Ein Aspekt, der mich als Hornist fasziniert, ist die Akustik, wie die Dinger funktionieren.

Ich habe ein paar Fragen an die Gruppe.

  1. Gespaltene/verpasste Noten; Was passiert eigentlich, wenn wir versuchen, eine Hupe auf einen hohen Ton zu "starten"?

    Wenn wir es gut machen, produzieren wir aus dem Nichts - sagen wir - ein hohes F (zB Bruckner 4 Eröffnungssolo) und wenn etwas schief geht, erscheint ein anderer Ton. Ich habe über die Theorie nachgedacht, dass wir zum "Starten" eines Horns auf einer hohen Harmonischen alle anderen durchlaufen müssen, um dorthin zu gelangen, und wenn unsere Lippen nicht die richtige Frequenz durch die richtige Spannung, den richtigen Luftdruck usw in einer verpassten Notiz produziert.

  2. Stimmungsnotizen; Wie ist es physikalisch möglich, die Tonhöhe einer eingestellten Hornlänge durch Anpassung der Lippenspannung zu verändern? Wie treiben unsere Lippen das Horn von seiner Resonanzfrequenz weg?
Gespaltene/verpasste Noten; Was passiert eigentlich, wenn wir versuchen, ein Horn mit einem hohen Ton "anzufahren"?

Sie können auf Ihrem Mundstück fast jede gewünschte Tonhöhe summen, da es im normalen Spielbereich keine wirklichen Resonanzen aufweist.

Sie können auch jede beliebige Tonhöhe auf "Horn" summen, das aus einem unendlich langen Rohrstück besteht.

Wenn Sie eine Note auf einem echten Horn beginnen, wird zuerst das Instrument benötigen sehen wie ein unendlich langes Rohr für die Schallwellen aus, die von Ihrer Lippe erzeugt werden. Diese Schallwelle wandert mit etwa 345 Metern pro Sekunde durch die Röhre und wird dann vom Glockenflair und Ihrer Hand reflektiert. Ein kleiner Teil der Schallenergie entweicht in den Raum, aber der größte Teil kehrt zurück in die Röhre.

Erst wenn diese Welle zurückkehrt, können Ihre Lippen herausfinden, ob sie eine tatsächliche Note auf dem Horn spielen oder nur eine beliebige Tonhöhe. Wenn sie bei einer der Obertonresonanzen des Horns schwingen, wird die zurückkehrende Schallwelle zeitlich abgestimmt, um ihre Schwingung zu unterstützen. Aber wenn sie phasenverschoben sind, wird es ihnen entgegenwirken – und Sie neigen dazu, Sie zum nächsten Resonanzton zu drängen.

Wenn Ihr erster Angriff also auf der etwas falschen Frequenz erfolgt, werden die Leute für einen Moment die Tonhöhe hören, die Sie summen, bevor der Ton auf Ihre Lippen zurückreflektiert wird. Dann gibt es mehrere hörbare Streitigkeiten zwischen Ihren Lippen und dem Horn (und das kann auf der F-Seite eine Weile dauern). Schließlich gewinnt das Horn, und es entsteht ein schöner Ton - hoffentlich auf dem gewünschten Oberton, aber möglicherweise auf einem unerwünschten, der akustisch näher an der Ausgangslage liegt.

Warum können Sie Noten biegen? Ihre Lippen sind im Vergleich zu der Energie, die in den von ihnen erzeugten Schallwellen enthalten ist, tatsächlich ziemlich massiv. Mit Geschick und Mühe können Sie weiterhin gegen phasenverschobene Reflexionen kämpfen und vielleicht das Horn zu einem Remis ringen, um eine Zwischentonhöhe zwischen dem zu erreichen, was die Hörner wollen und was Ihre Lippen produzieren würden, wenn sie frei summen würden.

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Stimmungsnotizen; Wie ist es physikalisch möglich, die Tonhöhe einer eingestellten Hornlänge durch Anpassung der Lippenspannung zu verändern? Wie treiben unsere Lippen das Horn von seiner Resonanzfrequenz weg?

So wie ich es verstehe, entspricht die Länge der schwingenden Luftsäule in einem Horn nicht der physikalischen Länge der Röhre, da die Glockenfackel irgendwo hinter der Glocke ein "virtuelles Röhrenende" erzeugt. Die Position dieses virtuellen Röhrenendes ist nicht festgelegt, so dass es für das Horn keine einzige Resonanzfrequenz gibt, obwohl aufgrund der Instrumentenkonstruktion bestimmte Positionen bevorzugt werden. Der Resonator in einem Horn sind unsere Lippen, und wenn wir die Lippenspannung einstellen, bewegen wir tatsächlich das virtuelle Rohrende, um die Resonanzfrequenz an die Lippenfrequenz anzupassen. Stimmt die tatsächliche Röhrenendlage mit einer durch die Hornkonstruktion begünstigten Lage überein, wird der Ton zentriert. Es gibt Grenzen für die Bewegung des virtuellen Röhrenendes. Wenn Sie die Lippe weiter von einem Notenzentrum entfernen, erreichen Sie einen Punkt, an dem Sie zur nächstgelegenen Frequenz wechseln, weshalb es so schwierig ist, ein glattes Glissando zu machen auf einer Nicht-Posaune.

