Wie schwingt ein Blatt ?

Habe da schon eine gewisse Vorstellung wie es sein könnte.
Aber was passiert da wirklich ?

Ist es nur eine Schwingung des gesamten Blattes ?
Oder flattern die rechte und linke Seite wie Flügel eines Vogels ?
Entstehen die Oberwellen direkt durch eine höher frequente Schwingung des Blattes, oder durch eine nicht harmonische (also sinusförmige) Grundschwingung ?
Gab`s evtl. schon mal hochgeschwindigkeits-Aufnahmen von einem schwingenden Blatt ?
Per Laser- Interferometrie könnte man sich die Bereiche punktgenau auf dem Blatt anschauen, und sehen, wie diese Bereiche schwingen....

Vielen Dank für Eure Beiträge !
Markus

 

Gibt dazu irgend ein YT Video, bin aber zu faul um zu suchen

 

DIe Infomationsseite - finde ich - ist diese hier:
http://www.phys.unsw.edu.au/jw/saxacoustics.html
bzw,. Startpunkt hier:
https://newt.phys.unsw.edu.au/music/saxophone/

Leider weiß ich nicht, ob da spezifisch Deine Fragen geklärt werden, aber von dem, was ich über den Bernoulli-Effekt weiß, sollte das Blatte eben nicht wie ein Vogelmit den Seiten flattern.

Grüße
Roland

 

Die Grundschwingung ist ziemlich gleichmäßig auf und ab.
Bei den Oberschwingungen kann alles mögliche passieren.

Gruß,
Otfried

 

Hmmm, mein Verständnis... Korrigiert mich bitte, wenn ich falsch liege:
Schall - Töne - sind Longitudinalwellen. Druckwellen. Das Blatt hat also die ehrenvolle Aufgabe, Bereiche mit höherem und niedrigerem Druck abwechselnd zu erzeugen. Das kann es nur machen, indem es ganz schnell (z.B. 440 mal in der Sekunde) zu und wieder auf macht. Das Blatt wirkt als Ventil! Dadurch wird aus der Atemluft, die wir reinpusten eine Druckwelle. (die durch die Formgebung des Horns weiter verstärkt wird - faszinierend, oder?) Imho kann das nur funktionieren, wenn das Blatt normal zum Mundstück schwingt, also ganzflächig zu und wieder auf macht. Also eben gerade nicht mit den Seiten flattert... mit Bernoulli hat das erst einmal gar nichts zu tun.
Obertöne - Top Tones - entstehen, wenn das Blatt mit einer Vielfachen der Grunddfrequenz schwingt.
Obertöne im Sinne des Klangspektrums entstehen einfach dadurch, dass es sich nicht um eine Sinus-Welle handelt (Stichwort Fourier Analyse). Unterschiedliche Blattschnitte klingen unterschiedlich, weil sie unterschiedlich nicht-sinusförmige Schwingungen verursachen.
Spannend, nicht wahr? Das Blättchen 'klingt' gar nicht... erst die Druckwelle in der Luft klingt.

Das erklärt auch einiges was so an Mythen umgeht. Das Blatt muss nicht (akustisch) an das Mundstück koppeln - wichtig ist vor allem, dass das Blatt abdichten kann (Stichwort konkaver oder konvexer Tisch beim mpc).
Die Luftsäule schwingt. Kopplung mpc an S-Bogen oder S-Bogen an Korpus sind - wenn überhaupt - Effekte höherer Ordnung (Stichwort LeFraque). Dicht muss es sein!

Wie gesagt, mein Weltbild, mit meinen bißchen Physik-Kenntnissen. Interessantes Thema, auf jeden Fall. Würde mich freuen, wenn sich noch ein weiterer wissenschaftlicher Diskurs daraus ergibt.

Grüße

Wanze

 

Doch, doch, denn dieser Effekt sorgt ja dafür, dass das Blatt überhaupt schwingt!
https://de.wikipedia.org/wiki/Bernoulli-Gleichung#Bernoulli-Effekt_und_hydrodynamisches_Paradoxon

Ohne diesen Effekt würde das Blatt ja bestenfalls leicht nach unten gebogen und nix schwingt.

Grüße
Roland

 

Ein Video habe ich leider noch nicht gefunden. Im pdf immerhin einige Hinweise zur Funktion der Komponenten und den Ergebnissen der Videoaufzeichnung.

 

Sorry, ja stimmt. Bernoulli als treibende Kraft für die Gesamt-Bewegung des Blattes. Nicht für irgend ein Flattern und auch nicht direkt für die Tonerzeugung.

Grüße,

Wanze

 

Finde das Video leider nicht mehr-
Habe aber in Erinnerung, dass das ziemlich nicht so schwang, wie ich es mir vorstellte, irgendwie quer zum Blatt an der Spitze, wie ich meine. Oder auch noch quer.

 

Schwingt denn das Blatt tatsächlich in der Frequenz des gebildeten Tons?

 

In welcher denn sonst?

