Reine Töne im Gegensatz zu echten Klängen

Lesezeit: 4 min

Ein reiner Ton ist ein Ton mit einer sinusförmigen Wellenform. Eine Sinuswelle ist gekennzeichnet durch:

• Ihre Häufigkeit: die Anzahl der Zyklen pro Sekunde. Ihre Einheit ist Hertz (Hz), zum Beispiel 100 Hz = 100 Zyklen pro Sekunde.
• Ihre Amplitude (in Bezug auf die Lautstärke für Töne): die Größe jedes Zyklus.

Diese Eigenschaften werden vom menschlichen Ohr entschlüsselt, um einen Ton wahrzunehmen. Der Mensch kann reine Töne von 20 Hz bis 20 000 Hz (für beste Ohren) hören, jedoch nimmt dieser hörbare Bereich mit zunehmendem Alter ab. Im Vergleich dazu besteht das Licht, das wir sehen, aus Sinuswellen von 4·10¹⁴ Hz bis 7,9·10¹⁴ Hz.

Du kannst den Hörbereich deiner Ohren mit Youtube-Videos wie diesem hier überprüfen, das alle reinen Töne von 20 Hz bis 20 kHz wiedergibt. Wahrscheinlich hörst du nichts über 16 kHz.

Die menschliche Wahrnehmung der Lautstärke hängt von der Frequenz des reinen Tons ab. Zum Beispiel ist ein reiner Ton bei der Amplitude 10 der Frequenz 30 Hz leiser als ein reiner Ton bei der Amplitude 10 der Frequenz 1 000 Hz. Menschliche Ohren folgen einem psychoakustischen Modell (für Interessierte ein Artikel auf Wikipedia mit weiteren Informationen: Psychoakustik).

Hinweis: Diese spaßige Tatsache wird am Ende des Artikels interessante Konsequenzen haben.

Reine Sinuswell bei 20 Hz

Abbildung 2

In dieser Abbildung sehen wir die Darstellung einer reinen Sinuswelle der Frequenz 20 Hz und der Amplitude 1.

Reine Töne gibt es natürlich nicht, aber jeder Klang in unserer Welt ist die Summe mehrerer reiner Töne bei verschiedenen Amplituden.

Abbildung 3

Zusammensetzung von Sinuswellen

In dieser Abbildung siehst du die Darstellung eines realistischeren Klanges, der aus mehreren Sinuswellen besteht:

• eine reine Sinuswelle der Frequenz 20 Hz und der Amplitude 1
• eine reine Sinuswelle der Frequenz 40 Hz und der Amplitude 2
• eine reine Sinuswelle der Frequenz 80 Hz und der Amplitude 1,5
• eine reine Sinuswelle der Frequenz 160 Hz und Amplitude 1

Ein echter Klang kann aus Tausenden von reinen Tönen bestehen.