Ich bin kein Physiker und kann mich irren, aber dann wird mich wahrscheinlich jemand auf der Liste richtigstellen.

Diese Schallwelle wandert mit etwa 345 Metern pro Sekunde durch die Röhre und wird dann vom Glockenflair und Ihrer Hand reflektiert.

Gilt das wirklich für eine offene Röhre? (Es ist einfacher, wenn wir uns zunächst eine ideale gerade Röhre vorstellen, da die Glocke alle möglichen Komplikationen mit sich bringt.) Bei einer *geschlossenen* Röhre ja: Es gibt einen Knoten am geschlossenen Ende und der Schall muss zurückreflektiert werden das Rohr hinunter und entweicht überall dort, wo es einen Luftaustritt gibt. Aber für eine *offene* Röhre habe ich immer daran gedacht, dass sie eine unidirektionale stehende Welle mit einem Schwingungsbauch am offenen Ende erzeugt, die von der Schwingung des Resonators angetrieben und durch seitliche Reflexion an den Wänden der Röhre verstärkt wird. Ich kann nicht wirklich sehen, wie die Welle vom offenen Ende reflektiert wird. Beim echten Horn gibt es natürlich Reflexionen von Ventilen, Krümmungen, Gelenken und der rechten Hand, die aber eher als Defekte denn als wesentliche Merkmale zu werten sind. (Denken Sie daran, dass Trompeter, Posaunisten und Tubaisten die Reflexion der rechten Hand eliminieren, und denken Sie daran, was passiert, wenn sie einen Dämpfer verwenden, der den Klang wirklich zurück in die Röhre reflektiert.)

In meinem Modell schwingt ein offenes Rohr also am besten bei einer Frequenz, die durch den Abstand Knoten-an-den-Lippen/Bäuche-am-offenen Ende bestimmt wird. Sie können die Tonhöhe biegen, da die Resonanz *fast* so gut ist, selbst wenn der Schwingungsbauch etwas innerhalb oder etwas außerhalb des offenen Endes liegt - der größte Teil der Querschnittsfläche schwingt immer noch. Ich denke, das Horn funktioniert in etwa als offenes Rohr mit dem Schwingungsbauch jenseits der Glocke (alternativ geschlossenes Rohr mit dem Knoten etwas in das Horn hinein - eine Grundfrequenz von etwa 120 für Konzert-B entspricht einer Wellenlänge von etwas mehr als 3 m ).

Wenn Sie versuchen, einen hohen Ton auf dem Horn zu treffen, versuchen Sie, auf der richtigen Frequenz zu summen, dh auf der Tonhöhe, die Sie treffen möchten. Während der ersten 0.1 Sekunden oder so, während der Anfang der Welle das Horn hinunterläuft, "weiß" es nicht, ob dies eine Resonanzfrequenz ist oder nicht. Aber sobald die Welle das Ende der Röhre erreicht hat, sind die Bedingungen hergestellt und die Welle schwingt je nach Nähe zum Guten oder Schlechten. Ich glaube also, ein guter Hornist wird wirklich bei der richtigen Frequenz beginnen und nicht alle anderen Obertöne durchgehen, wie Terry vorgeschlagen hat.

Die geringfügige Tatsache, dass Sie Nachschlagewerke zitieren können, deutet darauf hin, dass Sie möglicherweise weitaus qualifizierter sind, über dieses Thema zu predigen als ich. Mich würde interessieren, was Sie zu meinen Ideen sagen - nehmen Sie es als ehrliche Diskussion, nicht als Kritik an Ihrem Beitrag.

[ ... ] Im Grunde fängt deine Hand diese hohen Töne auf und lenkt sie zurück ins Horn - weshalb das Horn in seiner Obertonreihe so viel höher wirkt als die anderen Blechblasinstrumente, und warum die Handposition im oberen Register kritischer ist .

Aber Sie können ohne die Hand hohe Töne auf dem Horn spielen. Tony Halstead zeigte mir, wie ich meine hohen Töne verbessern kann, indem ich meine Hand flach auf die Innenseite der Glocke legte und so die Öffnung weniger einschnürte. Was das Horn im höheren Obertonbereich arbeiten lässt, ist vor allem das kleine Mundstück, unterstützt durch die enge Bohrung des Mundrohres. Wenn Sie ein Hornmundstück an eine Basstuba angepasst haben, indem Sie ein konisches Mundrohr anbringen, könnten Sie es dazu bringen, Klänge in der üblichen Hornlage zu erzeugen.

