Wie funktioniert eigentlich ein Saxophon?

Na, na, na, keine Antwort?
Wird das Thema uninteressant?
Aber 1290 mal in zwei Wochen gelesen, das ist doch schon was!

Nun kommen wir endlich zur Rolle des Korpus:
Denn lest schon mal, was bei Wikipedia über "Chladnische Klangfiguren" geschrieben steht! Und was die Uni Ulm zu diesem Thema zu bieten hat, ist auch nicht schlecht. Einfach mal googeln!
http://de.wikipedia.org/wiki/Chladnische_Klangfigur
http://vorsam.uni-ulm.de/ASP/OArchiv_Images.asp?OrdnungsNr=SW-011

Habt Ihr gemacht? Denn kann es ja weiter gehen. (Aber nicht ohne gucken einfach weiterlesen, das ist wichtig!)

Der Korpus schwingt, ohne Zweifel. Aber er schwingt nicht als Ganzes, sondern in Teilen mit Knotenlinien dazwischen, genau wie bei den Chladnischen Klangfiguren. Die Knotenlinien werden bei jedem Ton anders liegen, ziemlich unübersichlich, wobei die Tonkamine, die das Blech versteifen, und die Säulchen eine gewichtige Rolle spielen.

Nun soll man aber nicht glauben, dass diese Schwingungen zu einer starken Schallabstrahlung führen. Die schwingenden Zonen, die durch Knotenlinien voneinander abgegrenzt sind, schwingen gegenphasig, das heißt, wenn eine Zone gerade nach innen schwingt, schwingt die Nachbarzone nach außen und umgekehrt. Und gegenphasige Schwingungen löschen einander aus!

Der Effekt ist vielmehr ein ganz anderer: Die Schwingungen des Korpus entziehen den Schwingungen der Luftsäule Energie. Wenn das Blech auf einer Oberwelle des angeblasenen Tons schwingt, wird diese Oberwelle gedämpft. Das trägt zu der im vorigen Posting genannten Formantenbildung bei. Da die Klangfiguren bei verschieden gebauten Instrumenten ganz verschieden aussehen, werden die Instrumente auch verschiedene Klangeigenschaften haben (selbst wenn die Instrumente gleich aussehen, wie die vielen Selmerkopien).

Dünne Bleche schwingen leichter mit und werden daher einen stärker dämpfenden Einfluss auf den Klang haben. Dicke Bleche werden weniger stark schwingen. Bei weichen Blechen wird die Schwingung gedämpft sein, also Energie wird verbraucht. Der Ton wird weicher. Hartes Blech wird weniger gedämpft, der Ton wird strahlender, oberwellenreicher. Das dürfte auch das Geheimnis von Herrn Inderbinen sein, den ich gerade auf der Messe in Frankfurt besucht habe. Seine Instrumente gehen sowas von knackig los, das ist fast unglaublich! Übrigens, Messing wird durch Glühen weich, durch Hämmern hart. So könnte man noch nachträglich die Klangfarbe verändern! Viel Spaß und Erfolg!

Was, einige von Euch kennen Thomas Inderbinen noch nicht? Der dengelt von Hand Spitzensaxophone, die die Selmers weit in den Schatten stellen! Mal googeln - oder ihn auf der Messe besuchen, auch in Halle 6, genau wie Keilwerth und Eppelsheim, direkt neben Selmer! (Mundstück und Blättchen nicht vergessen!)
Und fragt ihn, worin sein Geheimnis besteht! Ihr könnt auch diesen Text mitnehmen und ihn fragen, ob ich Recht habe! Ich wäre gespannt auf seine Antwort!

Chladnische Grüße

Fumi

 

Sehr interessante Sachen, die du da schreibst, aus diesem Blickwinkel hab ich das noch nie gesehen.

Wenns um den Korpus geht, geht es ja meistens um die Frage, ob der mitschwingende Korpus zum Ton beiträgt oder eben nicht. Meine Meinung war auch immer, dass der Korpus viel zu schwach schwingt, um irgendwetwas beizutagen, aber auf die Idee, dass die Schallwellen durch die Anregung des Korpus an Energie verlieren, bin ich noch nicht gekommen.

Diese Erkentnis wirft auch ein ganz neues Licht auf die Materialfrage, da dort ja sehr wohl Unterschiede im Anregungsverhalten bestehen. Das Betonsax wäre zwar weiterhin möglich, hätte aber einen sehr 'strahlenden' Ton, da sich Beton um die paar Schallwellen wohl kaum kümmert.

