Lernpfad Akustik/LE1 Schallwellen und das Ohr: Unterschied zwischen den Versionen
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Zunächst das Offensichtliche: Wenn wir Musik hören, treffen Schallwellen über die Luft auf unser Ohr. Dort werden sie empfangen und an das Gehirn weiter geleitet. Unsere Wahrnehmung von Musik geschieht letztlich dort. | Zunächst das Offensichtliche: Wenn wir Musik hören, treffen Schallwellen über die Luft auf unser Ohr. Dort werden sie empfangen und an das Gehirn weiter geleitet. Unsere Wahrnehmung von Musik geschieht letztlich dort. | ||
===Wellen treffen auf das Trommelfell=== | |||
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Wenn die Schallwellen auf das Trommelfell im Ohr treffen, bringen sie es in Schwingungen. Damit übertragen sie sich auf das Trommelfell. Wenn nun aber mehr als eine Welle gleichzeitig auf das Trommelfell trifft, übertragen sich beide gleichzeitig darauf, was dazu führt, dass das Trommelfell mit beiden Schwingungen auf einmal schwingt, nämlich mit der Summe aus beiden Schwingungen, einer sogenannten Summenschwingung. Das Gehirn kann die unterschiedlichen Anteile der Summenschwingung wieder auseinanderhalten, um z.B. den Klang der Haustürklingel von der Stimme einer singenden Person zu unterscheiden. | |||
===Ton und Frequenz=== | |||
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Aus der Sicht der Musik ist ein Ton im Prinzip eine Note und hat damit eine gewisse Tonhöhe. Diese Tonhöhe kann man messen, da es sich dabei um eine physikalische Eigenschaft handelt, die man [https://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz Frequenz] nennt. Die Frequenz ist die Häufigkeit, mit der ein Schwingungsmuster pro Sekunde auftritt und wird mit der physikalischen Einheit Hertz angegeben. [https://de.wikipedia.org/wiki/Kammerton Der Kammerton a'] (eingestrichenes a) hat z.B. eine Frequenz von 440Hz. | |||
Wenn ein Instrument gestimmt werden soll, können Stimmgeräte helfen, da sie Töne mit passenden Frequenzen ausgeben können. Es gibt auch Apps, die den Klang eines Instruments messen, und die zugrundeliegende Frequenz anzeigen können. | |||
===Lautstärke und Amplitude=== | |||
Für die Musik ist noch eine zweite Eigenschaft von Schallwellen wichtig: Die Amplitude. Je größer die Amplitude, desto lauter für unser Ohr. | |||
===Summenschwingung und Klang=== | |||
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Wie sich eine gespielte Note anhört, also wie genau ihr Schwingungsmuster aussieht, kommt auf das Instrument an, das sie spielen soll. Erzeugt man sie mit einem Frequenzgenerator, erklingt tatsächlich das, was [https://de.wikipedia.org/wiki/Sinuston in der Physik als Ton bezeichnet] wird: Eine Welle, deren Schwingungsmuster einer Sinusfunktion gleicht. | |||
Bei einem Musikinstrument dagegen entsteht ein komplexeres Schwingungsmuster, welches deshalb komplexer als eine reine Sinuswelle ist, da im Instrument unterschiedliche Schwingungen auf einmal erzeugt werden, die sich zu einer Summenschwingung addieren und so den für das Instrument typischen Klang ausmachen. Musiker sagen zwar, dass das Instrument einen Ton bzw. eine Note spielt, in Wirklichkeit aber erzeugt das Instrument einen Klang. Der Klang eines Instruments ist also immer eine Art Mischung verschiedener Töne. In aller Regel sind diese Töne sogenannte Obertöne des gespielten Tones - aber dazu in einem späteren Kapitel mehr. | |||
===Geräusch=== | |||
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Damit wir eine Tonhöhe tatsächlich hören können, benötigen wir einen Klang. Im Unterschied zu einem Geräusch hat ein Klang eine regelmäßige Wellenform, bei der sich ein gewisses Muster in regelmäßigen Abständen wiederholt, also ein periodisches Schwingungsmuster. Ein Geräusch hat ein unregelmäßiges, also unperiodisches, Schwingungsmuster. Typische Geräuschinstrumente kommen aus der Familie der Schlagzeuge, wie z.B. Becken, Snare Drum, Schellenkranz, Rassel. | |||
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Aktuelle Version vom 6. Juni 2023, 10:16 Uhr
Zunächst das Offensichtliche: Wenn wir Musik hören, treffen Schallwellen über die Luft auf unser Ohr. Dort werden sie empfangen und an das Gehirn weiter geleitet. Unsere Wahrnehmung von Musik geschieht letztlich dort.
