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Die Violine & Obertöne
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Die Violine & Obertöne
 
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max88
Newbie
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Anmeldungsdatum: 09.10.2007
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 09 Okt 2007 - 06:08:40    Titel: Die Violine & Obertöne

Also, ich hab folgendes Problem: Beiner Klanganaylse, also Fourier Transformation eines aufgenommenen Geigenklanges erhalte ich ja immer ein bestimmtes Spektrum. Diese Harmonischesn entstehen ja wohl dadurch, dass meine Saite in allen durch ihre Randbedingungen vorgegebenen Möglichkeiten schwingt, sprich in allen Vielfach den Grundfrequenz.

Was mich jetzt ein bisschen irritiert, ist, dass diese Saite an bestimmten Stellen jetzt gleichzeitig Knoten besitzt, aber hier aus ausgelenkt sein muss. Auf irgendeiner Homepage hab ich gelesen, dass eben die Saite gleichzeitig alle diese Schwingungen vollführt - wie hab ich mir das vorzustellen? Ähnlich wie beim Elektron, welches ich durch Betrachtung zu einer Entscheidung zwinge?

Viele Grüße,
Max
armchairastronaut
Moderator
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 5433
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 09 Okt 2007 - 08:01:48    Titel:

Die Knoten entstehen, weil sich an der Saite stehende Wellen bilden.
Da es sich bei Obertönen um Vielfache der Grundfrequenz handelt, ändert dies nichts an der Lage der Knoten.
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Nikolas1986
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Anmeldungsdatum: 08.08.2007
Beiträge: 645

BeitragVerfasst am: 09 Okt 2007 - 08:08:43    Titel:

Wenn ich erst eine Welle mit lambda=2L habe, hat diese einen Bauch bei L/2. Die nächste Oberschwingung hat lambda=L und damit einen Knoten in der Mitte.

Ich würde es eher so erklären, dass der Knoten mitschwingt. Mal dir vielleicht mal eine Grundschwingung hin (wenig ausgelenkt, dafür recht lang (vll 10cm) und nimm das als neue Grundlinie und zeichne darauf die erste Oberschwingung. (Die zweite Linie ist dann in der ersten Hälfte über der ersten, schneidet sie in der Mitte und verläuft dann etwas unterhalb bis sie sich wieder am Ende mit der Ersten trifft.)

Elektronen und Wahrscheinlichkeitswellen kannst du da sicherlich weglassen. Das ist alles klassische Mechanik. Quantenmechanik wird manchmal etwas zu häufig als Ursache gesehen Laughing
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Klimperkasten
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Anmeldungsdatum: 14.02.2007
Beiträge: 2801

BeitragVerfasst am: 09 Okt 2007 - 08:11:01    Titel:

Falls Du weitere kompetente Antworten darüber lesen willst, empfehle ich Dir ein gutes Musikforum nämlich "Vioworld.de" .

Schau mal rein!

Klimperkasten Wink
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TheHornedGod
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Anmeldungsdatum: 17.11.2005
Beiträge: 765

BeitragVerfasst am: 09 Okt 2007 - 13:34:09    Titel:

Is eh schon gut erklärt worden, aber vlt noch als ergänzung:

Das was du da auf der Homepage gelesen hast is genau die richtige Antwort: Die Saite schwingt eben mit allen harmonischen Frequenzen gleichzeitig. Wprde sie nur mit einer einzigen eigenfrequenz schwingen würdest du auch nur diese hören, das is dann ein einzelner Sinus.

Du musst dir also wie Nikolas bereits gesagt hat die einzelnen Schwingungen addieren, (und zwar zu jeder Zeit an jedem Ort der Saite). Das is jedoch wenig zielführend, denn der eigentliche interessante Inhalt liegt eben im Obertonspektrum, deswegen hast du die komplizierte schwingung ja mit dem Analyzer in die einzlenen Obertöne zerlegt Wink.

Wenn du dir das spektrum betrachtest wirst du feststellen, dass die obertöne mit unterschiedlichen amplituden vorkommen. Meist is die niedrigste am stärksten vertreten, das liegt einfach daran, dass die Saite mechanisch bei der Wellenlänge ordentlich platz zum schwingen hat. Die nächten Ordungen sind dann dementsprechend immer weniger ausgeprägt.

Es haben aber noch andere Dinge bei deiner Geige einflus auf dein obertonspektrum.
Zum einen kommts natürlich darauf an, wie du die Saite denn zum schwingen anregst. Zupfst du drann, wird sie anders klignen, als wenn du sie mit dem Streicher "streichelst" Wink. Das liegt daran, weil dann eben unterschiedliche Frequenzen angeregt werden. Regst du die seite etwa mit einer der Eigenfrequenzen an, wirst du auch nur diese eine Frequenz hören. Per hand geht das natürlich nicht wirklich, elektromagnetisch schon (is dann quasi das umgekehrte von einem Tonabnehmer bei einer e-Gitarre).

