Aus dem schließe ich, das die Stimmzunge ab dem Moment dann ihren sauberen Sinus verlässt und eine komplexere Schwingungsform annimmt und auch die Stimmzunge selber komplexere Schwingungen mit ausführt - also durchaus auch andere Modi erzeugt.
Ich besitze das Buch und kann gerne daraus zitieren. Es besteht jedoch weiterhin ein grundlegendes Verständnisproblem. Wie bereits erwähnt, ist die Zunge der Impulsgeber. Es ist wichtig zu betonen, dass die Bewegung der Zunge oder die Form, die sie durchläuft, nicht direkt mit den Kurvenverläufen im akustischen Signal gleichgesetzt werden können. Der Zeitpunkt, an dem die Zunge die Kante des Kanals passiert oder in den Kanal eintritt, markiert einen entscheidenden Moment, an dem die stärkste Energieübertragung stattfindet und daher als der Hauptimpuls anzusehen ist. Eine steile Flanke im akustischen Signal, die mit diesem Zeitpunkt übereinstimmt, führt zu einem erhöhten Obertonanteil. Es ist wichtig zu verstehen, dass sich im akustischen Signal die Schwingung von einer reinen Sinusschwingung entfernt und sich eher einer Rechteckschwingung annähert. Steile Flanken sind dabei ein Anzeichen für einen erhöhten Obertonanteil.
Grundlage:
Eine rechteckförmige Wellenform kann tatsächlich als Summe von verschiedenen Sinusschwingungen betrachtet werden, die
ein Vielfaches der Grundfrequenz sind. Dies liegt an einem fundamentalen Prinzip der Fourier-Analyse, das besagt, dass jede periodische Funktion als Summe von Sinus- und Kosinusfunktionen dargestellt werden kann.
Wenn wir eine rechteckförmige Wellenform betrachten, die periodisch wiederholt wird, können wir sie in eine unendliche Reihe von Sinusschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen zerlegen. Diese Frequenzen sind ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz der rechteckförmigen Welle, auch als Grundschwingung bekannt. Jede Sinusschwingung in dieser Reihe trägt zu einem bestimmten Oberton bei.
Die spezifische Obertonstruktur einer rechteckförmigen oder auch anderen Formen von Welle hängt davon ab, wie viele dieser Sinusschwingungen in die Summe einbezogen werden. Da die Amplituden dieser Sinusschwingungen mit steigender Frequenz abnehmen, tragen die höheren Obertöne weniger zur Gesamtlautstärke bei. Dennoch sind sie für den charakteristischen Klang einer rechteckförmigen Welle entscheidend.
Insgesamt ermöglicht uns die Fourier-Analyse, die komplexe Form einer rechteckförmigen Wellenform in eine Reihe von Sinusschwingungen zu zerlegen, was wiederum unser Verständnis der akustischen Eigenschaften dieser Wellenform vertieft.
Frequenzspektrum und Signalform: Das von einem Mikrofon aufgenommene Signal repräsentiert das akustische Ereignis, das durch die Schwingungen des Körpers erzeugt wird. Das Signal kann durch eine Fourier-Transformation in sein Frequenzspektrum zerlegt werden, das die verschiedenen Frequenzkomponenten des Signals zeigt. Dieses Frequenzspektrum enthält Informationen über die Obertöne und harmonischen Komponenten des Signals. Die Signalform, die auf einem Oszilloskop dargestellt werden kann, zeigt die
zeitliche Entwicklung der Schwingung und wiest eine andere Form auf.
Es ist wichtig zu verstehen, dass die Schwingungsform des Körpers und das Frequenzspektrum des aufgenommenen Signals zwei verschiedene Aspekte desselben physikalischen Phänomens sind. Während die Schwingungsform die tatsächliche Bewegung oder Verformung des Körpers beschreibt, gibt das Frequenzspektrum Informationen über die spektrale Zusammensetzung des akustischen Signals, einschließlich der verschiedenen Obertöne und harmonischen Komponenten.