[ ... ] Aber ein Horn hat tatsächlich ein geschlossenes Ende - Ihre Lippen blockieren es fast vollständig. Ein zylindrisches Rohr von der Länge eines Horns erzeugt nicht die gewünschte harmonische Reihe. Stattdessen wird es nur bei ungeraden Obertönen überblasen, ähnlich wie bei einer Klarinette, was bedeutet, dass das 1. Intervall keine Oktave, sondern eineinhalb Oktave beträgt.

Der allgemeine Sprachgebrauch, dass geschlossene Pfeifen nur die ungeraden Obertöne erzeugen, ist nützlich, um den Grund für die Beziehung der Resonanzfrequenzen anzugeben, da man die geschlossene Pfeife konstanten Querschnitts als halbe offene Pfeife doppelter Länge mit a . analysieren kann Knoten in der Mitte. Bei der Betrachtung des Designs eines Musikinstruments kann diese Denkweise jedoch in die Irre führen. Wenn Sie eine Oboe aus Gummi machen würden, um ihre Form beim Blasen allmählich von konisch zu parallel zu verformen, würde sich das Verhältnis der Frequenzen der ersten beiden Schwingungsarten allmählich von 2 auf 3 ändern, also in gewissem Sinne , die Oktave der Oboe entspricht der Zwölftel der Klarinette. Das Horn besteht aus einer Mischung aus konischer und paralleler Bohrung, die so eingestellt ist, dass die Moden harmonisch verwandte Frequenzen im Verhältnis 2:3:4:5:6 usw. ergeben. Ein konisches Mundrohr und eine ausgestellte Glocke werden jedoch mit einem parallelen Mittelteil kombiniert Den gleichen akustischen Effekt wie das einfache konische Alphorn zu erzielen, ist ein kleiner Trick, der am besten funktioniert, wenn die Länge der parallelen Röhren etwa in der Mitte des Tonumfangs liegt (etwa F auf dem üblichen Doppelhorn in F/B). Bei geringeren Mengen paralleler Röhren ist die Gesamtfackel übermäßig und die Obertonreihe wird komprimiert, während sich bei zusätzlichen Mengen die Eigenschaften des Instruments in Richtung der geraden Röhre bewegen und die Obertonreihe sich ausdehnt. Aus diesem Grund neigen tiefe Töne auf dem B-Horn dazu, scharf zu sein. Natürlich bringen wir sie mit Hand und Lippe in Einklang und sind uns der Wirkung die meiste Zeit kaum bewusst, aber das Spielen auf einen Frequenzmesser in der Mitte der Note mit konstanter Handposition zeigt es deutlich. Der umgekehrte Effekt, dass tiefe Töne bei den C- und B-Basshörnern (1+3 und 1+2+3 beim F-Horn) flach sind, wird durch die etwas zu kleine Kombinationsrohrlänge kompensiert.

[ re hosepipe horns ] Aber wenn das Flair noch größer ist - wie bei einem Horn steigt der Grundton fast auf den einer an beiden Enden offenen Röhre an und fällt direkt als gestimmter Pedalton eine Oktave unter der 1. Oberton.

Laut Benade (es könnte in einem Scientific American Artikel mit dem Titel "Physics of Brasses" gewesen sein) ist der wahre Grundton von Hörnern ungefähr eine Terz. Pedalnoten sind gestimmt, weil die zweite und dritte Harmonische der Lippenbewegung in die zweite und dritte Resonanz der Röhre einrasten. Dass der Grundton eine andere Frequenz ist, trägt wahrscheinlich zur Instabilität dieser Töne bei: sowohl auf dem offenen B in meinem B als auch auf F alt Alexander und auf meinem in B-alto krummen Naturhorn gibt es gute Pedal-Bbs, die ich (mit der Lippe allein) leicht nach Ab schieben kann, schwer nach G, und nicht weiter.

Spielen Sie als Übung den 3. Raum C auf dem F-Horn. Ziehen Sie die Ecken VORWÄRTS, bis die Note zu einem D übergeht.

Bisher kein Problem.

Gehen Sie nun zurück und erhöhen Sie die Geschwindigkeit der Luft. Es sollte das gleiche tun.

Dies ist der Teil, von dem ich nicht überzeugt bin. Wenn ich dies tue und darauf achte, dass mein Ansatz nicht zu eng wird (und ich sorge dafür, dass ich den Druck nicht erhöhe), bekomme ich nur ein lauteres C. Wenn ich jedoch D denke, rutscht es über, aber ich bin mir sicher, dass die schon ein Denkakt D bewirkt eine Straffung. (Ich gebe zu, dass meiner Meinung nach weniger Nachziehen erforderlich ist als im ersten Teil.)

Wenn Sie Recht haben, muss es sein, dass ich, während ich die Luftgeschwindigkeit erhöhe und nicht an D denke, tatsächlich meinen Ansatz entspanne, um ein C beizubehalten, aber ich kann nicht fühlen, dass dies geschieht. Wenn zunehmende Luft den Ton verändern kann, sollte das, denke ich, auch beim Pfeifen passieren, aber auch hier passiert nur ein lauterer Ton.

