In dieser Arbeit soll der Klangentstehung im Saxophon und der zugrunde liegenden Physik auf den Grund gegangen werden. Zuerst wird auf die speziell hierfür nötigen physikalischen Grundlagen eingegangen, Grundkenntnisse aus der Physik werden auf dem Niveau der 11. Klasse vorausgesetzt. Es wird speziell auf die Tonerzeugung im Instrument vom Mundstück bis zum Korpus eingegangen. Daran anschließend wird durch einen Versuch der Klang, genauer die Obertonspektren, eines Altsaxophons mit dem einer Klarinette direkt verglichen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Physikalische Grundlagen
2.1 Obertöne und Teiltöne
2.2 Stehende Wellen
3. Klangerzeugung im Instrument
3.1 Tonerzeugung im Mundstück
3.2 Tonentstehung im Instrumentenkorpus
3.3 Tonvariation im Instrument
4. Versuch
4.1 Aufbau
4.2 Durchführung
4.3 Auswertung
5. Zusammenfassende Darstellung
Zielsetzung und Themenfelder
Die Arbeit untersucht die physikalischen Grundlagen der Klangerzeugung beim Saxophon und vergleicht dessen Obertonspektrum mit dem einer Klarinette, um den Einfluss der Instrumentenbauweise auf das akustische Ergebnis zu verdeutlichen.
- Grundlagen der Schwingungsphysik und stehender Wellen
- Mechanik der Tonerzeugung im Einzelrohrblattmundstück
- Vergleich zwischen konischen und zylindrischen Instrumentenkorpussen
- Experimentelle Fourier-Spektralanalyse der Klänge
Auszug aus dem Buch
3.1 Tonerzeugung im Mundstück
Jedes Saxophon wird mit einem sogenannten Einzelrohrblattmundstück gespielt. Es besteht aus einem festen, am Instrument angebrachten Mundstück, das meistens aus Kautschuk gefertigt ist, und einem Rohrblatt, meistens aus Holz, dem sogenannten Mittelmeer-Pfeilgras (vgl. Valentin, 2004: S. 179). Am dickeren Ende des Blattes wird es mit einer Klammer, auch Blattschraube oder Ligatur genannt, am Mundstück befestigt, sodass ein Spalt, die sogenannte Bahnöffnung (s. Abb. 3.1.1), von ca. 0,7 – 1,2 mm entsteht, in dem das Blatt frei schwingen kann. Der Instrumentalist positioniert das Mundstück ca. 2 cm weit im Mund und drückt mit seiner Unterlippe gegen das Blatt. In Abb. 3.1.1 ist der schematische Aufbau eines solchen Mundstücks dargestellt.
Die Erzeugung eines Tons im Mundstück kann als zyklischer Vorgang mit zwei Phasen betrachtet werden. Hierfür spielen einige Größen eine wichtige Rolle: Der Druck in der Kammer des Mundstücks, der im Folgenden als pK bezeichnet wird, der Druck pS in der Mundhöhle des Saxophonisten und die Durchflussrate Q. Diese gibt an, wie viel Luft in einer bestimmten Zeit durch das Mundstück fließt (Einheit cm³/s). Um den Zyklus zu beginnen, erhöht der Spieler durch das sogenannte Anblasen den Druck pS, er beginnt also Luft in das Instrument zu blasen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Stellt das Saxophon als vielseitiges Instrument vor und definiert die Forschungsfrage bezüglich der physikalischen Tonerzeugung und des Obertonvergleichs.
2. Physikalische Grundlagen: Erläutert die theoretischen Basisphänomene wie Obertöne, Teiltöne und die Entstehung stehender Wellen in Rohrsystemen.
3. Klangerzeugung im Instrument: Analysiert detailliert den Anblasvorgang im Mundstück, die Schwingungsabläufe im Korpus und die Mechanismen der Tonvariation durch Klappen.
4. Versuch: Beschreibt den Aufbau, die Durchführung und die quantitative Analyse der Obertonspektren von Saxophon und Klarinette mittels Fast-Fourier-Transformation.
5. Zusammenfassende Darstellung: Führt die Ergebnisse zusammen und bestätigt den maßgeblichen Einfluss der Geometrie des Instrumentenkorpus auf die harmonische Reihe.
Schlüsselwörter
Saxophon, Klarinette, Klangerzeugung, Obertöne, Teiltöne, stehende Wellen, Mundstück, Holzblasinstrument, Akustik, Fourier-Transformation, Frequenzspektrum, Rohrblatt, konisch, zylindrisch, Schalldruck
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die physikalischen Grundlagen, die der Tonerzeugung eines Saxophons zugrunde liegen, um zu verstehen, wie das Instrument physikalisch funktioniert.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die Schwerpunkte liegen auf der Akustik von Blasinstrumenten, insbesondere der Schwingung des Rohrblatts, der Resonanz im Instrumentenkorpus und der spektralen Zusammensetzung des erzeugten Klangs.
Welches primäre Ziel verfolgt die Arbeit?
Das Hauptziel ist die Untersuchung und der direkte Vergleich der Obertonspektren von Saxophon und Klarinette, um akustische Unterschiede wissenschaftlich zu begründen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird eine Literaturrecherche zu physikalischen Grundlagen sowie ein praktischer Versuch durchgeführt, bei dem Audioaufnahmen mittels Fast-Fourier-Transformation (FFT) analysiert werden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Herleitung der Schwingungsphysik von offenen und geschlossenen Rohren und die experimentelle Untersuchung der Obertonreihen beider Instrumente.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit ist geprägt durch Begriffe wie Schwingungsphysik, Fourier-Analyse, Obertöne, Konische Klangerzeugung sowie Aerophone.
Wie unterscheidet sich das Saxophon physikalisch von der Klarinette?
Der wesentliche Unterschied liegt in der Bauform des Rohres: Das Saxophon besitzt einen konischen Verlauf, der alle Eigenschwingungen unterstützt, während die Klarinette zylindrisch aufgebaut ist, was primär ungeradzahlige Obertöne verstärkt.
Warum spielt die Blattstärke beim Saxophon eine Rolle?
Sie beeinflusst das Schwingungsverhalten des Rohrblatts durch das Verhältnis der Bernoulli-Kraft zur Elastizitätskraft, was die Stabilität der Tonerzeugung maßgeblich bestimmt.
- Arbeit zitieren
- Jonas Künzl (Autor:in), 2021, Klangerzeugung Obertonspektren von Saxophon und Klarinette, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1284351
