3B Scientific Acoustics Kit - Manual (Page 6)

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17. Der Resonanzboden
• Die Stimmgabel a’ = 440 Hertz kräftig mit dem
Anschlaghammer des Metallophons anschlagen
und mit ihrem Stiel auf die Tischplatte stellen.
Der in freier Luft kaum hörbare Ton der Stimmga-
bel wird durch das Aufstellen auf die Tischplatte so
sehr verstärkt, dass er nunmehr im ganzen Raum
deutlich vernehmbar ist.
Erklärung: Durch den auf- und abschwingenden
Stiel der Stimmgabel wird die Tischplatte in Mit-
schwingung versetzt. Da die wirksame Tischfläche
wesentlich größer ist als die der Stimmgabel, wird
die Lautstärke des Tons erheblich verstärkt.
18. Der Resonanzkasten
• Die Stimmgabel a' = 440 Hertz kräftig anschla-
gen und mit ihrem Stiel auf den Resonanzkas-
ten des Monochords stellen.
Es tritt eine bedeutende Verstärkung des Tons ein.
Erklärung: Wie bei Versuch 17.
19. Der Kugelresonator
• Die Helmholtz-Resonatoren der Reihe nach mit
der kleinen Spitze ans Ohr halten.
Man vernimmt einen Ton, der umso tiefer ist je
größer der Durchmesser des Resonators ist.
Erklärung: Jeder gleichwie gestaltete Hohlraum
(Röhre, Hohlkugel) hat eine ganz bestimmte, nahe-
zu obertonfreie Grundschwingung Diese Grund-
schwingung kann man erregen, wenn der Hohl-
raum an seiner Öffnung angeblasen oder auch nur
mit dem Fingerknöchel gegen den Hohlraum ge-
klopft wird. Die Eigenschwingung wird aber auch in
erster Linie dann erregt, wenn im umgebenden
Lärm Töne enthalten sind, die mit der Grund-
schwingung des Resonators übereinstimmen. So
kann man mit dem Kugelresonator ein Klangge-
misch auf seinen Gehalt an Teiltönen prüfen.
Herrscht in einem Raum absolute Stille, so bleibt
der Resonator stumm.
20. Die Saiteninstrumente und ihre Gesetze
• Den Quersteg hochkant unter die Saite des
Monochords schieben so dass die rechte Kante
genau mit der Zahl 20 der Maßskala zusam-
menfällt und die 40 cm lange Saite in zwei
gleich lange Abschnitte von je 20 cm Länge un-
terteilt wird.
• Die halbe Saitenlänge durch Anziehen des
Wirbels auf die Stimmgabel (440 Hz) a’ (Kam-
merton) abstimmen.
• Durch Anzupfen oder besser Anstreichen der
Saite die Tonhöhen bei 40 cm, 20 cm, 10 cm
und 5 cm Saitenlänge vergleichen.
Bei 20 cm Saitenlänge erhält man den Kammerton
a’ = 440 Hertz, bei 40 cm Saitenlänge den um eine
Oktave tieferen Ton a = 220 Hertz, bei 10 cm Sai-
tenlänge den um eine Oktave höheren Ton a’’ = 880
Hertz und bei 5 cm Saitenlänge den um 2 Oktaven
höheren Ton a’’’ = 1760 Hertz.
Erklärung: Bei der doppelten Saitenlänge erhält
man einen um eine Oktave tieferen Ton, bei der
halben Saitenlänger die 1. und bei 1/4 Saitenlänge
die 2. Oktave. Die Frequenzen von Saiten verhalten
sich umgekehrt wie ihre Längen.
21. Die Tonleiter auf den Saiteninstrumenten
• Auf dem Monochord durch Verschieben des
Quersteges die dem menschlichen Ohr einge-
prägte
- Tonleiter spielen und jeweils die Längen
des schwingenden Saitenstückes und das Ver-
hältnis des schwingenden Saitenstückes zur Ge-
samtlänge der Saite (40 cm) ermitteln.
Ton Saitenlänge Längenverhältnis
c 40 cm 1
d 35,55 cm 8/9
e 32 cm 4/5
f 30 cm 3/4
g 26,66 cm 2/3
a 24 cm 3/5
h 21,33 cm 8/15
c’ 20 cm 1/2
Erklärung: Die Saite muss halb so lang sein, wenn,
unter sonst gleichen Bedingungen wie Saitenspan-
nung, Saitendicke usw., die Oktave erreicht werden
soll. Bei den übrigen Tönen der Tonleiter ergeben
sich für das Verhältnis der schwingenden Saiten-
längen zur ganzen Saitenlänge einfachste Verhält-
niszahlen. Je kleiner diese Zahlen sind, desto bes-
ser ist der Wohlklang. (Oktave 1:2, Quinte c/g 2:3
usw.)
22. Messung der Saitenspannung
• Die Federwaage auf das Monochord aufstecken
und das Ende der Perlonsaite in den Schlitz der
Federwaage einhängen.
• Durch Anziehen des Wirbels die Saite
unter Verwendung der Stimmgabel a’ =
440 Hertz auf den Kammerton abstimmen.
• Mit der Federwaage die Saitenspannung
bestimmen.
Die Saitenspannung beträgt bei der Perlonsaite 5,5
kg.