natuurkunde

Geluid - toonhoogte en klankkleur

Deze applet behandelt twee eigenschappen van geluid: toonhoogte en klankkleur.
Applet: Paul Falstad
www.falstad.com
Zie ook: SwingJS


Grondtoon en boventonen

Speel een toon op een gitaar, daarna dezelfde toon op een fluit en probeer dan dezelfde toon te zingen. De drie tonen klinken weliswaar even hoog maar toch heel verschillend. Je zegt: ze hebben elk een eigen klankkleur.
Oorzaak: de snaar van de gitaar, de luchtkolom in de fluit en je stembanden voeren een samengestelde trilling uit, een combinatie van grondtoon en boventonen.
  1. De grondtoon bepaalt de toonhoogte. Ze klinken alle drie even hoog want ze trillen met dezelfde grondtoon.
  2. De boventonen bepalen de klankkleur. Ze hebben elk een eigen klankkleur want ze hebben verschillende boventonen.

De applet

Met deze applet kun je boventonen aan een grondtoon toevoegen en zo de klankkleur van het geluid regelen.

Fourier

De Franse wiskundige Joseph Fourier ontdekte in 1807 dat je bijna elke periodieke functie kunt zien als de som van een aantal sinusfuncties. Voor sommige periodieke functies heb je maar een paar sinussen nodig. Voor andere, zoals de blokfunctie (square function), heel veel. De frequenties zijn altijd een veelvoud van de grondfrequentie. Ook amplitudes en faseverschillen moet je precies goed kiezen.
De sinusfunctie is dus een basisfunctie, de harmonische trilling een basistrilling.