einführung in die instrumentenkunde (a.k.a. organologie) klaus frieler Übung 56.809, sose 2008...

Einführung in die

Instrumentenkunde

(a.k.a. Organologie)

Klaus FrielerÜbung 56.809, SoSe 2008

Musikwissenschaftliches Institut

Universität Hamburg

Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

Organisation

• Achtung: Neuer Termin der Übung: Dienstags 16-18h.

• Scheinkriterien: – (Gruppen-)Kurzreferat 20-25min– 50% der Punkte aus der Klausur

• Klausur basiert auf: Dickreiter, M.: Musikinstrumente, Kassel :

Bärenreiter• Exkursion in das Klingende Museum geplant• Website zur Übung über

http://www.mu-on.org erreichbar


Vorläufiger Terminplan

7.4. Einführung I 2.6.

Blechblasinstrumente (Rodehorst et al.)

15.4.

Einführung II 10.6

Elektronische Instrumente (Schwartz et al.)

22.4.

Einführung III 16.6.

Afrikanische Instrumente (Dembowski)

28.4.

Zufpinstrumente (Kapidzic et al.)

23.6.

Asiatische Instrumente(v. Zitzewitz et al.)

5.5. Streichinstrument (Stumpner)

? Exkursion

20.5.

Holzblasinstrumente (Johnert et al.)

8.7.

Klausur und Nachlese

26.5.

Tasteninstrumente(Choi et al.)


Wettbewerb

• Erstmalig wird der Wettbewerb „Das kurioseste Instrument“ ausgeschrieben

• Es winken kuriose Sachpreise (t.b.a.)• Einsendeschluss ist der 23.6.,

unbedingt mit Klangbeispiel, Hintergrundinformationen willkommen.

• Das Auditorium stimmt über den Gewinner ab.


Einleitung

• Studium der Musikinstrumente in Hinsicht auf Design, Klang, Geschichte, soziale Funktion und musikalische Anwendung.

• Definitionsversuch von Musikinstrument: Ein ‚Etwas‘ oder ein Teil eines Etwas,

das zur absichtsvollen Klangerzeugung benutzt wird. Ist es speziell dafür hergestellt worden, spricht man von einem eigentlichen Musikiustrument.


Einleitung

• Ergänzende Definition Musikautomat:

Bedarf ein Musikinstrument nicht der andauernden Einwirkung eines Menschen, so heißt es Musikautomat.

• Beispiel: Spieluhr, Plattenspieler. • Aber: Drehorgel?


Aufgaben und Fragestellungen

• Systematik und Klassifikation von Musikinstrumenten

• Analyse von Klangerzeugung, Klangfarbe, Klangwahrnehmung

• Geschichte, Soziologie und Ergologie der Musikinstrumente

• Instrumente und Musikpraxis:– Stimmungen und Tonsysteme– Einfluss von Instrumenten und

Spieltechniken auf die Musikproduktion


Klassifikation

• Wieviel Musikinstrumente gibt es und gab es?

• Die Wikipedialiste der Musikinstrumente allein zählt bereits 1285 Einträge!

• Klassifikation der Musikinstrumente unbedingt notwendig!

• Beispiel: Das Hornbostel-Sachs-System (1914)

• Wird uns später noch ausführlicher beschäftigen!


Musikinstrumentakustik

• Systematiken und Prinzipien der Klangerzeugung

• (Fein)analyse und Simulation der physikalischen Prozesse

• Physikalischen und psychologische Beschreibungen und Analyse von Klangfarbe

• Zusammenklang verschiedener Instrumente (Instrumentationslehre)


Geschichte und Kultur

• Geschichte und Entwicklung von Instrumenten(familien): Bau, Spielweisen, musikl. Gebrauch, Migration

• Soziale Aspekte von Instrumenten• Ethnologie und Ergologie der

Musikinstrumente• Semiotik von Musikinstrumenten


Instrumente und Musikpraxis

• Stimmungen von Musikinstrumenten beeinflussen die Entwicklung von Tonsystemen.

• Die Erfindung oder Verbreitung von neuen Instrumenten und Spielweisen beeinflusst die Entwicklung musikal. Genres und Stile.

• Musikschaffenden erfinden eigene Instrumente


Crashkurs Akustik

• Es folgt ein Crashkurs Akustik:– Schwingungen– Periodischen Schwingungen– Frequenzanalyse– Resonanz– Wellen– Schall


Schwingungen

• Schwingungen sind beschränkte Schwankungen einer (physikalischen) Größe in einem endlichen Bereich.

• Schwankungen = (zeitliche) Abweichungen aus einer Ruhelage.

• Die maximale Auslenkung (Elongation) heißt Amplitude.


