Musiklehre: Tonentstehung
Was ist ein Ton?
Ein Ton gehört wie ein Geräusch zum Schall, und ist damit ein Teilbereich der Physik (genauer: der Akustik). Auch als Musiker sollte man zumindest die grundlegenden physikalischen Zusammenhänge der Tonerzeugung kennen. Schall ist in Schwingung versetzte Luft, die letztlich im menschlichen Ohr ankommt.
- Man unterscheidet
- Idiophone (d. h. Selbstklinger) (z. B. Stimmgabel, Maultrommel, Rassel, Gong)
- Membranophone (d. h. Fellklinger) (z. B. Trommel, Becken)
- Aerophone (d. h. Luftklinger) (z. B. Flöte, Trompete, Orgel, Akkordeon, Saxophon)
- Chordophone (d. h. Saiteninstrument) (z. B. Gitarre, Geige, Harfe, Klavier)
- Elektrophone (elektronisch erzeugte Klänge) (z. B. Keyboard, Sequenzer, Lautsprecher, aber auch E-Gitarre (genauer: die dazugehörigen Effektgeräte und Verstärker))
Sobald eine Saite, eine Membran usw. in Schwingung versetzt wurde, kann diese Schwingung durch einen Resonanzkörper verstärkt werden. Resonanzkörper (z. B. Instrumentenkörper) werden durch einen Schwinger selbst dazu angeregt, mitzuschwingen.[1]
Wenn die Luft - mehr oder weniger - gleichmäßig schwingt, so ist dieses ein Ton. Töne werden für Harmonien und Melodien[2] benötigt.
Wenn Luft unregelmäßig schwingt, so ist dieses ein Geräusch. Geräusche werden hauptsächlich für den Rhythmus benötigt.
Bringt man einen Schwinger (z. B. eine Stimmgabel oder eine Saite) in Bewegung, durch Anschlagen oder Zupfen, so fängt dieser - mehr oder weniger - gleichmäßig an zu Schwingen. Dabei überträgt sich diese Schwingungsbewegung über die Oberfläche des Resonanzkörpers auf die umliegenden Luftteilchen. Die schwingende Fläche des Resonanzkörpers wirkt wie der Kolben in einer Luftpumpe: erst wird die Luft zusammengepresst um kurz danach wieder angesaugt zu werden. Nun fungiert auch die Luft als schwingende Resonanzfläche. Ein Luftbereich mit „Überdruck“ gibt den Überdruck an einen benachbarten Luftbereich ab, der dann wieder den Überdruck an einen benachbarten Bereich weitergibt, etc… Diese Kettenreaktion geht vom Erreger (z. B. Stimmgabel) über die Luft bis hin zum menschlichen Ohr. Man spricht von Schallwellen.
Eine starke und kurzzeitige Verdichtung der Luft (Amplitude) interpretiert unser Gehör als lautes Geräusch bzw. als Knall. Eine schwache Verdichtung wird als leises Geräusch wahrgenommen. Der Abstand zwischen zwei Verdichtungszonen (Frequenz) der Schallwellen interpretiert unser Gehör als Tonhöhe. Die Geschwindigkeit der Schallwellen selbst ist für alle Frequenzen und Lautstärken nahezu konstant. Die Geschwindigkeit der Schallwellen ist aber vom Material und von der Temperatur abhängig, was Einfluss auf die Konstruktion der Resonanzkörper bei Musikinstrumenten hat.
Was sind Zusammenklänge?
BearbeitenWenn man einen Stein in ein Becken mit Wasser wirft, bemerkt man, dass sich die Wasseroberfläche recht regelmäßig kräuselt - es sind also Wellen entstanden. Wirft man nun zwei Steine nebeneinander in das Becken so bemerkt man, dass sich die Wasseroberfläche wieder kräuselt, aber jedoch zwei Wellen entstanden sind, die sich überlagern und zu einer Form „verschmelzen“, die mit einer normalen Welle nicht so viel gemein hat. Die beiden Erreger (die Steine) haben zwei Wellen erzeugt, die sich überlagern. Dieses Phänomen nennt sich Interferenz. Nur selten hören wir Töne, die nur aus einer Welle bestehen. Einen solchen so genannten Sinus-Ton würde man zudem eher als unschön empfinden.
Meist sind Töne ein Gemisch von vielen einzelnen Tönen, also die Schallwellen, die sich überlagern. Verschiedene Schallwellen verstärken sich gegenseitig oder schwächen sich gegenseitig ab. Es kann sogar sein, dass sich zwei Schallwellen, die exakt in gegenläufiger Richtung schwingen, sich gegenseitig aufheben. Man kann sich das so vorstellen: Wenn die eine Welle nach rechts auslenkt und die andere Welle zur gleichen Zeit am gleichen Ort nach links, so passiert insgesamt nichts, die Wellenbewegungen heben sich auf.
Die Mischung der verschiedenen Schallwellen ist von Instrument zu Instrument und sogar von Raum zu Raum unterschiedlich. Diesen Unterschied der Töne nennt man Klang.
Physikalisch gesehen ist das, was wir hören also ein Mischmasch aus einzelnen Schallwellen, die bei uns am Ohr ankommt. Jedoch ist das Ohr (genauer: unser Hörzentrum im Gehirn) nicht immer in der Lage, die genaue Entstehung der einzelnen Wellen zurückzuverfolgen.
Wenn verschiedene Wellen in bestimmten Frequenzen erklingen, die zueinander passen, so werden die verschiedenen Wellen als ein Klangereignis wahrgenommen. Ein ungeübter Hörer ist bei einem gut gestimmten Instrument (z. B. Gitarre, Klavier) meist nicht in der Lage, die Töne eines angeschlagenen Akkordes einzeln zu bestimmen. Ein Akkord wird als ein Klangereignis wahrgenommen.
Unser Gehör ist jedoch in der Lage leichte Ungenauigkeiten dieser Mischwelle herauszuhören und, sofern die Ungenauigkeiten groß genug sind, wieder in ihre ursprünglichen Teile zu zerlegen. So sind auch ungeübte Hörer meist sofort in der Lage, eine ungestimmte Saite (Gitarre, Klavier) aus einem Akkord einzeln herauszuhören. Im positivem Sinne sind wir Menschen durchaus in der Lage zu erkennen, dass z. B. ein Horn und eine Violine zusammenspielen.
Das Phänomen, bestimmte Tongemische nicht in die Einzelbestandteile zerlegen zu können, andere Tongemische jedoch sehr leicht verschiedenen Klangereignissen zuordnen zu können, lässt sich relativ leicht mit der Wahrnehmungspsychologie erklären. Menschen und Tiere müssen in der Lage sein zu unterscheiden, ob bestimmte Geräusche und Klänge von verschiedenen Objekten herrühren oder nur von einem Objekt stammen. Welche Klänge zu den einfachen Hintergrundgeräuschen gehören (z. B. ein plätschernder Bach) und welche von einem anderen Objekt erzeugt worden sind (z. B. ein im Bach planschender Fisch).
Die Musik macht sich die angeborenen und erworbenen Fähigkeiten des Gehörs zunutze, um Geräusche und Klänge zu einen eigenen kunstvollen Bedeutungskontext zu verknüpfen.