Liege ich total falsch oder ist mein Ansatz/Atmung anders?

Mich würde interessieren, ob es wissenschaftliche Beweise (oder eine theoretische Grundlage) dafür gibt, dass allein eine erhöhte Luftgeschwindigkeit die Tonhöhe erhöht. Es scheint mir, als würde man erwarten, dass die Tonhöhe einer Geigensaite ansteigt, wenn sich der Bogen schneller bewegt.

Ich sende dies mit einem gewissen Gefühl der Beklommenheit, da es als grobe Ketzerei ausgelegt werden könnte, aber ich bin wirklich verwirrt.

Nachdem ich über dieses Thema nachgedacht und die Beschreibungen der verschiedenen Modelle gelesen habe, um zu beschreiben, was los ist, bin ich bereit für mehr !!

Effektive Hornlänge:

Die effektive Hornlänge (die Länge, die an der Resonanz der betrachteten Note beteiligt ist) beginnt leicht im Mund - meine Gedanken sind wie folgt; Stellen Sie sich ein 3 m langes Seil vor, das zwischen zwei Punkten gespannt ist Um Resonanz vom festen Ende zu kultivieren, wird nichts passieren, in diesem Modell müssen wir Energie aus der Länge des Resonators in den Resonator einbringen.

Wenden Sie dieses Modell nun auf das Horn an, unsere Lippen vibrieren und sie befinden sich ein Stück weit unten in der Resonanzröhre, diese Position könnte variabel sein - ich würde spekulieren, dass zwei Dinge dies steuern, eines - unsere Lippenmuskeln, zwei - die Luftkammer im Inneren der Lippen, die Mund, Rachen, Lunge usw. umfassen können. Diese Varianz könnte zu unserer Fähigkeit beitragen, ein Horn von seiner Resonanzfrequenz zu entfernen.

Das Glockenende des Horns ist meiner Meinung nach am besten von Richard Merewether beschrieben worden und ich greife kurz sein Modell auf: Das Horn verhält sich wie ein Viertellängen-Resonator (der Grundton ist viermal so lang wie die Hörnerlänge) die Kombination aus Hornglocke-Flair und a Eine gut platzierte Hand bewirkt, dass sich die effektive Länge mit der Tonhöhe ändert, die tiefen Töne enden effektiv tief in der Glocke, und wenn die Tonhöhe ansteigt, bewegt sich dieser Endpunkt in Richtung der Hand, die ihn bei etwa hohem G auf dem F-Schieberegler erreicht.

Der Clou dabei ist, dass der Vierteltongenerator eine gerade harmonische Reihe erzeugt, die sich nicht gegenseitig verstärkt, und indem wir die effektive Länge des Horns ändern, schrumpfen wir diese zu einer ungeraden harmonischen Reihe, die sich selbst verstärkt, also wenn wir eine Note spielen alle anderen können mit geringerer Amplitude vorhanden sein und geben dem Horn seinen herrlichen Ton. Denken Sie nur daran, wenn vier Hörner auf offenen F-Folien einen C-Dur-Akkord spielen, wie reich der Akkord ist. Stellen Sie sich nun vor, wie alle Obertöne aller Hörner interagieren und sich gegenseitig verstärken in das Horn und Ihre Hand auf die Glocke, während sie die Noten der anderen Spieler aufnimmt.

Starten einer Hupe:

Was passiert, wenn wir eine Hupe mit einem hohen Ton starten? Probieren Sie dieses Modell aus:

Unsere Lippen sind still, die Luftsäule ist still, dann spannen wir unsere Muskeln an, blasen und knallen eine Reihe von Luftpaketen in das Horn, sie kommen mit einer bestimmten Geschwindigkeit heraus und jedes hat einen hohen Luftdruck im Vergleich zur Außenwelt Luft, durch die Steuerung des Luftdrucks steuern wir die Lautstärke, durch die Steuerung der Rate der freigesetzten Pakete steuern wir die Tonhöhe (Frequenz).

Jetzt beginnen diese Druckpakete durch die Röhre zu wandern, wenn das erste das Ende erreicht, beginnt das Horn in der gewünschten Tonhöhe zu klingen, ABER am Ende wird ein Teil der Energie als zurückkehrendes Druckpaket zurückreflektiert (dies setzt voraus, dass das Ende der Röhre reflektiert) trifft dieses zurückkommende Paket dann immer wieder auf die ausgehenden Pakete, wenn diese stören, um eine stehende Welle zu erzeugen, haben wir eine Note, wenn sie destruktiv stören, haben wir einen Split/Clamp/Flubb. Mit einer stehenden Welle, die sich leicht über unsere Lippen hinaus erstreckt, können wir sie lauter oder leiser, höher oder tiefer machen, alles mit Lippenkontrolle.

Treibt das Horn von seiner Resonanzfrequenz:

Dafür sehe ich zwei mögliche Modelle:

Mit dem Modell "Lippen innerhalb der effektiven Röhrenlänge" können wir möglicherweise ändern, wie weit unsere Lippen entlang der virtuellen Röhre sind, wodurch die Länge und die Resonanzfrequenz geändert werden.

