84 50 Von den Musikinstrumenten Weißt du, wie bei verschiedenen Instrumenten die Töne entstehen? Metall- und Darmsaiten werden in vielen Musikinstrumenten zur Tonerzeugung verwendet. Ihr Verhalten kann am Monochord1 (Abb. 50.1) untersucht werden. Es besteht aus einem hölzernen Kasten, auf dem über zwei Stege eine Saite gespannt ist. Versuch: Zupfe die auf einer Gitarre gespannten Saiten an. Dabei hörst du Töne. Beschreibe die Schwingungen der Saiten! Eine Saite schwingt in der Mitte am stärksten (Schwingungsbauch). Ihre eingespannten Enden sind in Ruhe (Schwingungsknoten). Ihre Schwingungen breiten sich in der Luft als Schallwellen aus. Der Ton ist umso höher, je kürzer und dünner die Saite ist und je stärker sie gespannt ist. Gleichzeitig mit dem Grundton hört man bei einer Saite noch mitklingende Töne, die Obertöne (Abb. 50.2, 50.3). Das Tongemisch aus Grundton und Obertönen bezeichnet man als Klang. Bei den Saiteninstrumenten können die Saiten durch Zupfen, Schlagen oder Streichen zum Schwingen gebracht werden. Zupfinstrumente sind die Gitarre, die Zither und die Harfe. Beim Klavier wird die Saite durch ein Hämmerchen angeschlagen, das durch eine Taste bewegt wird. Das bekannteste Streichinstrument ist die Geige (Violine). Durch einen Resonanzkasten wird der Ton der Saiteninstrumente kräftiger und voller. Auch Stäbe und Platten können durch Anschlagen zum Schwingen und in der Folge zum Tönen gebracht werden. Die Tonhöhe hängt unter anderem von der Länge und dem Material der Stäbe ab. Schwingende Holzstäbe finden wir beim Xylophon, schwingende Metallstäbe beim Glockenspiel und bei dem Triangel. Eine Stimmgabel ist im Wesentlichen ein U-förmig gebogener Stab (Abb. 50.4). Versuch: Schlage eine Stimmgabel an und berühre sie! Dabei hört sie im Allgemeinen auf zu schwingen. Auf jeder Zinke gibt es aber eine Stelle, bei deren Berührung sie trotzdem weiter schwingt. Hören wir nach der Berührung der Stimmgabel keinen Ton mehr, so haben wir ihre Schwingung unterbunden. Tönt sie aber weiter, muss die Berührungsstelle ein Punkt sein, der auch beim Schwingen der Stimmgabel in Ruhe bleibt (Abb. 50.4). Sie hat also dort einen Schwingungsknoten. Schwingungsbäuche finden wir an den Enden der Stimmgabel und in der gekrümmten Mitte am Stiel. Beispiele für schwingende Platten sind die Becken oder Tschinellen. Glocken sind gekrümmte Platten. Bei Pauken und Trommeln werden gespannte Häute und damit auch die darunter befindliche Luft zum Schwingen gebracht. Aber auch die Luft in Röhren oder Gefäßen aus Glas, Metall, Holz usw. kann zum Schwingen und damit zum Tönen gebracht werden. Man spricht in diesem Fall von schwingenden Luftsäulen. Musik wird störend oft empfunden, dieweil sie mit Geräusch verbunden. (Wilhelm Busch) 1 monos (griech.) … ein chorde (griech.) … Saite 50.1 Monochord. Es ist das älteste physikalische Lehrmittel. Bereits in der Antike wurde es verwendet, um musiktheoretische und physikalische Zusammenhänge zu demonstrieren. 50.2 Grundschwingung und Oberschwingungen der Saite eines Monochords (Abb. 50.1). Bei vielen Musikinstrumenten sind die Frequenzen der Obertöne annähernd ganzzahlige Vielfache der Frequenz des Grundtons. 50.3 Klangbild am Oszilloskop 50.4 Eine schwingende Stimmgabel hat zwei Schwingungsknoten. Nur zu Prüfzwecken – Eigentu des Verlag öbv
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