Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Raumakustik In einem geschlossenen Raum – Wohnraum, Vortragsraum, Konzertsaal – hören wir sowohl den direkt von der Schallquelle kommenden Ton, als auch einfache (frühe) und mehrfache (späte) Reflexionen an Decke, Boden und Wänden des Raums ( Nachhall ). Wie der Schall reflektiert wird und abklingt, beeinflusst die Schallwahrnehmung und ist für Musiker und Zuhörer wichtig. Die frühen Re- flexionen helfen, die Richtung zur Schallquelle wahrzunehmen. Eine lange Nachhalldauer verstärkt das Empfinden, sich in einem großen Raum zu befin- den. Deutliche Echos sind in der Regel unerwünscht. Für das Verstehen von Sprache ist eine Nachhalldauer unter etwa 0,5 s günstig, darüber werden die Worte unverständlich. Musik klingt dagegen bei einer län- geren Nachhalldauer am besten. Konzertsäle werden so gestaltet, dass auf allen Plätzen die Zuhörer nach dem direkten Schall möglichst viele frühe Reflexionen erhalten. Die Raumakustik wird durch die Position der Schallquellen, bzw. bei Orchestern der Musiker beeinflusst. Die Intensität der Tonabstrahlung ist meist richtungs- und frequenzabhängig. Die mehrfachen Reflexionen führen daher zu einem besser ausgeglichenen Höreindruck. Schlechte Raumakustik bedeutet hingegen: Echos an manchen Stellen; der Nachhall ist zu lang für Sprachverstehen oder zu kurz für ein räumliches Klang empfinden; der Schall verteilt sich nicht gleichmäßig im Raum; stehende Wellen verursachen bei tiefen Frequenzen ausgeprägte Schwingungsknoten mit Laut- stärkeminima. Bei Aufnahme- und Regieräumen (etwa Tonstudios) soll der Nachhall möglichst gering sein, um die Aufnahme bzw. die Lautsprecherwie- dergabe möglichst wenig durch Raumreflexionen zu beeinträchtigen. e Musikinstrumente Musikinstrumente nutzen zur Klangerzeugung zumeist Saiten oder Luftsäulen. Durch Schlagen, Zupfen, Streichen oder Blasen werden diese zum Schwingen an- geregt. Jedes Instrument schwingt in den für das Instrument typischen Eigenfre- quenzen (s. Seite 58). Diese hängen von der Länge der Saite bzw. Luftsäule und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im jeweiligen Material ab. Experiment: Verkürzen von Saiten 57.1 E 1 Du brauchst: ein Saiteninstrument (z. B. Monochord, Violine, Gitarre); Mikro- phon und Oszilloskop (oder geeignete Computersoftware). Verkürze die Saite durch Aufsetzen der Finger oder durch Stege. Was hörst du? Wie ändert sich die Grundfrequenz, wenn du die Saitenlänge halbierst? Nimm die Klänge über ein Mikrofon auf und zeige die Kurven im Oszilloskop oder am Compu- ter. Was siehst du? Wird die Saitenlänge l verkürzt, so hat dies nach der Formel f 0 = λ /(2 l ) eine Erhö- hung der Grundfrequenz zur Folge (siehe S. 58). Der Klang eines Musikinstruments eines Instruments setzt sich (entsprechend den Eigenfrequenzen der Saite bzw. der Luftsäule) aus dem Grundton und den Obertö- nen zusammen. Der Grundton bestimmt die Tonhöhe, die Obertöne die Klangfarbe des Instruments. Ein Oszillogramm des Klangs zeigt eine periodische Schwingung wie in 58.3 unten, die durch Überlagerung aller Eigenfrequenzen der Saite bzw. der Luftsäule entsteht (s. auch Satz von Fourier, S. 34). Ein Klang besteht aus dem Grundton und den Obertönen. Die Grundschwingung ruft den Grundton hervor, welcher die Klanghöhe festlegt. Die Oberschwingungen verursachen die Obertöne , welche die Klangfarbe festlegen. 57.3 Bei Blasinstrumenten wie der Trompete oder Klarinette schwingt eine Luftsäule, bei Saiteninstrumenten werden die Saiten des Instruments durch Streichen oder Zupfen zum Schwingen gebracht. 57.1 Der Große Musikvereinssaal in Wien (erstes Konzert 1870) 57.2 Konzertsaal der Elbphilharmonie, Hamburg (erstes Konzert 2017) 57 | WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv