Klankkleur: boventoonopbouw van een samengestelde toon

1 · Voorspel

Een muziektoon van 220 Hz klinkt anders dan een pure sinus van 220 Hz — hij heeft 'kleur' of klankkleur. Wat is er eigenlijk anders aan zijn geluidsgolf?

• De toon is gewoon een luidere versie van dezelfde pure 220 Hz-golf.
• De toon heeft een andere grondtoonhoogte dan 220 Hz.
• De toon is een mix van de grondtoon plus hogere boventonen met verschillende sterktes.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling rich-timbre en druk op Herstel. De bron zendt een grondtoon van 220 Hz uit, gemengd met specifieke hogere boventonen.
2. Zet de weergave van het boventoonspectrum bij de waarnemer aan.
3. Lees voor elke rij de amplitude van de vermelde boventoon af ten opzichte van de amplitude van de grondtoon.

3 · Verzamel gegevens

Schets het spectrum: een staafdiagram van de amplitudeverhouding (y-as) tegen het boventoonnummer n (x-as) voor n = 1 tot en met 5, inclusief de boventonen die niet in je tabel staan (hun verhouding is 0).

4 · Analyseer

1. Zet de frequentie van elke boventoon in je tabel als n × 220 Hz op een rij en vergelijk je genoteerde amplitudeverhoudingen met de spectrumweergave.
2. De 2e en 4e boventoon hebben in deze toon amplitude nul, terwijl de 1e, 3e en 5e (alle oneven) aanwezig zijn. Wat zegt een spectrum met alleen oneven boventonen over de vorm van de golf?

5 · Verdiep

1. De toon van een klarinet wordt gedomineerd door oneven boventonen, net als deze, terwijl de toon van een viool ook sterke even boventonen bevat. Leg uit waarom twee instrumenten die exact dezelfde grondtoonhoogte (220 Hz) spelen toch volledig anders klinken.
2. Een stemvork geeft een bijna pure toon (alleen de grondtoon, geen hogere boventonen). Hoe zou zijn staafdiagram van het spectrum er anders uitzien dan dat van dit experiment?

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde