Musikon
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Physik - Schwingung
Erzeugung
Ein elastischer Körper oder eine Luftsäule kann durch z.B. Anschlagen oder Anblasen zum Schwingen gebracht werden. Durch die Luft werden die Schwingungen zum Ohr transportiert und als Ton oder Geräusch wahrgenommen. Schwingungen, die ein regelmäßiges Muster aufweisen, werden als Töne erkannt, unregelmäßige als Geräusche.
Die Geometrie eines Instrumentes bestimmt den spielbaren Frequenzbereich. Dabei kann allgemein davon ausgegangen werden, dass ein kleineres, dünneres Instrument höhere Töne erzeugt. Ebenso steigert die Spannung einer Saite oder eines Trommelfells die Tonhöhe.
Viele Instrumente haben zur Verstärkung des erzeugten Tones einen Resonanzkörper. Der Resonanzkörper muß so gebaut sein, dass er eine zum Instrument passende Resonanzfrequenz (Frequenz der größten Verstärkung) hat. So ist der Korpus eines Kontrabasses gross (lange Wellenlänge) und der einer Violine eher klein (kurze Wellenlänge).
Ideale Schwingung
Ein Sinuston stellt eine ideale Schwingung dar, der durch Amplitude (Lautstärke) die Frequenz (Schwingungen pro Sekunde, Tonhöhe) charakterisiert ist. Als Maßeinheit dient dabei das Hertz (Hz) = 1 Schwingung pro Sekunde. Hörbare Schwingungen liegen ca. im Bereich von 16 Hz bis 20.000 Hz (s.Tabelle). Der Bereich oberhalb wird Ultraschall, der Bereich unterhalb Infraschall genannt. Der Kammerton a' mit der Frequenz 440 Hz wird seit 1939 als Referenzton zum Stimmen der Instrumente verwendet.
Sinusschwingung

Sinusschwingung

Ein natürlicher Ton besteht aus einem ganzen Spektrum idealer Schwingungen. Durch die Fourieranalyse (Jean Baptiste Fourier, 1768 - 1830) kann die Frequenzverteilung berechnet werden (s. Signal/Spektrum).
Tonraum
Der hörbare Tonraum wird in Oktaven (Bereich bis zur verdoppelten Frequenz) eingeteilt. Die unterschiedlichen Oktaven werden durch Gross-/Kleinschreibung und Apostrophe gekennzeichnet.
Bezeichnung Hertz Bezeichnung Hertz
Subkontra-C (C2) 16,5 Hzc'' 528 Hz
Kontra-C (C1) 33 Hzc''' 1056 Hz
C 66 Hzc42112 Hz
c 132 Hzc54224 Hz
c' 264 Hzc68448 Hz
Hörempfindlichkeit
Die Hörempfindlichkeit nimmt mit dem Alter eines Menschen ab. Der Grad der Verschlechterung ist individuell verschieden. Durchschnittliche hörbare Frequenzbereiche :
  Wahrnehmung Erzeugung
Mensch bis 20 Jahre 20 - 20000 Hz 85 - 1100 Hz
Mensch bis 35 Jahre 20 - 15000 Hz
Mensch bis 50 Jahre 20 - 10000/12000 Hz
Mensch älter als 65 Jahre5000 - 6000 Hz
Hund 15 - 50000 Hz 450 - 1080 Hz
Delfin 150 - 150000 Hz 7000 - 120000 Hz
Fledermaus 1000 - 120000 Hz 10000 - 120000 Hz
Radio - 15 - 30000 Hz
Orgel - 10 - 8000 Hz
Klavier - 30 - 4100 Hz