Oder wir können das Horn ein wenig aus seiner Resonanzfrequenz herauszwingen, ich vermute, dass dies zu einer begrenzteren Amplitude führt (wir können dies nur bei geringer Lautstärke tun) und dass die Resonanz anderer Harmonischer gestört wird (dadurch wird der Ton weniger satt /intensiv)

Wenn jemand so weit gekommen ist, ohne die Entf-Taste zu drücken, danke für das Lesen meiner Bemühungen. Ich muss Charles Turner, Chris Stratton, Howard Gilbert, Francis Markey und Bob Marsteller dafür danken, dass sie mir neue Perspektiven auf die Hornakustik gegeben haben.

  1. Er wollte wissen, wo sich die Knotenpunkte in einem Horn befinden, damit er die Schläuche abklemmen oder an diesen Stellen Klammern setzen kann.

    Die Position dieser Punkte hängt von der Frequenz der gespielten Note ab, daher kann Ihre Frage nicht beantwortet werden. Außerdem ist nicht klar, ob das Klemmen des Schlauchs einen großen Effekt hätte. Es würde den Schlauch etwas steifer machen; aber der schlauch ist schon ziemlich steif.

  2. Wo sind die Knotenpunkte in Reichweite der Hand?

    Nun, jetzt müssen Sie mir sagen, was Sie mit dem Ausdruck "Knotenpunkt" meinen. Es stellt sich heraus, dass das offene Ende eines Rohres ein DRUCKKNOTEN ist und es ist ein Verschiebungsbauch. Dies bedeutet, dass der Druck nicht sehr variiert, aber Sie haben ein Maximum in den Verdrängungen der oszillierenden Luft. Nehmen wir an, Sie meinen einen Druckknoten. Dann muss man sich damit auseinandersetzen, dass das eigentliche Ende des Horns und das wirksame Ende an unterschiedlichen Stellen liegen. Grundsätzlich liegt das effektive Ende des Horns bei hohen Frequenzen am nächsten an Ihrer Hand, sagen wir beginnend bei einem hohen G.

    Sagen Sie mir jetzt Folgendes: Was bringt es, einen Knoten mit der Hand zu "erreichen"?

  3. Nach meinen Quellen ist die Schallgeschwindigkeit in Kohlendioxid 23% niedriger als die Schallgeschwindigkeit in Luft bei gleicher Temperatur. Wenn also Ihr Horn zusammen mit Ihrer Lunge mit Kohlendioxid gefüllt wäre, wären die Frequenzen, die Sie spielen, um 23% niedriger. Ich vermute, wenn die Hälfte des Gases in Ihrem Horn und Ihrer Lunge Kohlendioxid wäre, wäre die Schallgeschwindigkeit 11 oder 12% niedriger als gewöhnlich. Diese Verringerungen der Geschwindigkeit führen zu proportionalen Verringerungen der Frequenz des Horns. Ein Viertelstopp senkt die Frequenz um 2.8%. Dies würde passieren, wenn Ihre Lunge und das Horn 12% Kohlendioxid enthalten. (Algebraische Details auf Anfrage.)

    Ich habe gelegentlich Horn gespielt, nachdem ich Helium eingeatmet hatte. Dadurch steigen die Spielfrequenzen an. Tun Sie dies niemals mit Ihrem Horn, es sei denn, Sie haben gepolsterte Decken in Ihrem Haus. Ich habe auch die Wirkung des Füllens eines Whoopee-Kissens mit Helium untersucht, aber Sie haben nicht danach gefragt.

  4. Ändert sich die Luftdichte, egal ob das Horn als halber oder viertellanger Resonator fungiert?
    Nein, diese Aspekte (beider keine genaue Beschreibung des Hornverhaltens) hängen nur von der Form der Luftsäule ab. Wenn die Luftdichte ausreichend gering ist, hat man natürlich keinen Ton mehr. Es ist seltsam, wie wenige Blaskapellen auf dem Mond auftreten, wenn man bedenkt, wie vorteilhaft das Vakuum für die akustische Leistung dieser Organisationen ist.
  5. Würde Luft mit niedriger Dichte hohe Töne erleichtern?

    Ich weiß nicht. Beim Ausblasen durch die Lippen erzeugt die austretende Luft Kräfte auf den Lippen und versetzt sie in Schwingung. Wenn die Luftdichte geringer wäre, würde die Luft wahrscheinlich kleinere Kräfte auf die Lippen ausüben. Dies könnte das Spielen etwas erschweren. Wenn ein Hochdruckstoß durch das Horn geht, von der Glocke reflektiert wird und zu Ihren Lippen zurückkehrt, erzeugt dies eine Kraft auf den Lippen, die die Frequenz steuert. Diese Kraft hängt jedoch von der Amplitude des Druckstoßes ab, nicht von der Dichte der Luft.

