Die Obertonreihe
Hören wir einen Ton, so hören wir eigentlich keinen einzelnen Ton, sondern eine Verschmelzung von vielen Tönen. Der Physiker spricht daher von einem Klang! Die Gesamtschwingung des Tones besteht aus vielen Teilschwingungen, und diese Teilschwingungen ergeben die Obertöne.
So kommt es, dass jedes Instrument anders klingt, denn jedes Instrument weist eine andere Obertonstruktur in seinen Einzeltönen auf.
Man kann zwar dieselbe Tonhöhe auf verschiedenen Instrumenten erzeugen, doch kann man beispielsweise sehr gut den weicheren Klang einer Flöte von dem schärferen Klang einer Trompete unterscheiden.
Durch die unterschiedliche Obertonstruktur der Instrumente entsteht die spezifische Klangfarbe von Instrumenten.
(Anm: Einen reinen Ton ohne Obertöne – Sinuston genannt – kann man nur elektronisch erzeugen – streng genommen auch nur in einem Vakuum!)
Dass die Obertöne real existieren, zeigt ein einfacher Versuch:
drückt man z.B. auf dem Klavier einen Ton stumm nieder (der so angehobene Dämpfer gibt die Saite frei, so dass sie schwingen könnte) und schlägt dann eine Oktave tiefer denselben Ton kurz an, so hört man danach den stumm niedergedrückten Ton. Dieser wurde aufgrund der Resonanz (Mitschwingen) von dem zweiten Teilton des angeschlagenen Tones in Schwingung versetzt.
(Anm: Diese Erscheinung spielt auch eine wesentliche Rolle bei der Benutzung des Tonhaltepedals am Klavier – der Klang "blüht" auf!)
AUDIO-BEISPIEL: Obertöne durch Resonanz am Klavier
Hier nun die Obertonreihe des Grundtones C bis zum 16. Teilton:
Diese Obertonreihe enthält die einzelnen Töne der C-Dur-Tonleiter mit Ausnahme der Obertöne 7,11,13, und 14, die auch nur annähernd mit den in der Praxis verwendeten Tönen b, f (fis) und a (as) übereinstimmen.
Ein Ton entsteht bekanntlich durch periodische Schwingungen eines elastischen Körpers. Die Tonhöhe hängt von der Schwingungszahl ab (diese wird in Hertz gemessen); je höher die Schwingungszahl, desto höher der Ton. Bei Oktavierung verdoppelt sich die Schwingungszahl!
Eine Methode um Schwingungsverhältnisse zu bestimmen ist die Saitenteilung. Teilt man z.B. eine Saite in zwei Teile, so ergeben beide Teile die Oktave im Verhältnis zur ganzen Saite; 2/3 der Saite ergeben die Quinte.
Hier die Schwingungsverhältnisse der Intervalle:
| Oktave – | 1 : 2 | Quinte – | 2 : 3 |
| gr. Terz – | 4 : 5 | gr. Sekunde – | 8 : 9 |
| Quarte – | 3 : 4 | gr. Sexte – | 3 : 5 |
| gr. Septime – | 8 : 15 |
In der Obertonreihe sind diese Schwingungsverhältnisse ohne weiteres ablesbar:
z.B. die Quinte c : g = 2 : 3 oder die Quarte g : c = 3 : 4
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