Frequenz? Hertz? Oberton?
Eine kurze Erklärung


Wie ich in dem Textfenster „Geräusche“ schon erwähnte, gibt ein Geräusch eine Fülle von Informationen über das Ereignis, welches das Geräusch erzeugte. Diese Informationen holen wir uns aus der Luftbewegung, die auf unser Trommelfell trifft. Am Trommelfell sitzt ein kleines Hämmerchen, dass die Bewegung über Membrane bis hin zur Hörschnecke verstärkt. In der Hörschnecke befinden sich an die 15.000 Haarzellen, die in Schwingung geraten. Dieser Reiz wird über den Hörnerv an das Gehirn weitergeleitet. Das Ohr ist so aufgebaut, dass Haarzellen und Hörnerven für einzelne Frequenzen zuständig sind, dass heißt, der Klang wird erst zerlegt und dann wieder im Gehirn zusammengefügt.

Den Schall können wir uns ähnlich wie die kreisförmigen Wellen auf einer Wasseroberfläche vorstellen, die entstehen, wenn wir ein Steinchen hineingeschmissen haben. Die Verbreitung einer natürlichen Schallwelle vollzieht sich jedoch kugelförmig.
Auf der Wasseroberfläche entstehen nun sich ausbreitende Ringe, in Abständen deutlichere, dazwischen kleinere. Auf die Schallwelle übertragen wäre die Höhe der Rillen die Lautstärke (Amplitude), während die Breite der Rillen die Tonhöhe (Frequenz) bestimmte.
Die Frequenz wird in Hertz (Hz) = Schwingungen pro Sekunde gemessen, der Kammerton a schwingt 440 Mal in einer Sekunde, hat also 440 Hertz.

Die Hörfähigkeit des Menschen umfasst einen Frequenz-bereich von ca. 16 – 16.000 Hertz, der empfindlichste Hörbereich bewegt sich zwischen 1000 und 6000 Hertz.
"Alle meine Entchen" bewegt sich in der eingestrichenen (der beim Klavier mittigen) Oktave zwischen 261,63 Hz und 493,88 Hz.
Der höchste Ton auf der Klaviatur hat 4.186,01 Hz.

Bei einem Klang wird die deutlichste tiefe Frequenz als Grundton bezeichnet, in dem Wasserbeispiel wären das die gut erkennbaren größeren Ringe. Die mitschwingenden höheren Frequenzen nennt man Obertöne.

Wenn wir uns weitergehend in unserem Wasserbeispiel vorstellen, an einem Hafenbecken zu sitzen, werden die durch Steinwurf erzeugten ringförmigen Wellen irgendwann an die Wand des Beckens stossen. Ihre Bewegungsenergie macht nun kehrt und addiert sich mit den Ringen, die noch weiterhin aus der ursprünglichen Richtung kommen.
Wenn eine Schallwelle auf eine Wand stößt, wird ein Teil absorbiert, die Wand nimmt also Schall auf und gerät in Schwingung, ein anderer Teil wird reflektiert und addiert sich mit der Schallbewegung, die noch aus der Richtung der ursprünglichen Schallquelle kommt. Wenn Wellen sich addieren, nennt man das Interferenz.

Die Eigenschaft der Reflektion machen sich Instru-mentenbauer zu nutze, mit z. B. dem Bauch einer Gitarre, der als Resonanzkörper die auftreffenden Schallwellen reflektiert und somit den Klang lauter und durch die leichte Zeitverzögerung der reflektierten Wellen, also den Halleffekt, länger und voller erklingen lässt.

Wie hoch der Anteil der Absorption und der Reflektion ist, hängt von dem Stoff ab, auf den die Schallwelle trifft. Den Widerstand, der den Fluss der Schallwelle hindert, nennt man Impedanz. Wasser hat z. B. eine 3000fach höhere Impedanz als Luft.

Wenn der Klang nun letztendlich auf unser Ohr trifft, erhalten wir nicht nur Informationen über das Ereignis, welches den Klang verursachte, sondern auch über den Raum, in dem es stattfand.


... weiter