    Jedenfalls kann Ihre Vorstellung, Bergsteigen zu gehen, nur um hohe Töne spielen zu können, fehlgeleitet sein. Aber ich erinnere mich, dass mehrere Listenmitglieder den Long Call in den Anden durchgeführt haben, also können sie vielleicht darauf antworten.

Howard Gilbert schrieb ausführlich, dass er ein lauteres C erreichte, als er versuchte, sich auf dem F-Horn durch Erhöhung der Luftgeschwindigkeit von C nach D zu bewegen, und seine Lippen sich etwas öffneten.

Darin liegt der Haken. Unterscheidung zwischen Luftgeschwindigkeit und Luftmenge. Farkas, Jacobs et al. entdeckten, dass eine bestimmte Note bei einem bestimmten Dezibelpegel bei allen Blechblasinstrumenten den gleichen Luftdruck (Geschwindigkeit) erfordert, der mit einem Anemometer im Mund gemessen wird. Höhere Töne erfordern einen höheren Luftdruck, während tiefe Töne ein größeres Luftvolumen erfordern. Wie kann man die Luftgeschwindigkeit erhöhen, ohne das Luftvolumen zu erhöhen? Zwei Möglichkeiten: Steuern Sie die Größe der Öffnung (Mündungsöffnung) und steuern Sie die Größe des Luftstroms. Farkas experimentierte damit, den Luftstrom mit der Stimmritze zu kontrollieren. Eine weniger spannungsreizende Methode besteht darin, sie mit der Position der Zunge zu steuern: tiefes „ah“ für tiefe Lage, hohes „ee“ für obere Lage.

Alle diese Methoden sind miteinander verknüpft und sollten in Verbindung miteinander verwendet werden. Meine Trennung war nur zu Demonstrationszwecken.

Die effektive Hornlänge (die Länge, die an der Resonanz der betrachteten Note beteiligt ist) beginnt leicht im Mund - meine Gedanken sind wie folgt; Stellen Sie sich ein 3 m langes Seil vor, das zwischen zwei Punkten gespannt ist Um Resonanz vom festen Ende zu kultivieren, wird nichts passieren, in diesem Modell müssen wir Energie aus der Länge des Resonators in den Resonator einbringen.

Während dies für das Seil gilt, kann ich nicht verstehen, warum nicht am Ende einer mitschwingenden Luftsäule Energie zugeführt werden sollte; Ich erinnere mich an elementare physikalische Experimente, bei denen eine schwingende Stimmgabel am Ende eines Glaszylinders platziert wird und Wasser durchströmt wird, bis Resonanz erreicht ist.

Betrachtet man hingegen Instrumente, bei denen die Mundhöhle nicht mit einbezogen werden kann, zB Querflöte und Orgelpfeife, sehen wir den Punkt der Energiezufuhr IS innerhalb des Resonators. Außerdem erinnere ich mich, gelesen zu haben (vor ungefähr 10 Jahren) und einen Artikel, der darauf hinwies, dass die Trompeter der Barockzeit die Mundhöhle benutzten, um zusätzliche Töne zu bekommen. Nur weil am Ende Energie reingesteckt werden kann (glaube ich?) muss das nicht unbedingt beim Horn der Fall sein.

Wenden Sie dieses Modell nun auf das Horn an, unsere Lippen vibrieren und sie befinden sich ein Stück weit unten in der Resonanzröhre, diese Position könnte variabel sein - ich würde spekulieren, dass zwei Dinge dies steuern, eines - unsere Lippenmuskeln, zwei - die Luftkammer im Inneren der Lippen, die Mund, Rachen, Lunge usw. umfassen können. Diese Varianz könnte zu unserer Fähigkeit beitragen, ein Horn von seiner Resonanzfrequenz zu entfernen.

Dies deutet darauf hin, dass das Variieren der Zungenposition während des Spielens eher mit der Veränderung des Mundhöhlenvolumens zusammenhängt als aus dem üblichen Grund mit der Veränderung der Luftgeschwindigkeit, obwohl dies auch der Fall ist. Ich glaube nicht, dass viel von der Lunge betroffen wäre; wenn ich mich recht erinnere, verzweigen sich die Bronchien schnell in sehr enge Röhren.

Welche Rolle spielt bei diesem Modell die Einschnürung im Mundstück?

Ich habe immer gehört, dass das Horn ein Resonator halber Länge ist (der Grundton ist das 2-fache der effektiven Hornlänge). Machen Sie die Berechnung selbst: Beginnen Sie mit A bei 440 Zyklen pro Sekunde (vierte Leerstelle geschrieben E-Violinschlüssel). Gehen Sie dann dreieinhalb Oktaven tiefer, um zum Grundton zu gelangen. Teilen Sie die Schallgeschwindigkeit (1090 Fuß/Sek.) durch diese Zahl, um auf 25 Fuß zu enden, etwas mehr als das Doppelte der 12 Fuß Länge des offenen F-Horns. Daher ist das Horn ein Resonator halber Länge.