Dominik

 

hi Fumi

aber es eklärt überhaupt nicht warum sax aus dünnem blech weicher klingt.
die erklärung ist überhaupt nicht überzeugen ,ist falsch.

wenn ein teil energiie geht auf schwingung des bleches ( also geometrische änderungen der form in der zeit - bewegung ) in dem fall das sax sollte nur leise klingen , als das sax wo weniger energie in blech schwingungen umgewndelt wird.

zb wenn um 10 % energie im " dünen " sax geht mehr auf die geometrische änderungen des bleches mehr als in einem " dickerem " sax , dann das dückere sax sollte gleich klingen wie "düneres " wenn wir ihm um diese 10% energie weniger durch blasen zuschiessen.
hmmm ?
das ist keine erklärung warum frequenzspektrum in beiden fällen ( unterschiedliche klangfarben ) unterschiedlich sein muss .

 

Das Blech lässt sich ja in manchen Frequenzbereichen leicheter anregen und dämpft dadurch stärker. Dünnes und dickes Blech haben zwar wohl die gleichen Anregungsspektren, allerdings treten diese Spektren unterschiedlich stark in Erscheinung. Soll heißen: Ein maximal dickes Blech, schwingt fast gar nicht mehr, das heißt, es kaumt zu kaum einem Einfluss durch das Anregungsspektrum. Bei einem minimal dicken Blech schwingt das Blech sehr stark, und die Spezifischen Frequenzbereiche(nur die!) werden sehr stark gedämpft.

Es ist ja schließlich nicht so, dass bei einem dünneren Blech alle Frequenzen um den gleichen Faktor stärker gedämpft werden,so dass du durch höhere lautstärke das wieder ausgleichen könntest, sondern eben nur die für das Material charakteristischen werden von der Dicke beeinflusst.

Dominik

 

es klingt sensationell , fast wie von james bond film.

woher weisst das alles ?

 

Das klingt nicht wie bei James Bond, sondern wie bei meinen PhysikSeminaren.
Nur weil man es nicht gleich nachvollziehen kann, heißt es noch lange nicht, dass es falsch ist. Der Fumi hatte deine Frage/Einwand eigentlich schon in seinem Text geklärt gehabt. Mr Serious hat es nur noch einmal für dich zusammen gefasst.

@Fumi, danke für deine Mühe, ich hätte gerne mehr davon.
Wie wäre es mit einem Physikproffesorenrubik hier für Fumi?

 

Ganz richtig Darkmagic, ich hab den Informationen von Fumi keine weiteren hinzugefügt, sondern habe nur die Informationen interpretiert und bezüglich YoYos Einwand zusammengefasst.

Dominik

 

Darkmagic , Mr Serious

eure interpretation ist ganz beliebieg , überhaupt es geht nicht vom text vom Fumi heraus.
liest bite nochmals diesen passus was ich zietiert habe.
Es ist ganz einfach falsche interpretation.

der grund warum ein sax klingt mal wärmer mal kälter hat nicht mit blechstärke nichts zu tun !!!! sondern mit der blechhärte.
die härte kann mann erhöhen durch Zb walzen ( verdichten auch mit einem hammer bei der händische bearbeitung ) oder beimischungen ( zb Zn , Si , ( Si mach das blech etaws schwieriger zum formen).
Die schallwelle verbreitet sich im härterem blech etwas schneller , im blech selbst findet statt ein rezonans , manche frequenzen rezonieren etwas ( sumieren sich positiv) andere wieder werden gedämpf.
im hartem blech begünstig ist rezonans von höheren frequenzen.

Zwischen saxophonen aus gleich hartem blech ( gleiche legierung und härte ) aber unterschiedlichen dicken wird nur unterschied in der lautstärke merkbar - die frequenzen werden gleich verstärkt oder geschwächt.

also beide müssen genauso warm klingen aber unterschiedlich laut

.

 

Ok YoYo, auf die Frage nach der Blechdicke würde ich mich jetzt nicht zu sehr versteifen. Auch wenn du glaub ich immer noch nicht verstanden hast, wie ich das gemeint hab, ist das was ich geschrieben habe, lediglich eine Möglichkeit wie ich mir vorstellen könnte, dass es in der Realität auch ist.

Um dir meine Gedanken etwas näher zu bringen mal ein bildchen:



Grundlegend für beide Linien ist diesselbe, völlig willkürlich gewählte Funktion. Die Blaue Linie wird allerdings mit dem Faktor 2 multipliziert, während zu der Roten Linie lediglich 2 dazuaddiert wird.


