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ItsFabby
Anmeldungsdatum: 10.01.2017
Beiträge: 9
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 ItsFabby Verfasst am: 10. Jan 2017 19:56 Titel: Zusammenhang Klang und Material einer Saite |
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Meine Frage:
Abend allerseits,
mir kam die Frage, wie das Material einer Gitarrensaite physikalisch gesehen den Klang beeinflusst. Die Klangfarbe eines Tones hängt ja von den Amplituden der Oberschwingung ab. Diese ergeben sich aus einer Fourier-Analyse und hängen somit von der Form der Saite zum Anfangszeitpunkt ab (zB eine Dreiecksfunktion). Hierbei spielt das Material der Saite also nicht mit ein. Warum haben also zum Beispiel eine Stahl- und eine Nylonsaite bei gleicher Frequenz einen unterschiedlichen Klang?
Meine Ideen:
Am plausibelsten scheint mir, dass die Materialien die Schwingung unterschiedlich an die Luft weitergeben (zB durch verschiedene Aerodynamik).
Andere Ideen wären, dass
1. die Materialien unterschiedlich biegsam sind und somit beim auslenken nicht exakt die gleiche Form haben,
2. Die Schwingung der Aufhängung nicht in der Formel berücksichtigt ist
3. In der Herleitung gemachte Näherungen mit einspielen(, aber müsste nicht der Fehler, wenn der Teilchenabstand in der Saite gegen null geht, verschwinden? ) |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 10. Jan 2017 20:24 Titel: Re: Zusammenhang Klang und Material einer Saite |
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| ItsFabby hat Folgendes geschrieben: | | Warum haben also zum Beispiel eine Stahl- und eine Nylonsaite bei gleicher Frequenz einen unterschiedlichen Klang? |
In den 1980er Jahren hatte ich einen Schneider-Computer. Mit dem konnte man Töne / Klänge konstruieren. Es gab die Anschwell-, die Klang- und die Abschwellphase.
Der Unterschied zwischen Instrumenten (Trompete, Banjo, Geige, ..) liegt oft in der An- und Abschwellphase, Wenn man nur die "Mitte" hört, ist der Klang oft nicht eindeutig einem Instrument zuzuordnen.
Und nun kann die "Mitte" auch noch eine Sinus-Schwingung sein, eine Sägezahn- oder Rechteckschwingung.
Um zur Gitarre zurückzukommen: Ich vermute, dass die Anschwellphase des Tons verrät, welche Saite sich da gerade zu "Wort" meldet. Halte dir mal die Ohren zu, wenn eine Saite angerissen wird und höre erst hin, wenn sie stabil klingt. Ich denke, dann kannst du Nylon- und Stahlseiten nicht auseinander halten.
Es dürfte eine Sinus-Schwingung sein. Vielleicht sind Nylonseiten weniger steif als Stahlseiten und haben deshalb mehr Obertöne?
Zuletzt bearbeitet von Brillant am 10. Jan 2017 20:51, insgesamt einmal bearbeitet |
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ItsFabby
Anmeldungsdatum: 10.01.2017
Beiträge: 9
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| ItsFabby Verfasst am: 10. Jan 2017 20:47 Titel: |
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Danke für die Antwort. Die Anschwellphase ist also die Phase, wo sich noch keine stehende Welle gebildet hat, da die Bewegung der Saite noch nicht am Ende angekommen ist und reflektiert wurde, und somit gilt dann die übliche Formel für die Schwingung nicht? |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 10. Jan 2017 21:06 Titel: |
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| ItsFabby hat Folgendes geschrieben: | | Die Anschwellphase ist also die Phase, wo sich noch keine stehende Welle gebildet hat, |
Ja, du reißt die Saite ja nicht genau in ihrem Schwingungsbauch an, sondern irgendwo. Und dann "eiert" sich die Saite erstmal ein und "verrät" ihren Charakter.
| ItsFabby hat Folgendes geschrieben: | | ... und somit gilt dann die übliche Formel für die Schwingung nicht? |
Ich habe keine Ahnung von der "üblichen" Formel. Kennt die die drei (oder mehr) Phasen bei der Tonerzeugung eines Instruments?
Ich beschäftige mich gerade mit dem Anblasen von Labien- (Orgel-) Pfeifen, weil ich solche gekauft habe. Je größer die Pfeifen, desto länger die Einschwingphase. Klartext: Ein Rock'n'Roll auf der Kirchenorgel ist in tiefen Tonlagen unmöglich. Achte mal hier auf die Pedale, das sind Viertelnoten, nicht kürzer. Und die schnellen Töne des Manuals sind auch irgendwie "verwuselt" und nicht klar voneinander getrennt.
Trotzdem: Beachtenswerter Versuch ;-)
Zuletzt bearbeitet von Brillant am 10. Jan 2017 21:49, insgesamt einmal bearbeitet |
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ItsFabby
Anmeldungsdatum: 10.01.2017
Beiträge: 9
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| ItsFabby Verfasst am: 10. Jan 2017 21:39 Titel: |
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Mit der üblichen Formel meine ich die Lösung der Wellengleichung, also die Summe über n von ansin(w*n*t), mit an:Koeffezienten, w: Winkelfrequenz, n eine Natürliche Zahl
Die Phasen der Tonerzeugung sagen mir nichts, wir hatten in der Vorlesung nur den eingeschwungenen Zustand betrachtet. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 10. Jan 2017 22:00 Titel: |
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| ItsFabby hat Folgendes geschrieben: | | Mit der üblichen Formel meine ich die Lösung der Wellengleichung, also die Summe über n von ansin(w*n*t), mit an:Koeffezienten, w: Winkelfrequenz, n eine Natürliche Zahl |
Das sind wohl die Grund- und Obertöne? Ich vermute, dass das (Lautstärke-) Verhältnis dieser Töne davon abhängt, ob eine Saite schwingt (Klavier, Gitarre, Geige, Harfe, ...), eine Luftsäule (Orgel, Flöte, ...) ein Metallblatt (Akkordeon, Mundharmonika, ...) ein festes Material (Xylofon, Glockenspiel, ...). Insofern könnte man wohl den "Mittelklang" eines Tones gewissen Instrumenten-Klassen zuordnen.
| ItsFabby hat Folgendes geschrieben: | | Die Phasen der Tonerzeugung sagen mir nichts, wir hatten in der Vorlesung nur den eingeschwungenen Zustand betrachtet. |
Ja, das ist der Unterschied zwischen Theorie (Rechnerei) und Praxis (Konzertgenuss). Die ersten elektronischen Orgeln waren so charakterlose Tonerzeuger mit Sinus-, Rechteck- und Sägezahn.
Beim (Kirchen-) Orgelbau werden die Pfeifen bei der Produktion logischerweise auch erst berechnet. Aber das Intonieren vor Ort ist weit mehr als nur die Frequenz zu justieren. |
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