Zum anderen is an der Geige unten so ein Holzding mit ordentlich Hohlraum drann. Der von den Saiten erzeugte Schall wird da drinn einge male an den Wänden hin und her reflektiert (teils auch absorbiert). Heraus kommt dann eine überlagerung von geringfügig phasenverschobenen Signalen.
Übersetzt du das nun wieder ins Obertonspektrum, bedeutet das nun, dass einige Frequenzen gerade destruktiv, andere konstruktiv interferieren, und deren Amplitude dementsprechend abgeschwächt / angehoben wird.
Der Resonanzraum hat also den Sinn, das Spektrum etwas zu verformen. Einige Frequenzen mehr zu betonen, andere weniger.


ich kann dir auch ein suoer Forum empfehlen:
http://www.sequencer.de/synthesizer/
ein haufen Tontechniker und Synthesizer freaks dort. und verstehen was von der Materie. Wink
max88
Newbie
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Anmeldungsdatum: 09.10.2007
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 09 Okt 2007 - 14:25:50    Titel:

vielen dank für die prompten antworten Smile Ich glaub, ich weiß nun, wo mein Fehler in der Vorstellung von dieser Schwingung lag ...
rulix
Senior Member
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Anmeldungsdatum: 26.06.2007
Beiträge: 698

BeitragVerfasst am: 10 Okt 2007 - 09:29:25    Titel: Re: Die Violine & Obertöne

max88 hat folgendes geschrieben:
Also, ich hab folgendes Problem: Beiner Klanganaylse, also Fourier Transformation eines aufgenommenen Geigenklanges erhalte ich ja immer ein bestimmtes Spektrum. Diese Harmonischesn entstehen ja wohl dadurch, dass meine Saite in allen durch ihre Randbedingungen vorgegebenen Möglichkeiten schwingt, sprich in allen Vielfach den Grundfrequenz.

Was mich jetzt ein bisschen irritiert, ist, dass diese Saite an bestimmten Stellen jetzt gleichzeitig Knoten besitzt, aber hier aus ausgelenkt sein muss. Auf irgendeiner Homepage hab ich gelesen, dass eben die Saite gleichzeitig alle diese Schwingungen vollführt - wie hab ich mir das vorzustellen? Ähnlich wie beim Elektron, welches ich durch Betrachtung zu einer Entscheidung zwinge?

Viele Grüße,
Max


Die Saite schwingt, wie du schon festgestellt hast, überhaupt nicht sinusförmig. Eher sägezahnförmig, wenn man denkt, dass sie von den kolofonierten Haaren des Bogens bis zur Abrissgrenze mitgenommen wird.

Darum klingt eine "gezupfte" Saite eher "arm", da sie ja nur mit der Grundschwingung ausklingt.

Wie da die Knoten der "gestrichenen" Saite aussehen ist eher von sek. Bedeutung, da ja die "Abrissgrenze" nie konstant ist.
IMHO schwingt die Saite eher chaotisch, aber es klingt gut.
_________________
LG Rudi
Was du gerne hast, tue allen!
ebs
Full Member
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Anmeldungsdatum: 03.11.2007
Beiträge: 117

BeitragVerfasst am: 21 Feb 2008 - 11:17:16    Titel: Geigenklang Spektrum Obertöne Partialtöne Teiltöne Grundton

Eine Ergänzung zu diesem Thema: Musiker mögen das Wort "Obertöne, Oberschwingungen und Oberwellen" zum Grundton. Es gibt jedoch dazu noch weitere Bezeichnungen, wie "Harmonische, Teiltöne, Partialtöne", die gerne von Akustikern und Physikern verwendet werden. Das sind üblicherweise ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz (Grundton).
Häufig kommt es durch Gleichsetzen der Begriffe Obertöne, Oberschwingungen, Oberwellen, Harmonische, Teiltöne und Partialtöne zu Verwechslungen, weil die Zählweise unterschiedlich ist: Der 1. Oberton ist schon die 2. Harmonische und der 2. Oberton ist der 3. Teilton.

Geradzahlige Obertöne sind ungeradzahlige Harmonische, Partialtöne bzw. Teiltöne - und ungeradzahlige Obertöne sind geradzahlige Harmonische, Partialtöne bzw. Teiltöne.

Hier findet man einen klaren Überblick:
Berechnung der Harmonischen aus der Grundfrequenz in Hz
und hier wird es noch deutlicher:
Unterscheide Harmonische, Partialtöne, Teiltöne und Obertöne

Viele Grüße ebs

PS: Hat nun eine gedackte Orgelpfeife überwiegend ungeradzahlige Obertöne, Oberschwingungen und Oberwellen oder hat sie ungeradzahlige Partialtöne, Teiltöne oder Harmonische?
Das ist eben nicht alles das Gleiche, denn es kommt auf die richtige Zählweise an.
Die Antwort ist im Internet mal falsch und mal richtig zu finden, weil das Wort Obertöne mit Harmonische unrichtig gleichgesetzt wird.
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