Naturlige toner

Den naturlige tone række er en række toner arrangeret i stigende tonehøjde , som kan produceres på blæsere , men også på næsten hvert rør eller slange, uden at forkorte eller forlænge den vibrerende søjle af luft, bare ved at blæse den på forskellige måder. Med hensyn til deres frekvensforhold svarer den naturlige toneserie, ligesom flageoletserien , i det væsentlige til toneserien , også kendt som overtoneserien . Naturlige toner som f.eks. Flageolet -toner lyder imidlertid ægte, mens partialer kun tales om som komponenter i en musikalsk tone (dvs. en akustisk lyd ).

De fem laveste naturlige vibrationer ( stående bølger ) i luftsøjlen i et konisk rør. Mørk: maksimal, lys: minimum af trykamplituden. På grund af den koniske form er afstanden mellem trykmaxima i en bølge ikke den samme og heller ikke noget direkte mål for bølgelængden af ​​den udsendte lyd ^[1]

Lyden af ​​blæsere kommer fra stående bølger, der dannes i instrumentet. Bølgelængden for den første (laveste) naturlige tone, rod- eller pedaltonen , er to gange længden af ​​luftsøjlen i de fleste blæsere og fire gange længden af ​​luftsøjlen i visse sivinstrumenter (klarinet). Gennem såkaldt overblæsning kan forskellige andre naturlige frekvenser i luftsøjlen ophidses over grundtonen, dvs. forskellige naturlige toner kan genereres. Naturtoner spiller en særlig vigtig rolle i værdiløse blæsere, såsom det naturlige horn , den naturlige trompet eller alphorn .

Fænomenet med strengeinstrumenter, der er fysisk relateret til naturlige toner, er flageolet -toner.

Frekvensforhold

Frekvenserne for de stående bølger, der kan genereres i en given luftsøjle, er (omtrent) integrerede multipler af den lavest mulige frekvens, frekvensen af ​​det grundlæggende. Følgende tabel viser et eksempel på de første 16 toner i serien med naturlige toner baseret på tasten C. De anvendte farver er baseret på musik-farvesynæstesi .

Enkel model - sammenligning med keynote

Delnummer:	1	2	3	4.	5	6.	7 *	8.	9	10	11 *	12.	13 *	14 *	15.	16
Multipler af grundfrekvensen:	enkel	dobbelt	tredobbelt	fourf.	fem.	seksf.	syvf.	ottef.	ninef.	tenf.	elleve.	tolv.	trettenf.	fjortenf.	femtenf.	sekstenf.
Eksempel f i Hz:	66 [t 1]	132	198	264	330	396	462	528	594	660	726	792	858	924	990	1056
Karakter:
Tonenavn:	C.	c	G	c '	e '	G '	≈ b ' [t 2]	c ''	d ''	e ''	≈ f '' [t 3]	G ''	≈ som '' [t 4]	≈ b '' [t 5]	H ''	c '' '
Forhold til tonen herunder:	1: 1	2: 1	3: 2	4: 3	5: 4	6: 5	7: 6	8: 7	9: 8	10: 9	11:10	12:11	13:12	14:13	15:14	16:15
Interval til tonen herunder:	Prime	Octave [t 6]	perfekt femte	rene fjerdedele	større tredjedel	mindre tredjedel	-	-	stor hel tone	lille hel tone	-	-	-	-	-	diatonisk halvtone
Forholdet mellem delvis og rod:	1: 1	2: 1	3: 1	4: 1	5: 1	6: 1	7: 1	8: 1	9: 1	10: 1	11: 1	12: 1	13: 1	14: 1	15: 1	16: 1
Interval over det grundlæggende:	Prime	oktav	Duodecime	2 oktaver	2 oktaver + større tredjedel	2 oktaver + perfekt femte	2 oktaver + naturlig sept	3 oktaver	3 oktaver + major sekund	3 oktaver + større tredjedel	3 oktaver + alphornselskab	3 oktaver + perfekt femte	3 oktaver + ≈ mindre sjette	3 oktaver + naturligt septime	3 oktaver + major syvende	4 oktaver

Tonerne markeret med '≈' er uden for den diatoniske skala , mens resten af ​​tonerne svarer til de diatoniske toner i ren tuning . Jo højere oktaven nåede, jo tættere er de naturlige toner, og jo flere af dem ligger uden for den diatoniske skala.

