| |  | Untersuchung von Klangspektren mittels Fourier-Analyse und -Synthese |  |
 |  |  |  | Philipp
Plewa | 18 |
| | Ort: Warendorf |
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| | | |  | | Schule:
Mariengymnasium
Warendorf | | Betreuung:
Burkhardt Meisel
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Kurzfassung: | | | | Auf den mathematischen Grundlagen der Fourier-Analyse und -Synthese basierend lassen sich mit Hilfe einer computergestützten FFT (Fast-Fourier-Transform) und einem geeigneten Messmikrofon verschiedenste Klänge untersuchen, das musikalische Phänomen Klang wird physikalisch greifbar gemacht.
Im ersten Abschnitt dieser bereits als Facharbeit im Leistungskurs Physik eingereichten Arbeit gehe ich auf die rein mathematischen Grundlagen der Fourier-Analyse ein. Man findet diese Formeln zwar auch in Formelsammlungen, jedoch habe ich versucht sie durch meine eigenen Worte zu vereinfachen. Im Weiteren folgt ein grundlegendes Experiment, welches häufig im Schulunterricht durchgeführt wird und wichtig ist, um die Theorie in einen größeren Zusammenhang zu setzen. Für den Hauptteil habe ich anschließend in einem umfangreichen Experiment verschiedenste Instrumente aufgenommen und Spektren erstellt. Diese wurden zuerst hinsichtlich der Verteilung und Ausprägung von Obertönen untersucht und dann auch auf das Verhalten der Obertöne über die Zeit.
Damit wird es möglich an einem Instrument beispielsweise die Auswirkungen verschiedener Spielweisen auf den Klang visuell darzustellen. Beim Vergleich verwandter Instrumente lassen sich jeweils charakteristische Merkmale im Klang bzw. Klangverhalten feststellen und z.B. Rückschlüsse auf Qualität verschiedener Instrumente treffen. Deutliche Unterschiede im Vergleich ganz verschiedener Instrumentengruppen lassen sich auch auf den jeweiligen Mechanismus der Klangerzeugung zurückführen.
Der Klang von E-Gitarren beispielsweise wird häufig elektronisch verändert - doch was wird dem Klang damit angetan? Und kann man ihn möglicherweise mit einer gezupften Geige vergleichen, die ja auch ein Saiteninstrument ist? Klingt ein von einem elektronischen Klavier synthetisierter Klang anders als der echte eines Klaviers oder Flügels? Macht ein Schlagzeug nun Töne oder Geräusche? Kann man die Unterschiede von Stimmen sichtbar machen? Und was sind dabei die physikalischen Hintergründe? Das alles sind Fragen, deren Beantwortung sich unmittelbar aus der Auswertung der Ergebnisse ergibt. | | | | |
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