Naturtonreihe
Harmonien in der Musik sind Töne, die auf besondere Weise erzeugt werden. Sie sind Töne, die als Teil der "harmonischen Reihe" erzeugt werden.
In der Physik ist eine Harmonische eine Welle, die zur Grundwelle hinzugefügt wird. In diesem Artikel geht es um Schallwellen, die man klar verstehen kann, wenn man sich die Saiten eines Musikinstruments anschaut.
Wenn ein Geiger eine Note auf einer Geigensaite spielt, beginnt die Saite sehr schnell zu schwingen. Diese Vibration bringt die Luft zum Schwingen und die Schallwellen wandern zu unserem Ohr, so dass wir sie hören können. Wenn der Ton absolut rein wäre, würde sich die Saite in einer perfekten Sinusform bewegen und nur eine Frequenz erzeugen, aber stattdessen werden neben der Hauptfrequenz mehrere Frequenzen gleichzeitig erzeugt. Der auf der Geigensaite gespielte Ton bringt die Saite auf sehr komplizierte Weise zum Schwingen. Es gibt den Grundton (den Grundton), aber dazu kommen noch viele andere kleine Töne, die sich alle auf eine besondere Weise zu einem Klang summieren, der uns sagt, dass es sich um eine Geige handelt, die spielt, und nicht um eine Klarinette oder eine menschliche Stimme.
Je höher der Ton, desto schneller schwingt die Saite. Ein A über dem mittleren C (die A-Saite des Geigers) schwingt mit 440 Hz (440 Mal pro Sekunde). Dies ist der "Grundton" oder "erste Harmonische". Die zweite Harmonische schwingt doppelt so schnell (Verhältnis 2:1): 880Hz. Dies ergibt ein A eine Oktave höher. Die dritte Harmonische ergibt ein Verhältnis von 3:2. Dies ergibt ein E (eine Oktave und eine Quinte über dem Grundton). Je höher die Harmonische ist, desto leiser ist sie, aber das Verhältnis ist immer eine ganze Zahl (kein Bruch).
Jede Note, die auf einem Instrument gespielt wird, ist in Wirklichkeit eine Kombination aus mehreren Noten oder "Obertönen", auch wenn wir vielleicht nicht merken, dass wir mehr als eine Note gleichzeitig hören. Spielen Sie das tiefste C auf dem Klavier. Suchen Sie nun das nächste C, das eine Oktave höher liegt. Drücken Sie diese Taste sehr langsam, so dass sie nicht erklingt, und halten Sie sie gedrückt. Während Sie sie gedrückt halten, spielen Sie wieder das unterste C, wobei Sie es laut und sehr kurz machen. Das leise gehaltene C wird nun erklingen. Das liegt daran, dass die Saiten dieses C ein wenig schwingen, weil es eine Harmonische des tiefen C ist (sie können schwingen, weil der Dämpfer von der Saite entfernt ist, während der Ton gedrückt gehalten wird). Dasselbe kann man tun, wenn man das nächste G gedrückt hält, dann das nächste C, dann das E. Je höher der Ton, desto schwächer (leiser) werden die Obertöne. Das musikalische Beispiel unten zeigt die Noten einer harmonischen Reihe in musikalischer Notation.
Um die Noten einer harmonischen Reihe zu hören, klicken Sie hier: hier klicken.
Eine Illustration der harmonischen Reihe als Musiknotation. Nicht alle Noten sind exakt gestimmt; Details siehe unten.
Spielen von Obertönen auf Instrumenten
Musiker müssen manchmal Obertöne auf ihren Instrumenten spielen. In der Musiknotation wird dies durch einen kleinen Kreis über der Note dargestellt.
Ein Geiger kann seinen Finger sehr leicht auf eine Saite legen, so dass er die Saite in zwei Hälften teilt. Er hört eine Harmonische (den Ton eine Oktave höher als die offene Saite). Wenn sie ihre Finger an anderen Stellen platzieren, können sie mehr Obertöne hören, z.B. wenn sie die Saite ein Viertel des Weges nach unten berühren, hören sie den nächsten Oberton. "Künstliche Flageoletts" können gespielt werden, indem eine Saite mit dem Finger auf die übliche Weise angehalten wird (so dass die Saite nun kürzer ist) und der kleine Finger weiter oben auf der Saite platziert wird, um eine Harmonische der angehaltenen Note zu erhalten. Künstliche Flageoletts werden mit rautenförmigen Notenköpfen geschrieben. Sie sind sehr schwer gut zu spielen.
