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 Musizierende und Zuhörende wichtig. Die frühen Reflexionen helfen, die Richtung zur Schallquelle wahrzunehmen. Eine lange Nachhalldauer verstärkt das Empfinden, sich in einem großen Raum zu befinden. 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 längeren Nachhalldauer am besten. Konzertsäle werden so gestaltet, dass man auf allen Plätzen nach dem direkten Schall möglichst viele frühe Reflexionen hört. Die Raumakustik wird durch die Position der Schallquellen, bzw. bei Orchestern der Musikerinnen und 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 Klangempfinden; der Schall verteilt sich nicht gleichmäßig im Raum; stehende Wellen verursachen bei tiefen Frequenzen ausgeprägte Schwingungsknoten mit Lautstärkeminima. Bei Aufnahme- und Regieräumen (etwa Tonstudios) soll der Nachhall möglichst gering sein, um die Aufnahme bzw. die Lautsprecherwiedergabe möglichst wenig durch Raumreflexionen zu beeinträchtigen. Raumakustik 61.1 Der Große Musikvereinssaal in Wien (erstes Konzert 1870) 61.2 Konzertsaal der Elbphilharmonie, Hamburg (erstes Konzert 2017) Musikinstrumente Musikinstrumente nutzen zur Klangerzeugung zumeist Saiten oder Luftsäulen. Durch Schlagen, Zupfen, Streichen oder Blasen werden diese zum Schwingen angeregt. Jedes Instrument schwingt in den für das Instrument typischen Eigenfrequenzen (siehe S. 62). Diese hängen von der Länge der Saite bzw. Luftsäule und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im jeweiligen Material ab. Experiment: Verkürzen von Saiten 61.1 E2 Du brauchst: ein Saiteninstrument (z. B. Monochord, Violine, Gitarre); ein Smartphone mit geeigneter App (siehe z.B. 59.2) oder ein Mikrophon, einen Computer und geeignete Software. Erzeuge Töne und Klänge mit den Saiten des Instruments. Verkürze die einzelnen Saiten durch Aufsetzen der Finger oder durch Stege und erzeuge wieder Töne. Was hörst du? Wie unterscheiden sich die einzelnen Töne? Nimm die verschiedenen Töne und Klänge über ein Mikrofon auf und zeige die Kurven am Oszilloskop oder am Smartphone. Was siehst du? Protokolliere deine Beobachtungen. Wird die Saitenlänge l verkürzt, so hat dies nach der Formel f 0 = λ/(2l) eine Erhöhung der Grundfrequenz zur Folge (siehe S. 62). Der Klang eines Musikinstruments setzt sich (entsprechend den Eigenfrequenzen der Saite bzw. der Luftsäule) aus dem Grundton (entspricht der Grundschwingung) und den Obertönen (entsprechen den Oberschwingungen) zusammen (siehe 62.1). Der Grundton bestimmt die Tonhöhe, die Obertöne die Klangfarbe des Instruments. Ein Oszillogramm des Klangs zeigt eine periodische Schwingung, die durch Überlagerung aller Eigenfrequenzen der Saite bzw. der Luftsäule entsteht. Ein Klang besteht aus dem Grundton und den Obertönen. Die Grundschwingung ruft den Grundton hervor, welcher die Tonhöhe festlegt. Die Oberschwingungen verursachen die Obertöne, welche die Klangfarbe festlegen. 61.3 Schallwellen, die sich nur durch die relative Lage der harmonischen Teilschwingungen unterscheiden, ergeben denselben Klang. y t y t 61.4 Bei Saiteninstrumenten werden die Saiten des Instruments durch Streichen oder Zupfen zum Schwingen gebracht. 61 Wellen 2 Mechanische Wellen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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