Natuurkunde · Begrippenlijst

Wat is Spectrum en klankkleur?

Ook bekend als: spectrum · klankkleur

Definitie 21.14 Natuurkunde bovenbouw · Hoofdstuk 21 — Geluid en akoestiek

Het spectrum van een geluid is het staafdiagram van zijn boventonen: één staaf per fnf_n, waarvan de hoogte de sterkte van die boventoon is. Het oor hoort f1f_1 als de toonhoogte en het mengsel van sterkten als de klankkleur — de kleur van het geluid: instrumenten die dezelfde noot spelen delen f1f_1 en verschillen alleen in hun spectra.

Dezelfde a (220\, Hz): golfvormen (boven), spectra (onder) — dezelfde grondtoon en dezelfde toonhoogte; de boventonenladder van de viool is haar klankkleur.
Dezelfde a (220Hz220\,\mathrm{Hz}): golfvormen (boven), spectra (onder) — dezelfde grondtoon en dezelfde toonhoogte; de boventonenladder van de viool is haar klankkleur.

Voorbeelden

Voorbeeld 21.15 (Waarom je de beller herkent)

De a van een fluit is bijna een zuivere toon; een viool die dezelfde 220Hz220\,\mathrm{Hz} strijkt voegt er sterke boventonen op 440Hz660Hz and 880Hz440\,\mathrm{Hz}\text{, }660\,\mathrm{Hz}\text{ and }880\,\mathrm{Hz} aan toe. Dezelfde toonhoogte en dezelfde luidheid, en toch verwart niemand de twee: ook een stem is een spectrum dat je uit je hoofd kent.

Voorbeeld 21.19 (De a-snaar van een viool)

De a-snaar van een viool heeft L=32.8cmL = 32.8\,\mathrm{cm} en klinkt op f1=440Hzf_1 = 440\,\mathrm{Hz}: golven lopen er met v=2Lf1=2×0.328×440289m/sv = 2Lf_1 = 2 \times 0.328 \times 440 \approx 289\,\mathrm{m}/\mathrm{s} overheen — bepaald door spanning en massa, gestemd met de stemschroef. Een vinger erop drukken verkort LL en tilt elke fnf_n tegelijk op: het spectrum schuift omhoog.

Lees in het hoofdstuk →