Hvordan hænger overtonen sammen med grundtonen?

Overtone er harmoniske med frekvenser, der er heltals multipla af grundfrekvensen, og de spiller en væsentlig rolle i lydkvaliteten og klangen af ​​en musikalsk note. At forstå forholdet, de deler med det grundlæggende, er afgørende for at forstå fysikken og opfattelsen af ​​lyd.

1. Multipel af fundamental frekvens:

Hver overtone har en frekvens, der er et helt talsmultipel af grundfrekvensen. For eksempel er den første overtone to gange frekvensen af ​​grundtonen, den anden er tre gange, den tredje er fire gange, og så videre.

2. Harmonisk serie:

Grundfrekvensen og dens overtoner danner den harmoniske række. Hver overtone svarer til en specifik harmonisk, mærket som anden harmonisk, tredje harmonisk, fjerde harmonisk og så videre. Grundlæggende er den første harmoniske.

3. Timbre og lydkvalitet:

Tilstedeværelsen og den relative intensitet af overtoner bestemmer i høj grad den unikke lydkvalitet, eller klangfarve, af et musikinstrument af en stemme. Forskellige instrumenter og stemmer producerer unikke overtonespektre, der bidrager til deres særpræg og genkendelige lyde.

4. Resonans og strenglængde:

I strengeinstrumenter skabes overtoner ved vibration af forskellige segmenter af strengen. Harmoniske noder (punkter med mindste vibrationer) forekommer på bestemte punkter langs strengen, opdeler den i vibrerende segmenter med forskellig længde. Kortere segmenter genererer de højere overtoner.

5. Resonanslegemer og hulrum:

Instrumenter som guitar og violin har en klangbund eller resonanskrop. Dette fungerer som et naturligt filter, der forstærker visse overtoner, mens det dæmper andre for at skabe en specifik lydkarakteristik.

6. Helmholtz-resonans:

Et særligt tilfælde af resonans er Helmholtz-resonans, som forekommer i lukkede resonanshulrum. Disse hulrum, der findes i instrumenter som blæseinstrumenter og lukkede resonerende kamre, skaber karakteristiske formantfrekvenser relateret til overtoneserien.

7. Harmonitet og dissonans:

Den harmoniske serie giver en følelse af harmoni på grund af de simple hele talforhold mellem frekvenser. Imidlertid genererer overtoner med frekvenser, der ikke er heltals multipla af det fundamentale, dissonante eller modstridende lyde.

At forstå forholdet mellem overtoner og den grundlæggende frekvens er nøglen til at forstå videnskaben bag kvaliteten og opfattelsen af ​​lyd. Mens denne artikel dækkede nogle grundlæggende aspekter, dykker området for akustik og psykoakustik meget dybere ned i lydens kompleksitet og dens interaktion med det menneskelige øre og hjerne.