Musikalische Akustik Ein Handbuch

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1 Donald E. Hall Musikalische Akustik Ein Handbuch Herausgegeben von Johannes Goebel Aus dem Amerikanischen von Thomas A. Troge SCHOTT Mainz London Madrid New York Paris Tokyo Toronto

2 Inhalt Vorwort 11 Hinweise zur Benutzung 11 Spiralstruktur Danksagungen Über den Autor 14 Vorwort zur deutschen Ausgabe Schall und Klang Akustik und Musik 18 Kasten 1.1 Teilbereiche der Akustik...18 "'Kasten und das soll Musik sein?" Zur Vorgehensweise Die physikalischen Eigenschaften des Schalls 21 "Kasten 1.3 Die Bedeutung von Wellenanalogien Die Geschwindigkeit des Schalls Schalldruck und Schalldruckamplitude Wellen und Schwingungen Das Element der Zeit im Schall Wellenformen 36 Kasten 2.1 Das allgegenwärtige Oszilloskop Funktionale Beziehungen Die einfache harmonische Schwingung EHS 43 Kasten 2.2 Masse und Gewicht Arbeit, Energie und Resonanz Schallquellen Einteilung der Schallquellen Schlaginstrumente : Streichinstrumente Blasinstrumente Auswirkung der Instrumentengröße 65 ""Kasten 3.1 Transponierende Instrumente Klänge der Natur Schallausbreitung Reflexion und Refraktion Wellenbeugung (Diffraktion) an Offnungen 75. ""Kasten 4.1 Die Wellennatur der Materie

3 4.3 Musik im Freien Der Doppler-Effekt Interferenz und Schwebungen Lautstärke und Lautstärkemessung Amplitude, Energie und Intensität Schallpegel und die Dezibel-Skala 91 Kasten 5.1 Schallpegelmeßgerät...92 Kasten 5.2 Schallpegel in der Musik Abstands- oder Entfernungsgesetz Umweltgeräusche und Lärmbelästigung Zusammengesetzte Schallpegel und Interferenz 100 "'Kasten 5.3 Zusammengesetzte Amplituden, Schallintensitäten und -pegel Das menschliche Ohr Das menschliche Ohr und seine Funktionsweise Grenzen der Hör- und Unterscheidungsfähigkeit 110 ""Kasten 6.1 Hörverlust Eigenschaften von Dauertönen Lautstärke und Intensität 115 Kasten 6.2 Das Psychophysikalische (Fechnersche) Gesetz Tonhöhe und Frequenz Tonhöhe und Lautstärke Klangfarbe und das Erkennen von Instrumenten Grundlegende Bestandteile der Musik Die zeitliche Organisation von Musikereignissen Melodie und Harmonie Skalen (Tonleitern) und Intervalle 136 Kasten 7.1 Die chromatische Skala in der gleichschwebenden Temperatur Die Teiltonreihe (harmonische Reihe) Klangspektrum und elektronische Klangsynthese Ein Prototyp des gleichbleibenden Klangs Periodische Wellen und das Fourier-Spektrum Modulierte Klänge 153 *8.4 Elektronische und Computer-Musik 156 ""Kasten 8.1 Musikalische Verwendung des Computers

4 9. Schlaginstrumente und Eigenschwingungen Auf der Suche nach Einfachheit Gekoppelte Pendel Eigenschwingungen und Eigenfrequenzen Stimmgabel und Xylophonbrett Trommeln, Becken und Glocken 177 Kasten 9.1 Pauken Die Beziehung zwischen Anschlagspunkt und Schwingungszusammensetzung Gedämpfte Schwingungen Klavier- und Gitarrensaiten Eigenschwingungen einer dünnen Saite 192 Kasten 10.1 Stehende und wandernde Wellen Schwingungszusammensetzung für gezupfte Saiten Schwingungszusammensetzung beim Klavier 199 Kasten 10.2 Die Klaviermechanik Mensur und Stimmung des Klaviers 204 Kasten 10.3 Widerstands-(Impedanz-)Gleichheit Die gestrichene Saite Der Bau der Violine Bogenstrich und Saitenschwingung Resonanz 222 Kasten 11.1 Energiefluß und Resonanz Klangabstrahlung der Saiteninstrumente Orgelpfeifen und Flöten Schwingende Luftsäulen 238 Kasten 12.1 Akustische stehende Wellen Strömungen und Schneidentöne 243 Kasten 12.2 Beispiele für Strömungsinstabilität Labialpfeifen bei der Orgel 249 *12.4 Orgelregistrierung und -entwurf Grifflöcher und Blockflöten Die Querflöte Rohrblattinstrumente Orgelpfeifen Die Rohrblatt-Holzblasinstrumente Die Familie der Blechblasinstrumente 276 ""Kasten 13.1 Eine chromatische Skala für die Trompete

5 13.4 Spielbare Noten und Klangspektrum 281 Kasten 13.2 Das stumme Hörn Klangabstrahlung Die menschliche Stimme Mechanik der Stimmerzeugung Spracherzeugung 300 *Kasten 14.1 Der Bernoulli-Effekt Formanten 305 *14.4 Spezielle Probleme der Sängerstimme Raumakustik Allgemeine Kriterien der Raumakustik 319 Kasten 15.1 Wandernde und stehende Wellen Nachhallzeit Berechnung des Nachhalls 330 '""15.4 Raumschallpegel Schallverstärkung Räumliche Wahrnehmung (Ortung) 340 Kasten 15.2 Reflexionsarme ('schalltote') Räume und Hallräume *16. Schallwiedergabe Elektrizität und Magnetismus Wandler Mikrofone Verstärker Aufnahmetechnik 363 Kasten 16.1 Entzerrung Lautsprecher Mehrkanalige Schallwiedergabe Noch einmal: Der Hörsinn Unterschiedliche Arten der Tonhöhenwahrnehmung Mechanismen der Tonhöhenwahrnehmung Die moderne Theorie der Tonhöhenwahrnehmung Frequenzgruppen (kritische Frequenzbandbreite) 391 Kasten 17.1 Das Unschärfeprinzip Kombinationstöne Lautheit und Maskierung Klangfarbe 400 8

6 18. Intervalle und Stimmungssysteme Intervallwahrnehmung Intervalle und die harmonische Reihe Musikalische Skalen (Tonleitern und Modi) Die Unmöglichkeit einer vollkommenen Stimmung Stimmung und Temperatur 421 Kasten 18.1 (Gemüts-)Stimmungen, Tonarten u. Transpositionen Strukturen in der Musik Melodien und Tonarten Akkorde und harmonische Fortschreitung Konsonanz und Dissonanz Form und Stil Epilog - Wissenschaft und Ästhetik 450 Anhänge A Musiknotationen 455 B Physikalische und mathematische Grundgrößen 460 B.l Maßeinheiten für physikalische Messungen B.2 Wissenschaftliche Schreibweise und Berechnung Alphabetisches Glossar 465 Tips und Lösungen zu ausgewählten Übungsaufgaben 473 Bibliografische Hinweise 477 Index 483 Erläuterungen zu Bild C (chromatische Tonleiter, Teiltonlineal) Bild C hintere Umschlaginnenseiten 9