Nachdem wir die grundlegende Hornphysik aus dem Weg geräumt haben, können wir mit einigen weiteren interessanten Aspekten fortfahren. Lassen Sie mich, ohne die Probleme zu lösen, einige interessante Probleme für Hornphysikstudenten darstellen. (Antworten nicht mitgeliefert):

  1. Wo sind die besten Knotenpunkte entlang des Schlauchs, die stark geklemmt, verspannt oder geflickt werden könnten, um harmonische Schwingungen zu verstärken?
  2. Wo sind die Knotenpunkte ungefähr in Reichweite der rechten Hand innerhalb der Glocke?
  3. In Lowell Greers jüngstem Interview, das auf dieser Liste abgedruckt wurde, machte er eine beiläufige Beobachtung, dass die Tonhöhe sinkt, wenn unsere Lungen zunehmend mit Kohlendioxid gefüllt werden. Welche Kohlendioxidkonzentration würde es brauchen, um die Tonhöhe um einen Viertelton abzusenken?
  4. Eine Fangfrage: Würde die Dichte der durch das Horn geblasenen Luft beeinflussen, ob das Horn ein Resonator mit halber oder Viertellänge ist?
  5. Würde durch das Horn geblasene Luft geringer Dichte die Erzeugung hoher Töne erleichtern?
Ich habe immer gehört, dass das Horn ein Resonator halber Länge ist (der Grundton ist das 2-fache der effektiven Hornlänge). Machen Sie die Berechnung selbst: Beginnen Sie mit A bei 440 Zyklen pro Sekunde (vierte Leerstelle geschrieben E-Violinschlüssel). Gehen Sie dann dreieinhalb Oktaven tiefer, um zum Grundton zu gelangen. Teilen Sie die Schallgeschwindigkeit (1090 Fuß/Sek.) durch diese Zahl, um auf 25 Fuß zu enden, etwas mehr als das Doppelte der 12 Fuß Länge des offenen F-Horns. Daher ist das Horn ein Resonator halber Länge.

Nein. Da Ihre Lippen das Mundstückende des Horns im Wesentlichen verschließen, muss es als Viertelwellenlängen-Resonator arbeiten. Die Art des Flares im gesamten Instrument (nicht nur im Schallstück) ändert jedoch die effektiven Resonanzfrequenzen dieser Modi. Das Ergebnis ist eine Obertonreihe, die dem sehr, sehr ähnlich ist, was man erhalten würde, wenn man ein Stück zylindrisches Rohr der gleichen Länge wie einen Halbwellen-Resonator (beidseitig offen) betreibt - daher der weit verbreitete Irrglaube, dass Blechblasinstrumente als Halbwellen-Resonatoren arbeiten .

Außerdem wird der erste Oberton der Röhre (dh die nächste Note über der Grundfrequenz), obwohl er das Doppelte der Grundfrequenz betragen kann, nicht durch Halbwellenschwingung innerhalb der Röhre erzeugt. Vielmehr handelt es sich um einen 3/4-Wellenmodus, der zufällig bei der doppelten Frequenz der flare-modifizierten 1/4-Wellen-Grundwelle auftritt.

4. Eine Fangfrage: Würde die Luftdichte, die durch das Horn geblasen wird, einen Einfluss darauf haben, ob das Horn ein Halblängen- oder Viertellängen-Resonator ist?

Nein, die Beschaffenheit des Resonators hängt im Wesentlichen nur vom Abschluss seiner Enden ab. Eine Änderung der Schallgeschwindigkeit durch Änderung des fraglichen Gases kann den Obertonmodus ändern, mit dem es für jede gegebene Antriebsfrequenz arbeitet, aber das Horn bleibt im Wesentlichen ein Viertelwellen-Resonator in Bezug auf seine (neue) Grundtonhöhe.

Harry Bell hat recht. Die Wellenlänge des tiefsten F auf dem Klavier (unserem offenen F-Horn-Grundton) beträgt 25.8 Fuß, doppelt so lang wie das Horn. Die Wellenlänge von C über dem Stab (Konzert F) beträgt 1.6 Fuß.
Harry Bell hat recht. Die Wellenlänge des tiefsten F auf dem Klavier (unserem offenen F-Horn-Grundton) beträgt 25.8 Fuß, doppelt so lang wie das Horn. Die Wellenlänge von C über dem Stab (Konzert F) beträgt 1.6 Fuß.

Nicht wirklich. Die "Freiraum"-Wellenlänge in Luft hat diese Werte, aber innerhalb eines sich aufweitenden Horns machen Schwankungen in der Phasengeschwindigkeit des Schalls die Welle viel länger; daher arbeitet das Horn mit den Obertönen eines Viertelwellenresonators.