Meine Vorstellung von der ganzen Sache ist, dass durch die Dicke des Bleches der Dämpfungs<b>faktor</b> sich verändert.->Materialcharakteristik*Dämpfungsstärke

Du hast das ganze anscheinend eher so verstanden, dass durch eine Variation in der Blechdicke der ganze Graph sich ein bestimmtes Stück nach oben oder nach unten verschiebt, so wie es auch wäre, wenn man lauter oder leiser spielt.->Materialcharakterisitk+Dämpfungsstärke


Hat dir das vielleicht geholfen, zu verstehen, was ich mir dabei denke? Auf diese Weise könnte man eben auch die Abhängigkeit der Klangfarbe von der Blechdicke erklären.

Natürlich hast du aber Recht, das ist alles nur reine Spekulation. Allerdings könnte ich mir gut vorstellen, dass es so sein könnte.

Dominik

 

Richtig so, oYoY, bring mal tüchtig Farbe in die Diskussion!

Ich halte mich da vorläufig raus und mache ein paar Wochen Urlaub im sonnigen Süden (ohne Saxophon, das passte nicht mehr mit in den Koffer)! Drückt mir die Daumen, dass ich heil und gesund wiederkomme! (Ist ein bisschen abenteuerlich, was ich da vorhabe...)

Dominik, wie bastelt man so ein Bildchen in den Text?

Schöne Urlaubsgrüße

Fumi

 

Erst mit Exel(bzw. in diesem FAll der OO-Alternative calc) ein diagramm malen und dann(was dich wahrscheinlich mehr interessiert) (img)url (/img), nur dass du die runden Klammern durch eckige ersetzt. Mit normalem HTML gehts übrigens auch. Das wäre dann &lt;img src="url" alt=""&gt;. Url steht dann natürlich für die Bild-url, in meinem Fall ein Link auf Imageshack. Aber ja nicht das alt="" vergessen, sonst wäre es nicht mehr HTML-valide...


Dominik

 

Vielleicht hat ja jemand Lust, sie ins Deutsche zu übersetzen?

http://www.phys.unsw.edu.au/jw/saxacoustics.html

Saxistische Grüße

Fumi[/quote]


Hab ich getan! Was tut man nicht alles für so´n ollen Akustikschein.... kann käuflich über meine Kontaktadresse erworben werden

 

Nun wird es höchste Zeit, dass ich mich mal wieder melde. Das Thema ist ja noch längst nicht abgehandelt. Inzwischen hattet ihr ja genug Zeit, auf der australischen Website nachzulesen. Habt ihr gemacht?

Denn stelle ich mal ein paar Fragen:

Warum gerät das Blättchen in Schwingungen? Es könnte doch einfach nur die Luft hindurchfließen? Oder das Blättchen macht dicht, ein "plop", und das wars dann?

Habt ihr das verstanden, mit der Kurve und dem negativen Widerstand? Denn soll es mal jemand auf deutsch erklären. Warum soll ich immer alles machen?

Swingende Grüße

Fumi

 

Ganz einfach .. oder auch nicht, je nach dem

Dadurch, daß Du in das Mundstück reinpustest, bekommst Du eine Luftströmung. Diese bewegte Luft erzeugt einen Unterdruck (wie beim Flugzeug: oben langer Weg, unten kurzer Weg, die Luft oben erzeugt einen Unterdruck, Druckdifferenz = Kraft, dir das Flugzeug "hochhebt"). Diese Druckdifferenz drückt das Blatt nach oben, das Blatt verschließt die Öffnung. Naja, wenn's zu ist, kann keine Luft mehr fliessen, die Druckdifferenz fällt weg, das Blatt macht eine elastische Rückfederung in den Ausgangszustand. Und dann fängt's wieder von vorne an: Luft fließt, Unterdruck, Blatt nach oben, keine Luft und kein Unterdruck, Blatt federt zurück ... repeat ad. lib.

*Das* ist also erstmal einfach!

Grüße
Roland

 

Bin ich froh, dass ich nicht als Rohrblatt inkarniert habe!

 

Eine seht gute Erklärung habe ich mal hier, Klaus Rowers kleine Mundharmonikaphysik

 

Hoch interessant, man kann sicher vieles auch aufs Sax ableiten.
Interessant ist auch wie die Obertöne durch die unterschiedliche Stimmzungenschwingung entsteht.
Da ich selber auch Blues und Chromatische Harps spiele ,fand ich vor allem die Funktionsweise des Bending interssant, ich konnte mir nicht erklären warum es funktioniert ,weil ich nie an die schwingende Luftsäule in der Kanzelle gedacht habe.
Schade das er die Funktion des Overblowing noch nicht erklärt hat, aber ist schon ein Geniales Instrument die Bluesharp.

