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Obertöne


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Bei jeder natürlichen Tonerzeugung wird neben Grundton noch eine Vielzahl höherer Töne zum angeregt. Man nennt diese Obertöne Partialtöne Teiltöne oder auch Harmonische . Ihre Frequenzen sind ganzzahlige Vielfache der Frequenz des

Zu beachten ist dass der Begriff die Grundfrequenz nicht mit einschließt. Der 1.Oberton daher bereits der 2.Teilton/Harmonische.

Der 1.Oberton (2.Harmonische) hat folglich die Frequenz des Grundtons der 2.Oberton (3.Harmonische) die Frequenz der 3.Oberton (4.Harmonische) die vierfache Frequenz Diese Folge von Tönen heißt Obertonreihe . Die Gesamtheit aller Obertöne ergibt das Frequenzspektrum eines Tons.

Höhere Obertöne sind bei natürlichen Tönen der Regel leiser (pegelschwächer) als tiefere da ihre schnellere Schwingung mehr Energie verloren geht. spezifischen Pegel von Obertönen ermöglichen nicht nur Unterscheidung von Instrumenten etwa zwischen einer Klarinette und einer Violine oder Oboe sondern auch von menschlichen Stimmen. Obertonspektren insbesondere bei natürlichen Tönen zudem Formantregionen .

Das Ohr nimmt eine Verdopplung der als Oktave wahr. Dadurch liegen folgende Obertöne jeweils Oktav-Abstand zueinander: 1 - 2 - 4 8 - 16 .... (Achtung der Grundton hier mit 1 der erste Oberton mit nummeriert um die Zweierpotenzen zu verdeutlichen.) Kombinationen den übrigen Obertönen erklingen jeweils als Intervall welches um so konsonanter (also harmonischer und wohlklingender) ist je die Nummer der beiden beteiligten Obertöne ist. experimentelle Bestätigung verwendete bereits Pythagoras den Monochord .

Unterschiedlich stark vertretene Obertöne sind auch Grund warum die Stimmen von verschiedenen Menschen klingen. Durch die individuelle Größe und Form Mund und Rachen werden in diesem Resonanzraum Frequenzen verstärkt andere vermindert. Auch der unterschiedliche von Vokalen kommt so zustande.

Im allgemeinen klingen Töne um so je mehr Obertöne sie haben. Reine Töne Obertöne können in der Natur (akustisch) nicht nur elektronisch als Sinusschwingungen erzeugt werden. Sie extrem dumpf. Ein Beispiel ist der 1000-Hertz-Ton Fernsehtestbilds wobei der Lautsprecher jedoch schon wieder eigenes allerdings geringes Obertonspektrum hinzufügt.

Künstlich aus Sinustönen hergestellte Obertonspektren nennt synthetische Klänge (siehe Klangsynthese Synthesizer ).

In der menschlichen Stimme schwingt genau in den meisten klangerzeugenden physikalischen Systemen naturgegeben komplexes Obertonspektrum mit. In der besonderen Gesangstechnik Obertongesangs kann man diese hohen Frequenzen zum bringen.

Auch im instrumentalen Bereich kann man deutlich hörbar machen. Typische Instrumente hierfür sind z.B. Didgeridoo Klangschalen usw. Auf dem Klavier kann man Obertöne hörbar machen indem die Tasten eines Akkords aus der Obertonreihe sanft niederdrückt ohne die Hämmer die Saite berühren und dann den Grundton im Bassbereich kurz anschlägt. Die Obertöne nun eine Resonanz auf den ungedämpften Saiten der niedergedrückt gehaltenen Tasten die man deutlich hören kann. Dies auch von Komponisten in ihren Werken verwendet (z. B. Béla Bartók : Mikrokosmos Bd. IV).

Nach unten wird die Obertonreihe in ergänzt durch die zu ihr symmetrische Untertonreihe die durch Frequenzteilung entsteht. Darüber lässt trefflich philosophieren weil es eine solche Untertonreihe der Wirklichkeit nicht gibt. Es ist eine theoretische Annahme und Gedankenspielerei.

Durchaus real ist dagegen der Effekt Kombinationstons. Das menschliche Gehirn ist in der zu einem gehörten Obertonspektrum den Grundton hinzuzufügen dieser nicht erklingt. So erkennt man im Kofferradio die gespielte Tonhöhe eines Kontrabasses obwohl die Frequenz von den kleinen nicht wedergegeben werden kann - physikalisch demnach nicht existiert.

Siehe auch: Teiltonreihe Intonation Frequenzanalyse Klangsynthese

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