Bordfodnoter

1. ↑ Frekvensen på 66 Hz for grundtonen C svarer til valget af 440 Hz for tonehøjden A ': en lille tredjedel (frekvensforhold ^_6/5) via a' = 440 Hz lyden c '' med 440 × ^{_{6/ 5}} = 528 Hz. C, som er tre oktaver lavere, har frekvensen 528: (2 ³ ) = 66 Hz.
2. ↑ 7. delvis tone = 462 Hz ( naturlig syvende ). Afvigelse fra b '= 475,2 Hz for den rene tuning ≈ 49 cent. Bemærk: Enhedscenten bruges primært til repræsentation af de subtile forskelle i intervallernes størrelse med en (lige) halvtone = 100 cent og en oktav = 1200 cent. Beregningen udføres ved hjælp af logaritmen på to lb af frekvensforholdet. Her 1200lb (475,2 / 462) ≈ 49 cent.
3. ↑ 11. delvis tone = 726 Hz ( Alphorn-Fa ). Afvigelse fra f '' = 704 Hz eller f skarp '' = 742,5 Hz for den rene tuning ≈ 53 cent eller 39 cent.
4. ↑ 13. deltone = 858 Hz. Afvigelse fra en lejlighed '' = 844,8 Hz for den rene tuning ≈ 27 cent
5. ↑ 14. delvis tone = 924 Hz ( naturlig syvende ). Afvigelse fra b '' = 950,4 Hz for den rene tuning ≈ 49 cent
6. ↑ Det musikalske interval for en oktav svarer til en fordobling af frekvensen.

Musik at øve

Den spilbare række noter af en naturlig trompet med en længde på ca. 240 cm. Lyt (MIDI)

Messing instrumenter

På messinginstrumenter skaber afspilleren række af naturlige toner ved at ændre læbespænding og blæsetryk. Pladsen kan varieres ( intones ) med ca. + 50 / -50 cent . ^[2]

Den første naturlige tone, grundtonen eller pedaltonen, kan bruges af erfarne blæsere til at intonere messinginstrumenterne med en bred længde og er især påkrævet i litteraturen for bastrombonen og tubaen . Den første naturlige tone bruges ikke, eller kun sjældent, på instrumenter med en smal skala, såsom trompet og fransk horn (se instrumentering ). ^[3] Vægten er åben til toppen. Detnaturlige horn i F blæser for eksempel op til den 24. naturlige note. Enkel jagtmusik kommer sammen med diatoniske naturlige toner. Med alphornen afspilles undertiden den naturlige syvende og endda alphorn fa , som lyder usædvanlig for ører, der er vant til klassisk musik.

Diatoniske og kromatiske skalaer samt en ren intonation i det høje andet område (fra den 7. naturlige tone) kan kun blæses ved at forlænge rørets længde. Dette illustreres bedst med dias -trombonen : Fra hver naturlig tone resulterer de syv dias -positioner hver i et yderligere halvtonetrin ned. Ventilinstrumenter forlænger røret ved hjælp af roterende eller pumpeventiler .

Diatoniske og kromatiske skalaer er meget vanskelige at spille på det naturlige horn og den naturlige trompet og baroktrompet . For at forenkle sagerne inden for tidlig musik z. B. udviklet ventilen horn og ventilen trompet . I modsætning til moderne messinginstrumenter opnås ændringen i luftsøjlens længde, svarende til træblæseinstrumenter, ved at forkorte den vibrerende luftsøjle fra det længste rør ved at slippe fingerhuller eller åbne flapper og derved forkorte luftsøjlen.

Ved hjælp af forskellige blæsningsteknikker (over- eller underblæsning ^{[note 1]} ) kan de "urene" naturlige toner korrigeres på alle messinginstrumenter. I tilfælde af horn er det også muligt at rette dem ved at "tilslutte" hånden i overliggeren. På grund af lydgenereringens fysik har formen på messinginstrumentets klokke indflydelse på klangfarven og også på renheden af ​​intervallerne mellem de naturlige toner.