Schwingungsmodi des Körpers: Die Schwingungsmodi eines Körpers sind die spezifischen Arten von Bewegungen oder Schwingungen, die er ausführen kann. In einem komplexen Schwingungssystem wie einer Zunge kann der Körper in verschiedenen Modi schwingen, die durch seine geometrische Form, Materialzusammensetzung und äußere Anregung bestimmt werden.
Jeder Modus entspricht einer bestimmten Musterform oder Eigenfrequenz, bei der der Körper in Resonanz gerät.
Beziehung zwischen Modi und Signal:
Die höheren Moden eines Schwingungssystems bestimmen die zusätzlichen, nicht ganzzahligen Vielfachen der Grundschwingung, die als Mode 1 betrachtet wird, und damit die spezifischen Frequenzen und Amplituden der im aufgezeichneten Signal enthaltenen Komponenten. Jeder Modus trägt zu einem bestimmten Teil des Frequenzspektrums bei und kann durch seine Form und Eigenfrequenz charakterisiert werden. Durch die Analyse des Frequenzspektrums des aufgezeichneten Signals können wir Informationen über die beteiligten Modi des Schwingungssystems erhalten und deren Beiträge zur Gesamtschwingung verstehen.
Aber ich kann mir kaum vorstellen, dass die dazu einfach so durch die Umgebung dazu kommen ab dem Moment wenn die Stimmzunge durch den Kanal durchschlägt, also dass die erst in dem Moment durch die Umgebung erzeugt werden
Ein gutes Beispiel, um dieses Missverständnis zu verdeutlichen, ist eine Sirene oder eine ähnliche Schallquelle, die durch periodische Unterbrechung eines Luftstroms erzeugt wird. Die Stimmplatte nicht die Zunge lose betrachtet kann als Sirene angesehen werden.
Bei einer Sirene schwingt grundsätzlich nichts im Sinne einer mechanischen Bewegung wie bei einer Saite oder einer Zunge. Stattdessen wird ein Luftstrom durch ein sich drehendes Gerät periodisch unterbrochen. Diese periodischen Unterbrechungen des Luftstroms erzeugen Druckschwankungen in der Luft, die sich als Schallwellen ausbreiten und den charakteristischen Sirenenklang erzeugen.
Die Frequenz des erzeugten Tons hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sich das Gerät ( (Lochscheibe) dreht, und damit von der Frequenz, mit der der Luftstrom unterbrochen wird. Die verschiedenen Frequenzkomponenten im erzeugten Schall resultieren aus der periodischen Unterbrechung des Luftstroms und entsprechen den harmonischen Obertönen des Grundtons.
In diesem Beispiel gibt es keine mechanische Schwingung im eigentlichen Sinne, wie es bei einer Saite oder einer Zunge der Fall ist. Stattdessen wird der Schall durch die periodische Unterbrechung des Luftstroms erzeugt.
Bei einer Sirene erzeugen die sich bewegenden Luftmassen die Schallwellen, die dann die Obertöne erzeugen. Die rotierende Scheibe (oder das sich bewegende Element in einer Sirene) dient dazu, die Luft zu bewegen und somit den Schall zu erzeugen, jedoch ist sie nicht die direkte Ursache für die Entstehung der Obertöne.
Die Obertöne entstehen aufgrund von Resonanzen und Interferenzen innerhalb des Sirenenkörpers und der umgebenden Luft. Diese Resonanzen und Interferenzen entstehen durch die Wechselwirkung zwischen der Bewegung der Luft innerhalb der Sirene und ihrer geometrischen Eigenschaften. Die genaue Art und Weise, wie die Obertöne entstehen, hängt von verschiedenen Faktoren wie der Form der Sirene, ihrer Größe und anderen akustischen Eigenschaften ab.
Eine angeregt lose Zunge ohne Rahmen und Kanzelle, und folglich ohne angeschlossenen Resonator, regt die umgebende Luft nur minimal an, was zu einer kaum wahrnehmbaren Schallantwort führt.