 

Ich hab auch mal ein Video gesehen. Es schwingt zur Bahn hin und von ihr weg. In meiner Erinnerung war es auch so, dass die seitlichen Blattspitzen wie Flügelchen diese Bewegung übertrieben mitgemacht haben. Es war also nicht wie ein Lineal an der Tischplatte sondern noch komplexer.
Natürlich muss es in der Frequenz schwingen, die Rohrlänge und der Mund vorgibt.
Und es muss wohl (dem Hörensagen nach) nicht ganz zugehen und tut das erst bei höherer Lautstärke hörbar als Schlagen. Beim leisen Spiel scheinen Bernoulli und Rückstellkraft früher im Gleichgewicht die Umkehr zu bewirken. Für mich erscheint auch logisch, dass ein hartes Blatt lautstärkemäßig länger beim schwingen ein bisschen offen bleibt und deshalb dunkler und luftiger klingt, während ein leichtes Blatt schneller schlägt oder schnarrt. Für mich klingt das zumindest alles recht nachvollziehbar.

 

Der früher hier aktive Forist @Fumi, Physiker, hat mal ein Video hier präsentiert.

Leider ist er schon ewig nicht mehr hier.

Gruß,
Otfried

 

Zu Bernoulli: Der Kollege hier sagt, das Blatt wird durch den erhöhten Druck wenn ich reinblase aufgedrückt, bzw durch Rückstellkraft und verringerten Druck wieder geschlossen.


Hmmm, ich hab kein Gefühl dafür, wie sich der Druck im (offenen!) Mundstück erhöhen lässt und welche Strömungsgeschwindigkeiten man erreicht. Im Prinzip würde ich durch die Querschnittsverengung an der Mundstückspitze eine ordentliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit (und damit senkrecht dazu einen deutlich erniedrigten Druck) erreichen... nach meinem Gefühl wahrscheinlich mehr, als ich Druckerhöhung in einem offenen System erreichen kann - aber da fehlen mir total die Zahlen.

Grüße,

Wanze

 

Legt man ein Blatt Papier auf eine glatte Tischoberfläche und bläst gegen eine Kante des Papierblattes erhöht sich zwischen Blatt und Tisch die Strömungsgeschwindigkeit,
der Druck sinkt, und das Blatt wird zum Tisch hin gedrückt.
Das gleiche Prinzip, nur auf den Kopf gestellt, passiert mit dem Sax-Reed (Tischplatte oben, Blatt Papier unten).
Irgendwann ist die Rückstellkraft des Reeds wieder höher und es schwingt zurück.
Das wiederholt sich mehrere hundert Mal in der Sekunde (z.B. 440Hz) und führt zu einem Ton.

Gruß kokisax

 

Ja, schon, aber es sind natürlich immer Oberwellen dabei, erkennt man allein schon daran, dass ein schwingendes Blatt keinen Sinuston abgibt. Dann natürlich hängt der Grundton vom Gesammtsystem ab, also auch von der nachgeschalteten Röhre.

 

Ja, stimmt, vielleicht habe ich auch das gemeint und es war gar nicht auf YT zu finden.

 

Danke für den Link.
Immerhin hat das einen gewissen Unterhaltungswert. Nach seiner "Theorie" könnte man also zwei Blätter Papier nebeneinander halten und auseinander blasen.
Ich weiß nicht, ob beim Versuch schon Leute verhungert sind.

 

Es gibt eine Aufnahme von einem Oboen-Blatt - keine Ahnung, wie die das gemacht haben - da macht das Blatt quasi eine Fischmaul-Bewegung.


Also die Kanten bleiben fast stationär, die Mitte des Blattes bewegt sich (hauptsächlich). Aber Oboe, Doppelrohrblatt etc. das stimmt so natürlich nicht für Saxophone...

Dann gibt es ein Video mit einem Bass-Klarinetten-mpc. Da scheinen die Seiten eine Flatterbewegung zu machen. Ob gleichphasig oder gegenphasig ist nicht zu erkennen, da keine Slow-Motion Aufnahme.


Genau das umgekehrte, wie beim Oboen-Video. Die Seiten flattern, die Mitte bleibt ortsfest.
Naja, das finde ich reichlich unwissenschaftlich... Der Tester saugt von Hinten statt zu blasen. Ja, ja, der Heinzelmann...
Da wird eine Oberschwingung angeregt (siehe Kommentar unter dem Video " Your video is interesting, but it does not demonstrate how the reed actually moves when the clarinet is played.")
Die Dämpfung des Blattes durch die Lippen entfällt völlig etc.

Und zu guter Letzt: Eine Endoskopische Aufnahme, Saxophon-Mundstück, sogar mit Vergleich "regulärer Ton" und Quietschen ("squeak")


...und siehe da, das Blatt bewegt sich ohne Flatterbewegung zum Mundstück hin und wieder weg, wie man es erwartet. Leider wird nicht gesagt, welche Blattstärke, Marke, mpc-Opening. Ich nehme mal an, relativ weich, da ich auch erwarten würde, dass ein hartes Blatt/offenes mpc nicht komplett dichtmacht. Dennoch aus meine Sicht der experimentelle Setup, welcher der Wirklichkeit am nächsten kommt.

Grüße,

Wanze

 

Jetzt habe ich noch rausgefunden, das Fumi sich wahrscheinlich @Adolphe nannte... siehe hier. https://www.saxophonforum.de/posts/70664/bookmark
Zuletzt gesehen am 28.März 2014... und die Links aus den Threads sind verschwunden. Von wegen "das Internet vergisst nichts"