Obertonreihe

Schlägt man einen beliebigen Ton auf einem Instrument an, ertönen neben dem Grundton unzählige Obertöne, die in einem mathematischen Sinne in Beziehung zueinander stehen. Wird beispielsweise ein C auf einem Klavier gespielt lauten die ersten 15 Obertöne

c  c1 g1  c2 e2 g2  a#2  c3 d3  e3   f#3  g3  g#3  a#3 b3/h3  c4 c#4 d4

wobei die Intervalle, die dazwischen liegen, als Oktaven, Quinten, Terzen, Sexten, Septimen usw. bezeichnet werden. Theoretisch geht diese Obertonreihe unendlich weiter, wobei jeder Oberton ein schneller und schneller, höher und höher werdendes Vielfaches des Grundtones ist. Die Schwingungsfrequenz messen wir in Herz (Hz), die ausdrückt wie oft etwas in einer Sekunde hin und her schwingt. Je langsamer ein Ton schwingt desto tiefer nehmen wir ihn wahr und umgekehrt. Wir Menschen hören einen Frequenzbereich der zwischen 16 und 20.000 Hz beschränkt ist, wobei die obere Grenze nur für junge Leute mit einem perfekten Hörvermögen erreichbar ist. Ein Großteil der Bevölkerung hört nicht einmal Töne über 10.000 Hz. Erstaunlich ist dennoch die Messfähigkeit unseres Ohres.

Wir erkennen zwei unterschiedliche Frequenzen, beispielsweise einmal 262 Hz und einmal 524 Hz, beide Male als C, nur in unterschiedlicher Tonhöhe. Doch würde uns niemals auffallen, dass blauviolettes Licht mit doppelter Frequenz wie dunkelrotes Licht schwingt. Wir sehen eine Oktave im Lichtspektrum bemerken diese Harmonie jedoch nicht.

Die Obertöne sind in jedem natürlichen Klang enthalten, so auch in der Stimme. Das Zusammenklingen der Obertöne mit dem Grundton erzeugt die spezifische Klangfarbe einer Stimme oder eines Instruments. Der persönliche Klang einer Stimme, an der man Personen akustisch identifizieren kann und auch die Unterscheidung verschiedener Vokale, die eine einzelne Stimme hervorbringt, kommt dadurch zustande, dass die Lautstärke der Obertöne eine ganz typische Verteilung für jeden Klang aufweist, die unser Gehirn zur jeweiligen Klangerfahrung zusammen setzt.

Die unterste Schwingung bezeichnet den Grundton, die darüberliegenden die Obertöne. Versuchen Sie den Mittelpunkt einer gespannten Saite nur mit Hilfe ihrer Augen zu bestimmen, werden sie durch nachmessen eine Ungenauigkeit (im Schnitt von 3 bis zu 10 cm) feststellen. Suchen Sie den Miltelpunkt jedoch mit Ihren Ohren, also bis die beiden Saitenhälften genau gleich klingen, werden die meisten Menschen den Mittelpunkt auf den Millimeter genau finden.

Alle Obertöne schwingen  gleichzeitig und werden deshalb nicht als Melodie, sondern als Klang wahrgenommen. Unser Gehirn ist daran gewöhnt, die Obertöne einer Grundschwingung mit dieser zusammenzufassen und als einen Klang wahrzunehmen.

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Obertonreihe

„Die Obertonreihe wird als physikalisches Phänomen herangezogen, um das Tonsystem als naturgegeben zu erklären. Die Obertonreihe enthält alle Intervalle. Der 7., 11., 13. und 14. Ton klingen etwas tiefer als im temperierten System. Charakteristisch ist dabei die kleine Septim im Verhältnis 7:4, die ein wenig kleiner ist als die in der temperierten Stimmung. Die Partialtöne 4, 5 und 6 bilden einen natürlichen Dur-Dreiklang mit großer und kleiner Terz (4:5:6). Obertöne sind Töne, die in jedem natürlichen Ton mitschwingen. Es sind ganzzahlige Vielfache der Grundschwingung, die den Klang bestimmen.“

Aus dem Musik-Lexikon von magazin-klassik.com

„Die zur Erzeugung der verschiedenen Vokale notwendige unterschiedliche Formung der Mundhöhle und der Zunge gibt jedem Vokal einen charakteristischen Oberton (…). Wenn sie die englischen Worte bear, bit, bet, bat, boat, bought aussprechen, müssten Sie die Obertöne hören, die immer tiefer werden. Wenn Sie flüstern, wird die Wirkung noch deutlicher.“

Professor Winn