25 3 Die faszinierende Welt des Schalls dann also: Die Stimmgabel hat eine Frequenz von 440 Hz. Oder ganz kurz und knackig: Die Stimmgabel hat 440 Hz. In B 3.3 siehst du auch die Frequenzen der anderen Töne in einer C-Dur-Tonleiter eingezeichnet. Je höher die Frequenz einer Schallquelle, je höher also die Hertz, desto höher klingt sie ( A 2 ). Eine Hummel summt daher mit 100 Hz viel tiefer als eine Gelse mit 700 Hz (siehe Kap. 2.3). In B 3.1 sind Frequenzen sogar bis 10.000 Hz eingezeichnet. Die Stimme erzeugt vor allem Schwingungen bis einige 1000 Hz, aber auch einige sehr hohe Frequenzen. Und das bringt uns jetzt zu A 3 . Nehmen wir an, du spielst auf verschiedenen Instrumenten genau dieselbe Note, sagen wir ein a’, also genau 440 Hz. Auf jedem Instrument hört sich diese Note aber komplett unterschiedlich an (B 3.4)? Warum ist das so? Sollten 440 Hz nicht immer gleich klingen? Das bringt uns zur wichtigen Unterscheidung zwischen Ton und Klang. Von einem Ton spricht man in der Physik nur dann, wenn eine einzige Frequenz erzeugt wird. Perfekt kann man das nur elektronisch erreichen, etwa mit dem Tongenerator in A 2 , aber auch bei einer Stimmgabel ist das ganz gut der Fall. Die Zinken schwingen schön regelmäßig hin und her, die Schwingung ist also schön glatt (B 3.5 a; siehe auch B 2.13, S. 17). B 3.4 Jeder erkennt den Klang eines Saxophones sofort. Es klingt ganz anders als eine Gitarre oder ein Klavier. Warum aber? B 3.5 Ton, Klang und Geräusch im Vergleich: Bei a und b hat man denselben Höheneindruck, weil der tiefste Ton in beiden Fällen eine Frequenz von 440 Hz hat. Geräusche sind jedoch unregelmäßig und haben keine bestimmte Tonhöhe. Schwingung der Schallquelle Schwingungsweite Zeit in 1/1000 s c Geräusch b Klang a Ton 0 2 4 6 8 10 12 Wenn man aber auf einem Instrument ein a’ spielt, dann erzeugt man nicht nur 440 Hz, sondern zusätzlich auch viele höhere Frequenzen, die sich alle überlagern. Das siehst du daran, dass die Schwingung dann sehr viele Zacken hat (B 3.5 b). So etwas nennt man einen Klang. Ein Klang besteht aus vielen einzelnen Frequenzen. Der Eindruck der Klanghöhe wird von der niedrigsten Frequenz verursacht. In unserem Fall sind das eben die 440 Hz. Deshalb hört man trotz der Unterschiede dieselbe Note. Weil aber die zusätzlichen, höheren Frequenzen bei jedem Instrument anders sind, hat jedes seinen eigenen unverkennbaren Klang. Das gilt übrigens auch für die menschliche Stimme. Auch die Stimme erzeugt Klänge, also eine Mischung von unglaublich vielen Frequenzen gleichzeitig (B 3.1). Du kannst die Stimme von Mama und Papa sofort erkennen. Warum? Weil die Mischung der Frequenzen in der Stimme bei jeder Person einzigartig ist. B 3.6 Ein plätscherndes Bächlein erzeugt viele Frequenzen, die sich aber ständig verändern. Deshalb erzeugt es ein Geräusch. Und dann sind da noch Geräusche (B 3.5 c), etwa das Plätschern eines Bächleins (3.6) oder das Klirren eines zerbrechenden Tellers. Auch Geräusche bestehen aus vielen Frequenzen. Diese sind aber unregelmäßig, die Zacken in den Schwingungen haben also kein wiederkehrendes Muster. Weil sich die Frequenzen ständig verändern, hat man nicht den Eindruck, dass es eine bestimmte Tonhöhe gibt wie bei den Klängen. Kurz zusammengefasst Unter Frequenz versteht man die Schwingungen in einer bestimmten Zeit. Die Einheit Hertz bedeutet Schwingungen pro Sekunde. Wenn also etwas 440-mal pro Sekunde schwingt, dann hat es eine Frequenz von 440 Hz. Ein Ton besteht aus nur einer einzigen Frequenz. Ein Klang besteht aus vielen verschiedenen Frequenzen. Auch die Stimme erzeugt einen Klang. Der Höheneindruck, also die Note, die man hört, entsteht durch die niedrigste Frequenz. Bei einem Geräusch ändern sich die Frequenzen pausenlos und die Schwingung ist nicht regelmäßig. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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