Physik und Musikinstrumente

Wer hört nicht gerne gute Musik? Es gibt Lieder für jeden Geschmack.
Der musikalische Klang im Allgemeinen ist derjenige, der sich unseren Ohren angenehm präsentiert, dessen Schallwelle eine gewisse Regelmäßigkeit aufweist. Musikinstrumente sind Geräte, die diese Art von Klang erzeugen.
Musikinstrumente werden in drei Gruppen eingeteilt, Saiteninstrumente, Blechblasinstrumente und Schlaginstrumente. Wie die Physik erklärt, wie diese Instrumente funktionieren, werden wir jetzt sehen.
Streichinstrumente
Wenn wir kurz darüber nachdenken, können wir eine große Anzahl von Saiteninstrumenten aufzählen: Gitarre, Geige, Klavier, Harfe, Gitarre, Kontrabass usw. Bei diesen Instrumenten wird der Klang von Saiten erzeugt, die beim Auslösen Kompressionen und Verdünnungen in der Luft verursachen, die als Schallwellen bezeichnet werden.
Auch schwingende Saiten genannt, erzeugen die Saiten von Musikinstrumenten, wenn sie schwingen, Transversalwellen, die, die an den Enden reflektierten überlagert werden, eine stehende Welle erzeugen.


Die einfachste Art der Saitenschwingung charakterisiert ihre Grundfrequenz, die der Schwingung zwischen den Befestigungsenden (Knoten) der Saite und einem Mittelpunkt entspricht. Der zweite Schwingungsmodus entspricht Endknoten und einem Knoten am Mittelpunkt. Der dritte Modus entspricht einem weiteren Knoten zwischen den Extremknoten, und somit entspricht jeder neue Schwingungsmodus einem anderen Zwischenknoten.
Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Knoten entspricht einer halben Wellenlänge.  und die Schwingungsfrequenz ist gegeben durch  wobei v die Geschwindigkeit der Welle auf der Saite ist.


vibrierende Saiten

Blasinstrumente
Blasinstrumente bestehen aus Schallröhren. Es ist sehr leicht, sich diese Instrumente zu merken: Saxophon, Posaune, Trompete, Flöte usw.
Wenn Sie zum Beispiel in eine Glasflasche blasen, werden Sie sehen, dass sie ein Geräusch macht. Dies geschieht, weil die Luftsäule im Inneren der Flasche vibriert und eine Schallwelle aussendet. Die Erzeugung dieser Welle an einem Ende ist auf eine Vorrichtung zurückzuführen, die als Ansatz bezeichnet wird. Das dem Mundstück gegenüberliegende Ende kann offen oder geschlossen sein, wodurch zwei Arten von Schallröhren entstehen, offen und geschlossen.
In offenen Röhren hat die sich bildende longitudinale stehende Welle an beiden Enden einen Bauch. Der einfachste Schwingungsmodus entspricht einem Knoten im Mittelpunkt des Rohres. Bei jedem neuen Schwingungsmodus erscheint ein weiterer Zwischenknoten.
Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bäuchen ist gleich der halben Wellenlänge. und die Häufigkeit ist gegeben durch: .


offene Schallrohre

Bei geschlossenen Schallrohren hat die längsgerichtete stehende Welle am Ende des Mundstücks einen Bauch und am geschlossenen Ende einen Knoten. Belassen Sie für jeden vorhandenen Vibrationsmodus den Knoten am geschlossenen Ende und erhöhen Sie einen Zwischenknoten.
Der Abstand zwischen Bauch und nachfolgendem Knoten entspricht einem Viertel der Wellenlänge .


geschlossene Schallrohre

Schlaginstrumente verhalten sich ganz anders als andere. Die von ihnen ausgehenden Geräusche können ihren Ursprung in den Schwingungen von Membranen, Stäben und metallischen Oberflächen haben, was es ihnen erschwert, ein Verhaltensmuster zu ermitteln.

Von Kléber Cavalcante
Abschluss in Physik
Brasilianisches Schulteam

Wellen - Physik - Brasilien Schule

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm

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