Diagramme lesen – Lautstärke und Tonhöhen

Um hierfür Regeln zu finden, beobachten wir zuerst wieder einen Schallerzeugen: diesmal wählen wir eine Gitarre. Schlagen wir eine tiefe Saite an, so sehen wir die Bewegung. Bei einer hohen Saite sehen wir nichts mehr, denn die Saite ist zu schnell für unsere Augen. Je schneller sich etwas bewegt, desto höher ist die Frequenz (es gibt mehr Perioden pro Sekunde, wenn die Bewegung schneller ist). Also erhalten wir folgende Regel:

große Frequenz à hoher Ton

kleine Frequenz à tiefer Ton

Schlagen wir die tiefe Saite nun einmal stark an und einmal schwach, so erhalten wir einen lauten und einen leisen Ton. Beim lauten Ton haben wir die Saite weiter ausgelenkt, als beim leisen Ton. Die Amplitude ist also größer.

große Amplitude à lauter Ton

kleine Amplitude à leiser Ton

Hier sind einige Diagramme für Euch:

(1) (2)

(3)(4)

(5)(6)

Schaut sie Euch an und vergleicht jeweils die Paare (1) mit (2), (3) mit (4), (5) mit (6). Lest jeweils die Periodendauer, Amplitude und Frequenz ab und überlegt Euch, was das für Tonhöhen und Lautstärke der Paare bedeutet.

Lösung:

(1) , ,

(2), ,

(1) ist leiser als (2), da die Amplitude kleiner ist. Beide haben aber die gleiche Periodendauer und Frequenz, also den gleichen Ton.

(3), ,

(4), ,

(3) hat eine niedrigere Frequenz und eine längere Periodendauer als (4), das bedeutet, dass (3) ein tieferer Ton ist als (4). Die Amplituden sind gleich groß, also sind die Töne gleich laut.

(5), ,

(6), ,

(5) hat eine kleinere Frequenz und eine längere Periodendauer als (6), deshalb ist (5) ein tieferer Ton als (6). Die Amplitude von (5) ist kleiner als von (6), also ist der Ton (5) leiser als (6).

Nun sind wir an einem Punkt angekommen, an dem wir feststellen können, dass unsere Definition von Schall nicht genau genug ist. Mit einem Frequenzgenerator kann jeder beliebige Ton erzeugt werden. Ihr werdet im Unterricht feststellen, dass Ihr nicht beliebig hohe bzw. tiefe Töne hören könnt und dass das bei jedem anders ist. Ihr werdet wahrscheinlich sehr hohe Töne hören können, die Euer Lehrer nicht mehr hören kann. Ein Mensch kann Töne im Bereich zwischen 16 Hz und 20000 Hz hören. Das variiert aber bei jedem.

Das bedeutet für unsere Definition, dass es auch Töne geben kann, die unser Ohr nicht wahrnehmen kann, die aber trotzdem Schall sind.