Vorlesung 2: Instrumentenakustik

Question 1

Welches Modell wird bei der Schallerzeugung angewandt?

Answer 1

die ‘Quelle-Filter-Theorie’

Question 2

In welche zwei Schritte kann man die Schallerzeugung unterteilen und welche Art von Prozessen sind diese?

Answer 2

-> Rohschallerzeugung (Quelle)
= aerodynamischer Prozess

-> Resonator (Filter)
= akustischer Prozess

Question 3

Was ist ‘Phonetik’?

Answer 3

Lautlehre (Sprachlaute des Menschen)

Question 4

Wie lautet die Formel der Quelle-Filter-Theorie?

Answer 4

S(f) * D(f) * R(f) = A(f)

Question 5

Erkläre die an der Quelle-Filter-Theorie beteiligten Variablen.

Answer 5

• > S… Source (Anregung) [Saiten, Lippen am Mundstück, Felle, etc.)
• > D… Deviation (Übertragung) [Resonanzkörper)
• > R… Radiation (Abstrahlung) [Schallloch, Korpus)
• > A… Amplitude [resultierende Luftdruckschwankung]

Question 6

Was ist im Spektrum eines einmaligen Impulses enthalten?

Answer 6

alle Teiltöne

Question 7

Was entsteht, wenn Impulse periodisch aufeinanderfolgen?

Answer 7

Wellen

Question 8

Was passiert nach der Anregung mit dem Quellenspektrum?

Answer 8

Es wird von der Filterkurve eines Resonanzkörpers überformt.

Question 9

Wodurch kann bei einem Blasinstrument Energie verloren gehen?

Answer 9

Verlust…

1) in der Mundhöhle
2) durch die Lippenschwingung
3) durch Reibung
4) durch Wärme
5) durch Wirbelströmungen

Question 10

Wie groß muss der abstrahlende Körper mindestens sein?

Answer 10

Mindestens so groß wie die halbe Wellenlänge des abgestrahlten Schalls.

Question 11

Warum klingen die tiefsten Töne von Musikinstrumenten oft sehr schwach?

Answer 11

Weil diese zu klein sind.

Question 12

Was ist teil des Subglottaltrakts?

Answer 12

Zwerchfell
Lungen
Luftröhre

Question 13

Wohin pumpen die Lungen Luft?

Answer 13

in Richtung Kehlkopf

Question 14

Was befindet sich beim Kehlkopf?

Answer 14

• > Stimmlippen (od. Stimmbänder -falten)

- > Glottis

Question 15

Welche Bereiche im Körper sind wichtig für die Stimmbildung?

Answer 15

• > Subglottaltrakt
• > Kehlkopf
• > Mund-Nasen-Rachenraum

Question 16

Welch Aufgabe hat der Supralaryngaltrakt bei der Stimmbildung?

Answer 16

Er formt den Klang durch Verformung des Resonanzraums.

Question 17

Wie werden die Tonhöhe und die Klangfarbe der Stimme gebildet?

Answer 17

Tonhöhe: durch die Spannung der Stimmlippen

Klangfarbe: durch die Formung der angeschlossenen Resonanzkörper.

Question 18

Wie entstehen die Luftimpulse bei der Stimmbildung?

Answer 18

Bei der Öffnungsphase der Stimmbänder fließt Luft hindurch -> Luftdurchfluss -> Luftimpuls

Question 19

Woraus besteht der ‘Vokaltrakt’?

Answer 19

Mundraum
Nasenraum
Rachenraum

Question 20

Wie lang ist der Vokaltrakt bei entspanntem Zustand?

Answer 20

17cm

Question 21

Wie schaut der Vokaltrakt aus?

Answer 21

wie ein gedacktes Rohr

Question 22

Wie lautet die Formel der Resonanzfrequenz?

Answer 22

f = c / 4L

L… Länge

Question 23

Wie hoch ist die Resonanzfrequenz der Stimme und warum?

Answer 23

500 Hz

f = 34000cm/s durch 4 * 17cm –> 500 Hz

Question 24

Was ändert sich bei einer Heliumstimme im Gegensatz zur normalen Stimme?

Answer 24

Schallgeschwindigkeit erhöht sich -> Resonanzfrequenzen verschieben sich nach oben -> Klangfarbe wird heller

Question 25

Wie wird die Frequenz einer Saitenschwingung berechnet?

Answer 25

f = (nc) / (2L)

n… Teilton
c… Störungsfortpflanzungsgeschwindigkeit
L… Saitenlänge

Question 26

Wie ändert man die Schwingungsform bei einer Saite?

Answer 26

Wenn man die Saiten an einer anderen Stelle anzupft. Die Teiltöne an derjenigen Anzupfstelle (und deren Vielfache) werden unterdrückt.

Beispiel: Saite wird bei 1/9 ihrer Länge angezupft -> 9., 16., 27., 36., usw. Teilton werden unterdrückt.

Question 27

Wie kann die Ausklingzeit einer Saite verkürzt/verlängert werden?

Answer 27

kürzer: Saite wird senkrecht zum Korpus angezupft

länger: Saite wird waagrecht zum Korpus angezupft

Question 28

Welche Kräfte wirken bei einem gestrichenen Streichinstrument auf die Saiten ein? Welche “Aufgaben” habe diese?

Answer 28

Gleitreibung (verhindert ungestörtes Gleiten eines Körpers auf dem anderen)
Haftreibung (verhindert gegenseitige Verschiebung zweier sich berührender Körper)

Question 29

Wie läuft eine Saitenbewegung bei einem gestrichenen Saiteninstrument ab?

Answer 29

1) Bogen wird auf Saite gedrückt und gezogen
2) Bogen führt Saite wegen Haftreibung ein Stück mit
3) Saite reißt sich vom Bogen los
4) Saite schwingt aus der Ruhelage heraus und spannt sich in entgegengesetzter Richtung
5) Hier wird sie erneut mit dem Bogen mitgeführt -> Vorgang wiederholt sich

Question 30

Wie kann der Klang eines gestrichenen Saiteninstruments teiltonreicher “gemacht” werden?

Answer 30

• > festerer Druck des Fingers auf Saite
• > höhere Saite
• > schnellere Bogengeschwindigkeit
• > nähere Anstrichstelle zum Steg

Question 31

Was ist der ‘Bernoulli-Effekt’?

Answer 31

Umgekehrt proportionales Verhältnis zwischen Druck und Strömungsgeschwindigkeit.
Je schneller die Strömung ist, desto geringer der Druck.