Wenn Opern gespielt werden, geht das Orchester häufig in den Graben. Der ist abgesenkt, damit die Musiker nicht den Blick auf die Bühnen mit den Sängerinnen und Sängern versperren. Im Graben sitzen dann mehr oder weniger dicht gedrängt die Musiker mit ihren verschiedenen Instrumenten. Hören wir genauer hin!
Selbst wenn wir die Instrumente nicht sehen, können wir sie häufig am Klang erkennen. Das hat damit zu tun, dass in ihnen die Klänge auf ganz verschiedene Weise erzeugt werden.
Der Donner beim Gewitter ist ein Knall. Er entsteht, wenn die Luft sich durch die enorme Hitze des Blitzes sehr schnell ausdehnt. Diese Druckschwankung ist es, die wir dann hören. Meistens wird dieser Knall noch von verschiedenen Flächen zurückgeworfen (reflektiert) und deswegen grollt es furchteinflößend.
Musikinstrumente erzeugen die Töne auch, indem sie Druckschwankungen der Luft erzeugen. Allerdings geht es dabei viel harmonischer zu.
Wenn ein Instrument schwingt, dann überträgt es seine Schwingung auf die umgebende Luft. Dort breitet sich die Schwingung in Form einer Schallwelle aus. Die Töne kann man mit Mikrofonen vermessen. Dabei kann man Eigenschaften der Schallwelle messen. Die Tonempfindung von uns Hörern ist dabei von verschiedenen Schalleigenschaften abhängig. Zwischen der Schallwelle und unserer Empfindung sind unsere Ohren und vor allem unser Gehirn, was im Detail sehr verwickelt ist — aber soweit wollen wir nicht gehen.
Die Frequenz gibt an, wieviele Schwingungen pro Zeit stattfinden. Je höher die Frequenz eines Tones ist, umso höher klingt er. Menschen können allerdings nur Tonhöhen bis etwa 20000 Schwingungen pro Sekunde hören. Ist der Ton höher, spricht man von Ultraschall. Im Konzertsaal ist diese Art Schall uninteressant. Allerdings findet er in der Technik vielfache Anwendung.
Die Lautstärkeempfindung ist damit verbunden, wie groß die Luftdruckschwankungen beim Schall sind.
Reine Töne bestehen nur aus einer Frequenz. Nur elektronische Instrumente können reine Töne erzeugen. Sie hören sich sehr langweilig und flach an.
Interessant und voll werden die Töne erst, wenn weitere harmonische Töne dazukommen. Je nach Instrument werden unterschiedliche Töne in unterschiedlichen Lautstärke-Verhältnissen zu dem Grundton hinzugefügt. Dadurch bekommen Instrumente ihre charakteristische Eigenart. Der Musiker spricht von Klangfarbe.
Es gibt Konzerte bei denen mehr als 100 Musiker mitwirken. Das kann ganz schön laut werden, aber eigentlich geht es darum, dass es sehr abwechslungsreich klingt. Vom dumpfen Grollen der tiefsten Orgeltöne, vom strahlenden Jauchzen der Trompeten, vom warmen Klang der Hörner bis zum schrillen Piepen der Piccoloflöte. Und unter allem der kuschlige Teppich der Streicher.
Alle Instrumente sind verschieden. Auf unterschiedliche Weise bringen sie die Luft dazu, zu schwingen und diese Schwingungen breiten sich dann bis zu den Hörern aus. Welche Möglichkeiten gibt es also, Töne zu erzeugen?
Einige Instrumente bestehen aus Saiten, also dünnen gespannten Fäden oder Drähten, die zum Schwingen gebracht werden. Geigen sind ein Beispiel für diese Instrumentengruppe. Die Schwingungen der Saite werden von einem speziell geformten Körper vergrößert und werden dadurch besser auf die Luft übertragen.
Eine Saite kann mit einem Bogen gestrichen werden. Sie kann aber auch mit den Fingern gezupft werden. Bei Geigen wird das nicht so oft genutzt, ist aber bei Gitarren die Regel.
Die Länge der frei schwingenden Saite bestimmt die Tonhöhe: je kürzer, umso höher. Außerdem bestimmt die mechanische Spannung der Saite ihre Tonhöhe. Das macht man sich beim Stimmen zu Nutze. Dabei wird über die Wirbel die Tonhöhe eingestellt.
Wenn man gespannte Fäden zum Schwingen bringen kann, dann geht das doch sicher auch mit dünnen Häuten (Membranen)? Na klar, so funktionieren Pauken und Trommeln. Die dünne Haut heißt dort Fell.
Eine Kesselpauke erklingt in bestimmten Tonhöhen. Indem ihr Fell stärker gespannt wird, werden die erzeugten Töne höher. Bei Saiten ist das übrigens ganz genauso. Sie werden gestimmt, indem sie mehr oder weniger mit dem Wirbel gespannt werden.
Wenn gespannte Fäden und Häute schwingen, dann schwingen doch sicher auch ausgedehnte Stangen oder Platten? Richtig: diese werden aber meistens nicht mehr gespannt (dafür sind sie zu dick) sondern in der richtigen Größe und Form hergestellt. Ein Beispiel sind Kirchenglocken. Für den Konzertsaal sind die zu sperrig. Deswegen nimmt man dort lieber Röhrenglocken, die sehr ähnlich klingen. Stäbe werden auch bei einem Xylophon (Holzstäbe) und Vibraphon (Metallstäbe) zum Schwingen gebracht. Und auch eine Triangel funktioniert so.
Es gibt auch Instrumente, bei welchen direkt eine Luftsäule zum Schwingen gebracht wird. Das ist bei den Blasinstrumenten so.
Auch die Königin der Instrumente – die Orgel – besteht aus zahlreichen Pfeifen.
Mit Lautsprechern kann die Luft gezielter zum Klingen gebracht werden, als mit klassischen Instrumenten. Man kann dort genau den Verlauf der Schwingung bestimmen. Als Musikinstrumente werden Synthesizer genutzt, die elektrische Schwingungen ausgeben, die von Lautsprechern auf Luft übertragen werden.
Sie müssen den Inhalt von reCAPTCHA laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr Informationen