Wellen treffen auf das Trommelfell
Wenn die Schallwellen auf das Trommelfell im Ohr treffen, bringen sie es in Schwingungen. Damit übertragen sie sich auf das Trommelfell. Wenn nun aber mehr als eine Welle gleichzeitig auf das Trommelfell trifft, übertragen sich beide gleichzeitig darauf, was dazu führt, dass das Trommelfell mit beiden Schwingungen auf einmal schwingt, nämlich mit der Summe aus beiden Schwingungen, einer sogenannten Summenschwingung. Das Gehirn kann die unterschiedlichen Anteile der Summenschwingung wieder auseinanderhalten, um z.B. den Klang der Haustürklingel von der Stimme einer singenden Person zu unterscheiden.
Ton und Frequenz
Aus der Sicht der Musik ist ein Ton im Prinzip eine Note und hat damit eine gewisse Tonhöhe. Diese Tonhöhe kann man messen, da es sich dabei um eine physikalische Eigenschaft handelt, die man Frequenz nennt. Die Frequenz ist die Häufigkeit, mit der ein Schwingungsmuster pro Sekunde auftritt und wird mit der physikalischen Einheit Hertz angegeben. Der Kammerton a' (eingestrichenes a) hat z.B. eine Frequenz von 440Hz.
Wenn ein Instrument gestimmt werden soll, können Stimmgeräte helfen, da sie Töne mit passenden Frequenzen ausgeben können. Es gibt auch Apps, die den Klang eines Instruments messen, und die zugrundeliegende Frequenz anzeigen können.
Lautstärke und Amplitude
Für die Musik ist noch eine zweite Eigenschaft von Schallwellen wichtig: Die Amplitude. Je größer die Amplitude, desto lauter für unser Ohr.
Summenschwingung und Klang
Wie sich eine gespielte Note anhört, also wie genau ihr Schwingungsmuster aussieht, kommt auf das Instrument an, das sie spielen soll. Erzeugt man sie mit einem Frequenzgenerator, erklingt tatsächlich das, was in der Physik als Ton bezeichnet wird: Eine Welle, deren Schwingungsmuster einer Sinusfunktion gleicht.
Bei einem Musikinstrument dagegen entsteht ein komplexeres Schwingungsmuster, welches deshalb komplexer als eine reine Sinuswelle ist, da im Instrument unterschiedliche Schwingungen auf einmal erzeugt werden, die sich zu einer Summenschwingung addieren und so den für das Instrument typischen Klang ausmachen. Musiker sagen zwar, dass das Instrument einen Ton bzw. eine Note spielt, in Wirklichkeit aber erzeugt das Instrument einen Klang. Der Klang eines Instruments ist also immer eine Art Mischung verschiedener Töne. In aller Regel sind diese Töne sogenannte Obertöne des gespielten Tones - aber dazu in einem späteren Kapitel mehr.
Geräusch
Damit wir eine Tonhöhe tatsächlich hören können, benötigen wir einen Klang. Im Unterschied zu einem Geräusch hat ein Klang eine regelmäßige Wellenform, bei der sich ein gewisses Muster in regelmäßigen Abständen wiederholt, also ein periodisches Schwingungsmuster. Ein Geräusch hat ein unregelmäßiges, also unperiodisches, Schwingungsmuster. Typische Geräuschinstrumente kommen aus der Familie der Schlagzeuge, wie z.B. Becken, Snare Drum, Schellenkranz, Rassel.