Schwingungen

• Typen von Schwingungen:– Periodische und quasiperiodische

Schwingungen („Töne“)– Aperiodischen, d. h. chaotische und

zufällige Schwingungen (Rauschen)

• Für die Musik wichtigster Fall: Gedämpfte, quasiperiodische Schwingungen.


Periodische Schwingungen

• Nach einer Periode T wiederholt sich der Vorgang: f(t+T) = f(t)

• Kenngrößen: Periodendauer (T) und Frequenz (Kehrwert der Periode = 1/T, Einheit Hz = 1/s)

• Prototypen für periodische Schwingungen: sin(t) und cos(t) mit Periode 2


Periodische Schwingungen


Frequenzanalyse

• Fourieranalyse: Jede periodische Schwingung lässt sich als Überlagerung von Sinus und Cosinus-Funktionen darstellen. (Diskretes Spektrum.)


Frequenzanalyse


Frequenzanalyse

• Fouriertheorem: Zerlegung in periodische Anteile auch für nicht-periodische Klänge (Kontinuierliches Spektrum)

• Spektrogramm: Zeitliche Folge von Spektra


Resonanz

• Werden zwei schwingfähige Systeme gekoppelt, kommt es zu Resonanzphänomenen.

• Jedes schwingfähige System hat eine oder mehrere Eigenfrequenzen (Resonanzfrequenzen).

• Resonanzkurve: Energieaufnahme des System in Abhängigkeit von der angeregenden Frequenz.


Resonanz

Gastophon: Die Resonanzkatastrophe


Resonanzenprofil & Formanten

• Komplexe geometrische Objekte haben komplexe Resonanzkurven

• Resonanzkörper wirken wie Filter und Verstärker.


Resonanzenprofil & Formanten

• Feste Frequenzbänder erhöhter Resonanz heißen Formanten

• Formanten sind wichtig zur Erkennung von Vokalen in der Sprache und zur Erkennung von Musikinstrumenten


Formanten: Austral.-Engl. Vokale


Wellen

• Schwingungen in Raum und Zeit heißen Wellen: f(x, y, z; t)

• Wellenlänge: Periode der räumlichen Welle f(x+, t) = f(x, t)

• Es gilt c = – c = Ausbreitungsgeschwindigkeit (m/s)– Wellenlänge (m)– Frequenz (Hz = 1/s)


Wellen

• Die für die IK wichtigsten physikalischen Schwingungs- und Wellenformen:– Druckwellen (Schall)– Mechanische Wellen (Biege-, Dehn-,

Schubwelle etc.)– Elektromagnetische Wellen

(Elektrische und magnetische Feldstärken, Licht)


Wellencharakteristiken

• Geometrie:– Longitudinal: In Ausbreitungsrichtung

(Schall, mediengebundene Wellen)– Transversal: Senkrecht zur

Ausbreitungsrichtung (z. B. mechanische Wellen, nicht mediengebunden Wellen)

• Dynamik– Fortschreitende Wellen– Stehende Wellen


Wellen

• Transversal Longitudinal


Laufende Wellen

• Laufende Wellen– Erregung (Störung) breitet sich

im Raum aus – Energietransport in

Ausbreitungsrichtung


Stehende Wellen

• Überlagerung laufender Wellen entgegengesetzter Richtung aber gleicher Amplitude und Frequenz, z.B. durch Reflexion

• Keine Energietransport• Wellenbäuche/berge (max. Auslenkung)

und Wellenknoten/täler (keine Auslenkung) an festen Positionen


Stehende vs Laufende Wellen


Stehende Wellen in Röhren

Offen-offen Offen-Geschlossen

L = nn/2 L = (2n+1)n/4


Schall

• Schall besteht aus räumliche und zeitliche Druckschwankungen p(x,y,z, t) in einem Medium (Festkörper, Flüssigkeit, Gas, Plasma…)

• Druck ist ein Skalar: Kraft pro Fläche – Einheit des Drucks: Pascal (Pa = N/m2), – Normaler Luftdruck: 1013,25 hPa =

101.325 Pa

• Schall besteht aus Longitudinalwellen


Wellengrößen des Schalls

• Schallgeschwindigkeit c = 343 m/s (1234,8 km/h) bei 20 °C (zum Vgl.: Helium: 981 m/s, Wasser: 1484 m/s)

• Schalldruckpegel wird in dezibel (dB) gemessen: Der Logarithmus der Leistung im Verhältnis zur

Hörschwelle 20 Pa bei 1000 Hz. (Effektive Leistung proportional zum Quadrat des Drucks)

• Auch andere Bezugsgrößen in Gebrauch: Z. B. maximale Lautstärke (Technik).


Weitere Begriffe

• Interferenz von Wellen • Schwebung, Rauigkeit• Einschwing- und

Ausschwingvorgänge, stationäre Schwingung

• Hüllkurve• Attack, Decay, Sustain, Release Musikalische Akustik!


