Sendung vom 27. März 2011
Alois Fliegl fragt:
In einem Orchester spielen ganz unterschiedliche Instrumente harmonisch zusammen. Fordert ein Dirigent ein "a", spielt jeder Musiker den gleichen Ton: Die Tonhöhe ist also bei allen Instrumenten gleich. Und trotzdem klingt kein Instrument wie das andere. Mit Hilfe einer Highspeed-Kamera findet Kopfball-Reporterin Isabel Hecker heraus, warum das so ist.
Der Klang eines Instruments besteht nicht aus einem einzigen, sondern sehr vielen unterschiedlichen Tönen. Der tiefste dieser Töne, der sogenannte Grundton, bestimmt dabei, welche Tonhöhe der Zuhörer wahrnimmt. Daneben gibt es zahlreiche sogenannte Obertöne. Und genau hier beginnt die Antwort auf die Frage: Die Anzahl und die Lautstärke dieser Obertöne sind von Instrument zu Instrument verschieden – selbst wenn alle den gleichen Grundton spielen. Aus der Summe all dieser Töne mit ihren charakteristischen Lautstärken entsteht im Gehirn der Klang eines Instruments. Weitere, wenn auch weniger gewichtige, Faktoren sind Anblas-, Anschlag- oder Kratzgeräusche. Sie sind ebenfalls für jedes Instrument unterschiedlich.
An einer Gitarrensaite kann man sehr gut sehen, wie die
Obertöne entstehen: Zupft man eine Saite an, schwingt sie auf
ihrer gesamten Länge hin und her. Dadurch entsteht der
Grundton. Gleichzeitig schwingen aber noch kleinere Teilstücke
der Saite für sich. Da diese Teilstücke kürzer sind,
schwingen sie automatisch schneller und erzeugen höhere
Töne: die Obertöne. Gemeinsam mit der Grundschwingung
versetzen sie die Saite in eine komplizierte Gesamtbewegung und
erzeugen damit den typischen Klang der Gitarre.
Im Kopfball-Film sehen Sie, wie Kopfball-Reporterin Isabel und
Professor Christoph Pörschmann von der Fachhochschule
Köln einzelne Obertöne der Gitarre mit einer
Zeitlupenkamera sichtbar machen.
Eines haben die Obertöne aller Instrumente gemeinsam: Der erste Oberton liegt genau doppelt so hoch wie der Grundton, der zweite dreimal so hoch, der dritte viermal und so weiter. Diese Tatsache ist Voraussetzung dafür, dass alle Einzeltöne miteinander zu einem Klang harmonieren. Anderenfalls entstünden Rausch- oder Kratzgeräusche: Auch sie setzen sich zwar aus verschiedenen Einzeltönen zusammen. Sie stehen aber in keinem festen Verhältnis zueinanderstehen, so dass das Ergebnis nicht harmonisch klingt.
Damit überhaupt ein Ton entstehen kann, muss ein Teil des Instruments in Schwingungen versetzt werden. Bei der Gitarre zum Beispiel sind das die Saiten, beim Saxofon die Luftsäule im Innern sowie das Rohrblatt am Mundstück. Je schneller die Schwingung ist, desto höher wird der Ton. Um etwa den Kammerton "a" zu erzeugen, vollzieht sich die Schwingung in jeder Sekunde genau 440 Mal. Man sagt auch: Die Frequenz des Tons liegt bei 440 Hertz. Durch das Schwingen gerät die Luft in der Umgebung des Instruments in Bewegung und diese Bewegung breitet sich in Form von Schallwellen im Raum aus. Gelangen diese ans Ohr, nimmt der Mensch sie als Ton wahr.
Text Robert Müller
Film Visual Bridges: Salim Butt und Robert Müller mit Isabel Hecker
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