 

@Roland:
Das klingt zwar auf den ersten Blick einleuchtend, ist aber so doch nicht ganz richtig. Das würde bei "Playing softly and loudly" der ganz rechten Variante entsprechen, bei der das Blättchen immer kurz ganz zu macht, was einen sehr scharfen Ton zur Folge hat (etwa wie beim Übersteuern eines Verstärkers). Man kann aber auch leise auf einem Saxophon spielen! Außerdem wurde die Wechselwirkung mit der Luftsäule im Korpus noch nicht berücksichtigt.

@Doellcus:
Sehr interessant, das mit den Metallzungen. Zum Saxophon gibt es ein paar entscheidende Unterschiede.
1.) Die Metallzunge schwingt auf ihrer eigenen Resonanzfrequenz und kann daher nur für einen Ton zuständig sein.
2.) Die Metallzunge ist eine durchschwingende Zunge, das Holzblättchen ist eine aufschlagende Zunge. Das hat Konsequenzen für die Klangfarbe: Der Schwingsverlauf beim Holzblättchen ist grundsätzlich asymmetrisch, was Auswirkungen auf das Klangspektrum hat.
3.) Die erzeugte Frequenz wird beim Saxophon nicht durch die Eigenfrequenz des Blättchens erzeugt (das wäre ein Quietschen, das natürlich auch jeder Saxophonist kennt), sondern durch die Resonanzfrequenz der Tonsäule. Über die Wechselwirkung von Blättchenbewegung und Tonsäule haben wir noch nicht gesprochen!

Gruß Fumi

 

Fumi , Roland , Doelcus

die erklärungen sind nicht falsch aber zu oberflächlich - die treffen nicht in das herz -das wichtigste wurde nicht gesagt.

die physikalsche prozesse lassen sich gut durch bernoulie gestzt beschreiben:
in dichtem rohr bei luftdurchfluss ( medium durchfluss) die summe vom statischem druck ( auf die wände ) und dynamischen druck ( nach vor ) ist constant.

unsere luftröhre , mpc , bogen - es ist geschlossenes rohr.

wenn wir die luft blasen - in ängerem durschnitt beim mpc einlass die luft wird beschleunigt ( weil in der gleiche zeit die gleiche luftmenge transportiert wird ) also steigt dynamischer druck - sink statischer - ensteht im vergleich zu mundhöle im mpc ein unterdruck - das blatt wird zugezogen - mpc wird geschlossen ,dann dynamischer D =0 ( kein durchfluss ) , statischer druck wächst, blatt macht sich wieder auf und so zyklisch um 500 mal pro sec.

aber die eigene frequenz hat zwar kein deutlicher einflus auf die tonnhöhge beeinfluss jedoch bischen die stimmung.
Je das blatt schwerer oder länger ist, durch die trägcheit die eigene frquenzy kleiner ist.

Dass nasse blatt weil schwerer ist klingt etwas dunkler ,tiefer als trockenes - es macht auf dem zapfen um 1 - 2 mm unterschied.

wenn wir das blatt nach hinten verschieben , die länge verkürzt sich , eigene frquenz etwas steigt , das saxophon klingt ein spur höher.

auf der weise in der praxis beobachten wir kleinen einfluss auf die stimmung - aber richtig ist das die tonhöhe grundsätzlich und vor allem von der renanzfrquenz abhängig.

beispiel vom Rollanfd mit flugzg ist richtig obwohl vielleicht nicht ganz deutlich erklärt.
im mpc über blatt entsteht ein sog , genau wie im flugzeug über die tragfläche - und es läst sich durch eben bernouli gesetz beschreiben.

 

*Das* ist eine der Stellen, die ich - offen gesagt - nicht so recht verstanden habe, denn:

"Let's imagine steady flow with no vibration," steht for dem ersten Diagramm (flow über presure), weiter unten wird diese Kurve dann aber für verschiedene Lautstärken genommen ... Du kannst Dir aber sicher sein, daß das Reed den Luftstrom zwischendurch zumacht. Im Rascherbuch haben die IIRC Röntgenaufnahmen abgedruckt. Ich schau noch mal nach, aber der Anteil zeitlich am Zustand "Reed macht zu" ist schon erheblich.

Ich hab *bewusst* versucht, den Sachverhalt zu vereinfachen, denn die Frage, die ich mir stellte, war: wieso macht dat Ding überhaupt Krach?

Grüße
Roland