Træblæsere

De naturlige toner er vigtige her, når de overblæser . På åbne fløjter og sivinstrumenter med et konisk rør kan alle naturlige toner overblæses. I praksis er det meste op til den 4. naturlige tone overblown. En undtagelse er overtonefløjter (åbne fløjter uden fingerhuller eller nøgler), hvorpå kun serien af ​​naturlige toner kan spilles. Disse instrumenter er overblown op til den 8. naturlige note eller endnu højere.

På stødte fløjter og rørinstrumenter med et cylindrisk rør kan du kun blæse over de ulige naturtoner. I praksis bruges kun de 3. og 5. naturlige toner; den 7. naturlige tone er meget vanskelig at opnå, og dens intonation adskiller sig væsentligt fra den tilsvarende diatoniske eller lige afstemte tone.

organ

I orgelet spiller de naturlige toner en rolle i overblæsning af rør, der leverer en overton i stedet for deres grundlæggende. Der skal skelnes mellem alikvotregisterne , der bruges som en additiv blanding af overtoner for at ændre klangfarven.

Unøjagtighed af ægte naturlige og overdrevne toner

Generelt antages det, at de naturlige toner danner rene intervaller med hinanden, og at deres frekvenser er integrerede multipler af grundtonefrekvensen. Dette gælder dog kun cirka og med visse begrænsninger, som er forklaret mere detaljeret under Overtone, afsnit: Grænser for den simple model .

De tilsvarende virkelige overblæste toner kan afvige fra det teoretiske heltal endnu mere end de naturlige toner selv. For eksempel er overblæsningen gedackterrør , hvilket resulterer i, at Blasquinte næsten ⅛ lyder mindre end den rene eller tempererede femte. ^[4]

"Der er også afvigelser med blæseinstrumenter: Overtonerne og - endnu mere - de overblæste toner svarer ikke ligefrem til multiplumet af det grundlæggende, men præcist nok til at blive opfattet af os som tilhørende sammen." ( Jobst Fricke , 1962 ) ^[5]

Se også

• Harmoniske
• Overtoner
• Naturmalm

litteratur

• Michael Dickreiter: Håndbog i optagestudieteknologien. 6. udgave, KG Saur Verlag KG, München 1997, ISBN 3-598-11320-X .
• Archimandrit Johannes Pfeiffer: Vejen til naturlig kultsang. Det tyske ortodokse kirkesangs musikalske system, dets åndelige og historiske krav, dets symbolik og overtonernes harmoniske struktur , Verlag Kloster Buchhagen , Bodenwerder- Buchhagen 2012, ISBN 978-3-926236-09-8 .
• Michael Magleitner: Om de mange forskellige tonale designmuligheder. PDF , Universitetet i Wien, 2009.

Weblinks

• Stemmefrekvent grafik og lydeksempler på de sungne serier af naturlige toner

Individuelle beviser

1. ↑ J. Wolfe: "Pipes and Harmonics"
2. ↑ Matthias Bertsch. (2002) Undersøgelser om lydgenerering på trompeten (intonation på trompeter.) Wien: IWK.MDW.AC.AT, 2002.
3. ^ Hector Berlioz , Richard Strauss : Instrumentationslehre . Ny udgave 1955 udgave. CF Peters, Frankfurt 1955, s.   264   ff .  
4. ↑ Willibald Gurlitt, Hans Heinrich Eggebrecht (red.): Riemann Musik Lexikon, Sachteil, Mainz: Schott 1967, s 111 f..
5. ↑ Den indre stemning i den naturlige toneserie og lydene , Jobst Fricke i: Festschrift KG Fellerer til 60 -årsdagen. Ed. Hüschen, Regensburg 1962, side 162, og intonation og musikalsk hørelse, Habil.-Schr. Köln 1968

Bemærkninger

1. ↑ Overblæsning skal ikke forstås i betydningen overblæsning af naturlige noter, men betyder et lidt skarpere blæsning, hvilket fører til en lidt højere intonation. Tilsvarende blæser det (blødere) blæsende under en lidt dybere intonation.