Harfenisten können Flageolett mit der linken Hand spielen, indem sie die Saite mit der Seite der Hand (in der Nähe des kleinen Fingers) stoppen und mit dem Daumen oder Finger zupfen. Bis zu 3 Noten können mit der linken Hand gespielt werden. Mit der rechten Hand können sie Flageolett spielen, indem sie die Saite mit dem oberen Knöchel des zweiten Fingers abstoppen und mit dem Daumen zupfen. Mit der rechten Hand kann nur ein harmonischer Ton gespielt werden. Flageoletts auf der Harfe klingen sehr schön.
Spieler von Holz- und Blechblasinstrumenten spielen viele ihrer Töne, indem sie etwas stärker blasen (überblasen), um eine höhere Tonfolge zu erhalten. Instrumente wie die Blockflöte können Akkorde spielen, indem sie mehrere Obertöne zusammen klingen lassen, aber dies ist äußerst schwierig und nur in der modernen Musik für virtuose Spieler zu finden.
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Fragen und Antworten
F: Was sind Obertöne in der Musik?
A: Obertöne in der Musik sind Noten, die als Teil der "harmonischen Reihe" erzeugt werden. Diese Noten werden auf besondere Weise erzeugt, indem der Grundwelle Wellen hinzugefügt werden.
F: Wie funktionieren Schallwellen?
A: Schallwellen kann man verstehen, wenn man sich die Saiten eines Musikinstruments ansieht. Wenn ein Geiger eine Note auf einer Geigensaite spielt, beginnt die Saite sehr schnell zu vibrieren und diese Vibration versetzt die Luft in Schwingung, wodurch Schallwellen erzeugt werden, die zu unserem Ohr gelangen, so dass wir sie hören können.
F: Wie ist das Verhältnis zwischen den verschiedenen Obertönen?
A: Je höher der Oberton, desto leiser ist er, aber das Verhältnis ist immer eine ganze Zahl (kein Bruch). Zum Beispiel schwingt ein A über dem mittleren C (die A-Saite des Geigers) mit 440 Hz (440 Mal pro Sekunde), was als "Grundton" oder "erster Oberton" bezeichnet wird. Die zweite Harmonische schwingt doppelt so schnell (Verhältnis 2:1): 880Hz, was ein A eine Oktave höher ergibt. Die dritte Harmonische hat ein Verhältnis von 3:2 und ergibt ein E (eine Oktave und eine Quinte über dem Grundton).
F: Wie können Sie mehrere Noten von einem Instrument hören?
A: Jede Note, die auf einem Instrument gespielt wird, besteht in Wirklichkeit aus mehreren Noten oder "Obertönen", auch wenn wir vielleicht nicht merken, dass wir mehr als eine Note auf einmal hören. Dies lässt sich veranschaulichen, indem Sie das tiefste C auf dem Klavier spielen und dann langsam ein anderes C drücken, das eine Oktave höher ist, ohne dass es erklingt. Wenn Sie das tiefe C erneut laut und kurz spielen, hören Sie auch das stille C, weil seine Saiten vibriert haben, weil es leise gedrückt wurde, während es noch Teil seiner harmonischen Reihe ist.
F: Wie sieht die musikalische Notation für Obertöne aus?
A: Die musikalische Notation für Obertöne zeigt alle einzelnen Noten innerhalb ihrer jeweiligen Obertonreihe.
F: Gibt es ein Audiobeispiel, um sich die Harmonik anzuhören?
A Ja - wenn Sie hier klicken, erhalten Sie Zugang zu Audiobeispielen, die zeigen, wie verschiedene Obertöne klingen, wenn sie zu einer Note oder einem Akkord kombiniert werden.