Nach meinen Quellen ist die Schallgeschwindigkeit in Kohlendioxid 23% niedriger als die Schallgeschwindigkeit in Luft bei gleicher Temperatur. Wenn also Ihr Horn zusammen mit Ihrer Lunge mit Kohlendioxid gefüllt wäre, wären die Frequenzen, die Sie spielen, um 23% niedriger. Ich vermute, wenn die Hälfte des Gases in Ihrem Horn und Ihrer Lunge Kohlendioxid wäre, wäre die Schallgeschwindigkeit 11 oder 12% niedriger als gewöhnlich. Diese Verringerungen der Geschwindigkeit führen zu proportionalen Verringerungen der Frequenz des Horns. Ein Viertelstopp senkt die Frequenz um 2.8%. Dies würde passieren, wenn Ihre Lunge und das Horn 12% Kohlendioxid enthalten. (Algebraische Details auf Anfrage.)

Die Lunge nimmt Sauerstoff auf und ersetzt ihn durch Kohlendioxid und etwas Wasser. Wir verbrennen meistens Zucker mit den Anteilen C, 2H, O nach einer Gleichung wie:

CH20 + O2 -> CO2 + H2O,
prinzipiell kann also jedes Sauerstoffmolekül durch ein CO2 ersetzt werden. Die Menge an H2O ist nicht berechenbar, da es sowohl andere Quellen (was wir trinken) als auch andere Ausscheidungswege hat. Es ist jedoch eine allgemeine Erfahrung, dass die ausgeatmete Atemluft ziemlich viel Wasserdampf enthält. Dichten von Gasen sind proportional zu ihren Molekulargewichten, die sind:
O2 : 32; N2: 28; CO2: 44; H2O: 18
Somit haben CO2 und H2O in gleicher Molekülzahl ein durchschnittliches Molekulargewicht von 31, das dem von Sauerstoff sehr nahe kommt. Auch wenn kein Wasserdampf ausgeatmet würde, wäre der Stickstoff (N2), der über 3/4 der trockenen Luft nach Gewicht ausmacht, nicht betroffen.

Ich glaube, dass ein CO2-Anteil von 5 % in der Lunge (also etwa 1/4 des Sauerstoffs ersetzt) ​​sehr unangenehm ist. Natürlich werden professionelle Blasinstrumentalisten gegenüber größeren Mengen toleranter als die breite Öffentlichkeit.

Meine Schlussfolgerung: Die Tonhöhe kann am Ende einer langen Note sehr leicht abgesenkt (oder aufgrund von Wasserdampf) erhöht werden, aber Sie müssen die chemische Zusammensetzung des ausgeatmeten Atems messen, um zu sehen, wie viel und in welche Richtung: Berechnungen können nicht sagen Sie.

1. Er wollte wissen, wo sich die Knotenpunkte in einem Horn befinden, damit er die Schläuche an diesen Stellen festklemmen oder Klammern anbringen kann.

Die Position dieser Punkte hängt von der Frequenz der gespielten Note ab, daher kann Ihre Frage nicht beantwortet werden. Außerdem ist nicht klar, ob das Klemmen des Schlauchs einen großen Effekt hätte. Es würde den Schlauch etwas steifer machen; aber der schlauch ist schon ziemlich steif.

Es scheint mir, dass es interessant sein könnte, mit etwas Bleiband oder etwas in der Mitte der Länge des Horns (etwa 6 Fuß) zu experimentieren. Das Abstützen dieser Stelle würde alle geraden Harmonischen von 4 aufwärts verstärken.

2. Wo sind die Knotenpunkte in Reichweite der Hand?

Nun, jetzt müssen Sie mir sagen, was Sie mit dem Ausdruck "Knotenpunkt" meinen. Es stellt sich heraus, dass das offene Ende eines Rohres ein DRUCKKNOTEN ist und es ein VERSCHIEBUNGSANTINODE ist. Dies bedeutet, dass der Druck nicht sehr variiert, aber Sie haben ein Maximum in den Verdrängungen der oszillierenden Luft. Nehmen wir an, Sie meinen einen Druckknoten. Dann muss man sich damit auseinandersetzen, dass das eigentliche Ende des Horns und das wirksame Ende an unterschiedlichen Stellen liegen. Grundsätzlich liegt das effektive Ende des Horns bei hohen Frequenzen am nächsten an Ihrer Hand, sagen wir beginnend bei einem hohen G.

Sagen Sie mir jetzt Folgendes: Was bringt es, einen Knoten mit der Hand zu "erreichen"?

Die Motivation für diese Frage war eine Fortsetzung der Beobachtung von Chris Leuba, dass ein historisches Barockhorn tief im Inneren des Schallstücks Lackflecken gegenüber der normalen Handposition (zum Korpus hin) abgenutzt hatte. Er nahm dies als Beweis dafür, dass die Hornisten der damaligen Zeit zusätzlich zu den Standardhandpositionen Punkte im Inneren der Glocke berührten. Die andere Beobachtung von Herrn Leuba war, dass er mit offenem B-Horn durch Berühren der Glocke an einer bestimmten Stelle innerhalb der Glocke eine sehr stabile, in der Stimmung A über dem Stab liegende Tonart erreichen konnte.

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