WORUM GEHT ES?
Wie entsteht eigentlich bei einer Geige, einer Gitarre oder einem Klavier der Ton, der zu hören ist, wenn man die Saite streicht, zupft oder eine Taste anschlägt? Und warum gibt es so viele verschiedene Töne? Einen Ton erzeugt das sich hier drehende Seil zwar nicht, aber es formt eine stehende Welle, die auch bei Musikinstrumenten entsteht und dort die Töne bildet.
WESHALB IST DAS SO?
Mit Hilfe eines kleinen Motors wird ein Seil in schwingende Bewegung gebracht. Die dabei entstehenden „Bäuche“ und „Knoten“ – so nennt man die Stellen, an denen das Seil maximal ausschlägt bzw. ruht – sind Teile einer stehenden Welle. Mit diesem Begriff beschreibt man die Überlagerung zweier Wellen, die mit gleicher Frequenz und gleicher Schwingungsweite (Amplitude) in entgegengesetzter Richtung laufen. Das passiert zum Beispiel dann, wenn eine hinlaufende Welle an einem Hindernis reflektiert wird und wieder in die entgegengesetzte Richtung zurückläuft. Dann überlagern sich die beiden Wellen und es entsteht eine Schwingung mit Bäuchen und Knoten an gleichbleibenden Stellen.
Wenn man die Seilspannung oder die Rotationsgeschwindigkeit ändert, kann eine unterschiedliche Anzahl von Knoten und Bäuchen eingestellt werden. Die stehende Welle mit nur einem Bauch wird als Grundschwingung bezeichnet. Alle übrigen Wellen heißen Oberschwingungen und besitzen immer eine vielfache Anzahl von vollständigen Bäuchen und Knoten.
Stehende Wellen sind auch bei sämtlichen Saiteninstrumenten, wie z. B. Gitarren, Geigen oder Klavieren zu beobachten. Die schwingende Saite und der mit ihr verbundene Resonanzkörper versetzen die Luft in Schwingungen, die dann als Ton zu hören sind. In der Akustik wird die Grundschwingung als Grundton bezeichnet. Alle übrigen Wellen sind die Obertöne.