longitudinalwelle. Die Teilchen der Luft werden infolge ihrer Schwingung näher aneinandergedrückt – so werden kleine Luftdruckschwankungen erzeugt. Über die schwingenden Luftteilchen breiten sich die Luftdruckschwankungen im Raum aus. Diese treffen dann auf dein Trommelfell und bringen es zum Schwingen. Wenn du tiefer in die Thematik einsteigen willst, schau dir gern unser Video zum Thema Schallwellen an.

Welche Töne gibt es in der Musik?

In der Musik gibt es die unterschiedlichsten Töne. Manche werden als angenehm wahrgenommen, andere als schrill. Damit kommt ein viertes Charakteristikum von Tönen ins Spiel: die Klangwahrnehmung. Diese hängt neben persönlichen Vorlieben auch sehr stark von den Hörgewohnheiten in unserem täglichen Leben ab – also auch vom kulturellen Umfeld, in dem wir aufwachsen.
Hohe Töne auf einer Geige können beispielsweise bei einigen Menschen ein Unwohlsein auslösen, während sie andere als berührend schön empfinden. Ein Ton in der Musik befindet sich immer in dem Schwingungsbereich, den wir als Menschen auch tatsächlich wahrnehmen können. Zu tiefe Töne sind für uns nicht hörbar (sogenannter Infraschall), genauso wenig wie Ultraschall, der sich überhalb unseres Wahrnehmungsbereichs befindet. Die folgende Abbildung zeigt dir, wo die drei Bereiche Infraschall, Hörschall und Ultraschall mit ihren jeweiligen Frequenzbereichen liegen.

Was ist ein Ton?

Wie du siehst, können wir in einem ziemlich großen Frequenzbereich Töne hören und unterscheiden: zwischen ca. 16 und 20 000 Hz.

Der Ton als ein musikalischer Begriff

In der Musik spricht man bei einem Ton meistens von einer speziellen Note mit einer bestimmten Tonhöhe, Länge und Lautstärke. Diese werden ausgedrückt durch die Lage auf dem Notenblatt, den Notenwert (z. B. Viertel) sowie eine ungefähre Lautstärkebezeichnung (z. B. forte für laut). Sängerinnen und Sänger merken manchmal an, dass ein Ton für sie „zu hoch“ ist. Auch gibt es im Sprachgebrauch häufig Formulierungen und Fragen wie „Was ist der höchste Ton, den du singen kannst?“. Menschen, wie auch jegliche Instrumente, haben einen für sie charakteristischen Bereich der Tonerzeugung. Männer können in der Regel tiefere Töne erzeugen als Frauen, eine Bassposaune deckt einen anderen (Frequenz-)Bereich ab als eine Trompete.

Ton und Klang in der Musik

Welche Töne es gibt, kann man hören und damit auch praktisch wahrnehmen. Wenn bei einer Gitarre die Saite stark gezupft wird, wird der Ton lauter, die Tonhöhe verändert sich dadurch aber nicht. Das passiert nur, wenn man eine andere Saite zupft oder oben an der Gitarre dieselbe Saite mithilfe des Wirbels oder durch Anpressen eines Fingers auf dem Griffbrett verkürzt. Die Saite wird dadurch fester gespannt und schwingt infolgedessen schneller, also mit einer höheren Frequenz. Wir nehmen einen höheren Ton wahr.

Übungen zu Tönen

Nun hast du gelernt, was ein Ton ist. Jetzt kannst du dein neu erworbenes Wissen in unseren interaktiven Übungen und Arbeitsblättern nochmals prüfen und Unklarheiten, die du vielleicht noch hast, aus dem Weg räumen.

Zusammenfassung zu Tönen in der Musik

  • Ein Ton ist ein Schallereignis in Form einer mechanischen Schwingung, die mit einer gleichmäßigen Frequenz schwingt.
  • Die mechanische Schwingung, die durch eine Schallquelle (beispielsweise eine Gitarrensaite) hervorgerufen wird, breitet sich über die Teilchen der Luft als Schallwelle im Raum aus und kann von einer Empfängerin oder einem Empfänger aufgenommen werden.
  • Die Tonhöhe, die wir wahrnehmen, entspricht der Frequenz der sinusförmigen Schwingung. Menschen können Schwingungen im Bereich von ca. 16 bis 20 000 Hz wahrnehmen.
  • Die Lautstärke, die wir wahrnehmen, entspricht der Amplitude der Schwingung und kann über den Schalldruck gemessen werden. Ab einem permanenten Schalldruckpegel von $\pu{85 dB}$ ist mit dauerhaften Hörschäden zu rechnen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Ton in der Musik

Was ist ein Ton einfach erklärt?
Wie entsteht ein Ton?
Welche Töne gibt es in der Musik?
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Vorschaubild einer Übung

