das klavier - welcome to hera-b · pdf fileinstrument „piano- forte“. die idee des...
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Das Klavier
Vortrag im Rahmen des Seminars Physik der MusikinstrumenteChrist ine Brabetz, 503276David Konschak, 185565
Geschichte des Klaviers durch Ausgrabungen ist bekannt, dass erste
Saiteninstrumente bereits Jahrhunderte vor Christus ex ist iert haben:
Bibel erwhnt den Psalter hnliches Instrument schon Jahrtausende vor der Christlichen
Zeitrechnung in China bekannt 6.Jh. v. Chr.: Pythagoras experimentiert am Monochord
mathematische Verhltnisse musikalischer Tne
Geschichte des Klaviers Entstehung der Tastatur
ca. 200 v. Chr. Erste Formen einer Klaviatur (Orgel von Ktesibos in Alexandria)
Vitruvius (Zeitgenosse von Csar) berichtet von Orgeln mit drehbaren, gelagerten Tasten.
Hero von Alexandria (2. Jh. n. Chr.) baute eine Pfeifenorgel, deren Luftvent ile ber Kipphebel bett igt wurden, die durch Federkraft wieder in die Ausgangslage zurcksprangen.
15. Jahrhundert: erste Tastatur in einem Saiteninstrument: das Clavichord
Geschichte des Klaviers Etwa zur gleichen Zeit: Instrumente, deren Saiten von
einem Plektrum (Federkiel) angezupft bzw. angerissen werden: Spinett, Virginal und Cembalo
Geschichte des Klaviers 1709: B. Cristofori (Cembalobauer) rstete eines seiner
Instrumente mit einer Hammermechanik aus und nennt das Instrument piano- forte. Die Idee des Hammers wurde wahrscheinlich vom Hackbrett oder dem Dulcimer bernommen.Hammermechanik um 1720:
1855 baut Henry Steinway (Klavierbauer) einen groen Konzertf lgel mit gusseisenernem Rahmen
Hammermechanik heute
Hammer- Anregung
Amplitudenbetrachtung
0.001
0.01
0.1
1
1 6 11 16 21 26 31
= 1/ 10
n
VcA
~n
0 .0 0 1
0 .0 1
0 .1
1
1 6 1 1 1 6 2 1 2 6 3 1
= 1/ 3
n
EnergiebetrachtungVergleich bei = 1/ 3
Hammeranregung gezupfte Saite
-30
-20
-10
0
10
0 0.5 1 1.5
En
( d
B )
-40
-30
-20
-10
0
0 0.5 1 1.5lg(n) lg(n)
6 dB / Oktave
0 dB / Oktave
HammerHartholzkernberzug aus Filz, da dessen Hrte mit der Geschwindigkeit bzw.
Kraft variiertBasshammer schwerer als SopranhammerSopranhammer aber hrter (durch hrteren Hammer werden
hhere Frequenzen angeregt)
Hammer1985: Askenfelt & Jansson:Effekt der Masse des Hammers an C4- Saite Original schwerer Basshammer leichter Sopranhammer
Resultat:Kontaktdauer beim Basshammer
lnger als normal, beim Sopranhammer krzer
Hammerhrte variierbar (hrter durch Abfeilen des Filzberzugs, weicher durch Verwendung von Nadeln (Abb.)
Pedale
rechtes Pedal (sustaining pedal):Alle Dmpfer werden von den Saiten gehoben, der Ton klingt also nach dem Loslassen der jeweiligen Taste weiter. Es werden auch weitere Saiten zum Schwingen angeregt vollerer Klang
linkes Pedal:Beim Flgel (una corda pedal): gesamte Mechanik wird einige Millimeter verschoben, sodass nicht alle Saiten einer Gleichklanggruppe von den Hmmern getroffen werdenBeim Klavier: Hmmer werden nher an die Saiten gebracht
Mitt leres Pedal (wenn vorhanden):Sostenuto- Pedal: hebt die Dmpfer der gespielten Saiten (meist bei Flgeln)Moderator- Pedal: bei Bett igung wird ein Filzstreifen zwischen Hammer und Saiten geschoben
SaitenNormalerweise 88 Tne, davon
sind (von rechts): 60 Tne dreifach besaitet 18 Tne doppelt besaitet 10 Tne einfach besaitet
Basssaiten sind aufgrund der langsameren Schwingung einfach oder doppelt (t iefste Basstne) mit einer Lage Kupfer- oder Eisendraht umsponnen
Stege und ResonanzbodenResonanzboden aus
Kiefernholz
Normalerweise 2 Stege: Haupt- oder SopranstegBasssteg
Stege verbinden Saiten und Resonanzboden
Mit nderungen an den Stegen knnen Lautstrke, Dauer und Qualitt eines Tons verndert werden
Stege
33C114
69C2#13
139C3#12
147D311
196G310
233A3#9
294D48
370F4#7
466A4#6
659E55
880A54
1318E63
2349D72
4186C81
Frequenz / Hz
TonPunkt
Der Klang des KlaviersZusammenspiel zwischen Saiten, Steg und
Resonanzboden
Das Abklingverhalten der Tne
Wie kom m t es z u
d ieser Vern d eru n g
im Abklin gverh alten ?
A Taste wird ged r ckt
B Taste wird losgelassen
s teiler Abfall Sofortklan g
flach er Abfall Nach klan g
Das Abklingverhalten der Tne
Die Abklingkurve ist d ie berlagerung der horizontalenund vertikalen Schwingung der Saite
Sofortklang Nachklang
Wie kommt es zu der horizontalen Schwingung?
Hammer schlgt vorwiegend vert ikale Schwingung der Saiten
Unregelmigkeiten in der Hammerflche und in Lage der Saiten horizontale Schwingung
Warum haben beide Schwingungen unterschiedliche Abklingzeiten?
Steg bertrgt Schwingung der Saite auf den Resonanzboden
unterschiedliche Steif igkeit des Resonanzbodens(parallel > > senkrecht)
vert ikale Schwingungsenergie wird schneller bertragen und abgegeben
Beitrag der gekoppelten Schwingung zur Abklingkurve
phasengleich
Sym m etr isch e Sch win gu n g
Sofortklan g
An t isym m etr isch e Sch win gu n g
Nach klan g
Nach klan g 20d B u n ter Sofor tklan g
u . U. n ich t m eh r h rbar
Beitrag der gekoppelten Schwingung zur Abklingkurve
phasengleich
en tgegengesetz te Phase
Die h or iz on tale Sch win gu n g d er Saiten u n d d ie Gleich klan ggru p p e t ragen z u r Ch arakter is t ik d er
Abklin gku rve bei.
Vergleich der Abklingzeiten
SaitenAnharmonizitt, Stimmung, Partialtne
ab Ton 40 (C4)
Ln fn - s , s = 1
Anharmonizitt
du rchgez ogene Lin ie = reale Part ialtne d es t iefs ten Tones Ages t richelte Lin ie = exakte Harm onische des Tones A
Reale Par t ialtn e liegen h h er als exakte Harm on isch e
Oktaven werd en au sein an d er gez ogen
Stimmung
Zu h rer h aben kein e Vorliebe, ob d as Klavier exakt n ach d er Railsback- Ku rve od er etwas abweich en d d avon ges t im m t is t
Partialtne
Jed er Par t ialton bes itz t ein e ch arakter is t isch e Abklin gku rve
Klavierklang
TneSofortklang, Nachklang,
Anharm oniz itt
Nebengerusche
Tas ten , Hm m er, Pedale
Klangabstrahlung