Generator-Resonator-Modell

Generator Resonator(en) VerstärkerAktivator

Generator

Generator

Resonator(en)

Resonator(en)

Aktivator

Aktivator


Generator-Resonator-Modell

• Aktivator: Primär Energielieferant, nicht frequenzbestimmend

• Generator: Primärschwinger, frequenzbestimmend

• Resonator: Kombinierte Verstärkungs – und Klangfarbenfunktion, wenig Rückkopplung auf den Generator

• Passiver Generator: Generator, der durch andere Generatoren angeregt wird (z. B. Resonanzsaiten)

• Verstärker: Primäre Verstärkungsfunktion, wenig Rückkopplung auf Resonator


GR-Modell: Beispiele

• Beispiel: Flöten– Aktivator: Luftstrom(Atem)+ Labium– Generator: Instrumentinnenluft– Resonator: Keiner (=Generator)

• Beispiel: Hörner, Trumpeten etc– Aktivator: Luftstrom (Atem)– Generator: Lippenschwingungen– Resonator: Instrument



• Beispiel: Streichinstrumente– Aktivator: Bogen– Generator: Saiten– Resonatoren: Steg – Korpus- Luft im Korpus

• Beispiel: E-Gitarre– Aktivator: Plektrum, Finger– Generator: Saiten– Resonatoren: Tonabnehmer – Kabel– Verstärkerkette: (Vorstufe )- Endstufe-

Lautsprecher



• 1 Generator, kein Resonator: Blasinstrumente

• 1 Generator, 1 Resonator: Monochord• N Generatoren, 1 Resonator: Gitarre, Geige• N Generatoren, M passive Generatoren, 1

Resonator: Sitar, Hardangerfiedel• 1 Generator, N Resonatoren: ???• N Generatoren, 0 Resonatoren: Panflöte,

Orgel (Labialpfeifen)• N Generatoren, N Resonatoren: Vibraphon,

Orgel (Zungenpfeifen)


AGRV-Code

• AGRV-Code: (0, 1, K):(0,1,N):(0,1,M):(0, 1, L)– (0, 1, K) Aktivatoren – (0, 1, N) Generatoren– (0, 1, M) Resonator(ketten)– (0, 1, L) Verstärker (elektrische)

• Beispiele: – Flöten (Blasinstrumente): 1:1:0:0 – Geigen (gestrichen): 1:N:1:0 (1:4:1:0)– Gitarre (gezupft): M:N:1:0 (5:6:1:0), E-Gitarre:

M:N:1:1– Vibraphon: K:N:N:0 (z.B. 4:37:37:0)


GR-Modell: Übung

• Aufgabe: Bestimmen Sie die akustischen Stufen und den AGRV-Kode von– Maultrommel– Klavier– Dudelsack


GR-Modell: Übung

• Maultrommel (1:1:1:0)– Aktivator: Finger– Generator: Metallzunge– Resonator: Mund

• Klavier (N:N:1:0)– Aktivatoren: (Finger-Tasten-)Hammer– Generatoren: Saiten– Resonatoren: Resonanzboden-

(Innenraum)


GR-Modell: Übung

• Dudelsack (1:N:0:0)– Aktivator: Windkapsel+ Rohrblätter– Generatoren: Pfeifen– Resonatoren: Keine (Generatoren)

• Hausaufgabe: Bestimmen sie AGRV + Code für den Turntable!


GR-Modell: Hausaufgabe

• Turntable (Scratched) (1:1:0:1)– Aktivator: Plattenrille– Generator: Nadel– Resonator: Keine (Kabelage)– Verstärker: Endstufe


AGRV-Modell Revisited

• Zahl und Rolle der Aktivatoren machmal unklar (z. B. beim Vibraphon)

• Definition von Generator als frequenzbestimmend sowie die Unterscheidung zum Resonator manchmal unscharf (z. B. Perkussion, Klanghölzer)

• Verstärker lassen sich stets als Resonatoren auffassen – künstliche Unterscheidung


AGRV-Modell Revisited

• Definiere Aktivator als letztes anregendes Element vor dem Generator (z. B. Hammer beim Klavier)

• Aktivatorzahl: Zahl der typischen Aktivatoren (hier kommt Spieltechnik ins Spiel, systematischer Bruch)

• Falls Generator = Aktivator (z. B. Klanghölzer) dann Aktivatorcode 0!

• Falls Generator = Resonator (oder ein enggekoppeltes System) Resonatorzahl = 0

• Verstärkercode wird reserviert für elektrische Verstärkung (systematischer Bruch)

einführung in die instrumentenkunde (a.k.a. organologie) klaus frieler Übung 56.809, sose 2008...

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