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Thema: Intonation und Physik |
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Liebe Hornfreunde,
wer ist physikalisch versiert und kann folgende physikalische Frage beantworten: jeder weiß, dass bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Intonation des Horns tiefer und bei wärmeren höher wird. Aber wieso eigentlich? Wenn sich ein Rohr erwärmt, dehnt es sich aus, es nimmt - minimal natürlich - in der Länge zu, folglich sollte man eigentlich erwarten, dass die Intonation sinkt. Umgekehrt, bei Kälte zieht sich Metall zusammen, das Rohr müsste minimal kürzer, das Horn also eigentlich auch höher werden.
Vielen Dank schon mal im voraus für die Beschäftigung mit dieser Fragestellung!
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Ich bin zwar weder physikalisch noch naturwissenschaftlich begabt, spiele aber einigermaßen Horn, also Pardon bitte für meine laienhafte Erklärung.
Die Ausdehnung des Horns bei Erwärmen oder Kühlen des Instruments ist im praktischen Einsatz bedeutungslos. Ein F-Horn dehnt sich bei einer Erwärmung von 20 auf 40 Grad Celsius (und wer spielt schon bspw. mit Fieber oder in der Sauna?) theoretisch lediglich einen guten Millimeter aus - also vernachlässigbar.
Entscheidend ist vielmehr die Temperaturveränderung der (schwingenden) Luftsäule im Instrument. Eine Erwärmung führt zu schnelleren Schwingungen und folglich höherem Ton, umgekehrt schwingt die Luftsäule bei niedrigeren Temperaturen langsamer und führt zu einem tieferen Ton.
Ein Instrumentenbauer kann das sicherlich besser erklären.
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Als Grundlage vielleicht erstmal die Definition von Temperatur:
Eine Temperatur z.B. in °C gibt an, wie schnell oder langsam sich die Teilchen(Atome etc) bewegen. (Atome bzw Moleküle befinden sich schließlich in Verbindung zueinander durch physikalische bzw chemische Bindung) Desto schneller sich diese Teilchen bewegen, desto höher die Temperatur. Die Minimaltemperatur ist diese, bei welcher sich die Teilchen gar nicht mehr bewegen.(0 Kelvin, ca -273°C)
Die Temperatur gibt damit auch an wie schwingungsfähig die Luftmoleküle sind, denn wenn sie kalt, also unbeweglich sind, schwingen sie auch nicht gut. Demnach schwingt warme Luft schneller und erzeugt akustisch höhere Töne.
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Das ist auch ein guter Beweis, daß die Luft nicht durch das Instrument gepustet werden muß, sondern daß der Anstoß des Tones quasi die Initialzündung der Schwingung, die dann durch dynamisch abgestufte Luftzufuhr am Leben erhalten wird.
Außerdem sollte bedacht werden, daß die Tonschwingung nicht nur eine Transversalwelle sondern auch eine Longitudinalwelle ist.
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Die Längenänderung des Instrumentes ist vernachlässigbar. Ausschlaggebend ist die Temperatur der Luftsäule im Instrument.
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Vielen Dank für die einleuchtenden Erklärungen, schöne Feiertage und ein gurkenarmes Neues Jahr!
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