Transkript Ton

Thema dieses Films ist das grundlegende Element der Musik, der Ton. Ein Ton ist eine Art von Schall wie der Klang, das Geräusch oder ein Knall, der sich vor allem durch eine bestimmte Tonhöhe auszeichnet. In der Musik werden Töne normalerweise von Musikinstrumenten oder, klar, der menschlichen Stimme erzeugt. Und je nachdem wie gut dabei die gewünschten Töne getroffen werden, hört sich Musik dann wohlklingend oder eher schräg an. Aber egal, ob wohlklingend oder schräg, Töne werden immer auf dieselbe Art erzeugt, transportiert und von unseren Ohren aufgenommen. Am Anfang steht die Schallquelle, zum Beispiel eine Gitarre. Zupft man die Gitarrensaite, fängt diese an zu schwingen. Stark vereinfacht sieht das so aus. Jede dieser Schwingungen überträgt sich auf die Moleküle der Umgebungsluft, die unmittelbar an die schwingende Saite der Gitarre angrenzen. Diese Luftteilchen leiten die von der Schallquelle erzeugten Schwingungen in eine Art Kettenreaktion wiederum an benachbarte Luftteilchen weiter. So entsteht eine Schallwelle, eine Art fortschreitender Deformation der Anordnung der Luftteilchen. Sie schwingt in der Ausbreitungsrichtung des Schalls, ist also eine Longitudinal- oder Längswelle. Der Mensch kann eine solche Schallwelle über das Ohr aufnehmen. Dabei setzen die schwingenden Luftteilchen zunächst das Trommelfell in Bewegung. Dessen Schwingung wird dann über die Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel in die Hörschnecke weitergeleitet. Hier erfolgt schließlich die Umwandlung der Schallereignisse in Nervenimpulse, die vom Gehirn zu Hörwahrnehmungen verarbeitet werden. Sehen wir uns diese Schallereignisse einmal genauer an. Überträgt man die Schwingungen der Gitarrensaite auf einen Graphen, der den Abstand der Saite von ihrer Ruheposition in Abhängigkeit von der Zeit beschreibt, so erhält man wieder stark vereinfacht eine Sinusfunktion. Diese Sinusfunktion ist die Grundlage aller Töne, unabhängig von der Art der Tonerzeugung. Zupft man nun besonders fest an der Gitarrensaite ist der zu hörende Ton ziemlich laut. Der Graph zeigt an, warum dies so ist. Je fester die Gitarrensaite gezupft wird, desto weiter entfernt sie sich von ihrer Ruheposition. Die Bäuche der Sinusfunktion werden größer oder in der Fachsprache, die Amplitude der Schwingung wird höher. Und je höher die Amplitude eines Tons ist, desto größer ist die Lautstärke des Tons. In der Realität ist die Lautstärke des Tons unmittelbar nach dem Spielen der Saite am größten und sinkt dann ab, weil sich die Saite mit jeder Schwingung ein bisschen weniger von ihrer Ruheposition wegbewegt. Korrekterweise müsste die graphische Abbildung des Tons, den eine Gitarre erzeugt, daher so aussehen, mit immer kleiner werdenden Bäuchen in der Sinusfunktion. Spannt man die Gitarrensaite nun fester, wird der zu hörende Ton höher. Dies liegt daran, dass die Saite umso schneller schwingt, je stärker sie gespannt wird. In der Sinusfunktion sind nun also mehr Bäuche zu sehen oder in der Fachsprache, es sind mehr Schwingungsperioden vorhanden. Und je mehr Schwingungsperioden ein Ton in einer bestimmten Zeit durchläuft, desto größer ist die Tonhöhe. Die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit wird durch die physikalische Größe “Frequenz” beschrieben und in der Einheit “Hertz” gemessen. Ein Hertz entspricht dabei einer Schwingung pro Sekunde. Töne mit niedrigen Frequenzen von weniger als etwa 16 bis 20 Hertz werden als Infraschall bezeichnet. Sie liegen unterhalb der Hörschwelle der meisten Menschen. Wird eine Gitarrensaite theoretisch so gespannt, dass sie nur 15 mal in der Sekunde schwingt, hört man also, genau, gar nichts. Vom Menschen wahrgenommen werden Töne mit Frequenzen von etwa 20 bis 20000 Hertz. Man bezeichnet diesen Bereich daher auch als Hörschall. Töne mit einer Frequenz von über 20000 Hertz oder 20 Kilohertz schließlich liegen im Ultraschallbereich und sind vom Menschen ebenfalls nicht wahrnehmbar. Außerhalb von Kommunikation oder Musik finden sich aber zahlreiche Anwendungen für solche Töne, die der Mensch nicht hören kann. Zum Beispiel kann mit einem Sonar, das hochfrequente Schallwellen aussendet, die Wassertiefe gemessen werden. Und dank der Ultraschalluntersuchung können mithilfe von Tönen sogar Bilder eines Embryos im Mutterleib sichtbar gemacht werden.