Warum klingt eine Gitarre nicht wie ein Klavier ?
von Perry Perreiter, Mediaproducer

Diese Frage kann man sich schon mal stellen, besonders wenn man schon mal drei Akkorde auf einer Gitarre gespielt und drei Tasten auf einem Klavier gedrückt hat. Und warum wird die Gitarre - wie ich finde zu Recht - als das flexibelste und potentiell klangreichste Begleitinstrument in der Klassik bezeichnet?
Um dieser Frage nachzugehen habe ich mir ein mathematisches Modell zurechtgelegt, das im Wesentlichen auf der Art des Anschlags der Saite basiert. Ob oder wie dieses Modell mit den physikalischen Gegebenheiten in Einklang steht, sei dahin gestellt, auf jeden Fall kann man erahnen, wohin die Reise geht ...

Worum also geht es?
Der größte Unterschied zwischen den beiden Instrumenten besteht in der Art, wie die Saiten zum Schwingen gebracht werden. Während eine Gitarrensaite gezupft wird, wird eine Klaviersaite über die Mechanik von einem Hammer angeschlagen. Wesentlich dabei ist es, dass das Zupfen punktförmig (also z.B. von einem sehr spitzen Fingernagel) auf der Saite geschieht, während ein Hammer eine gewisse Breite aufweist und somit die Saite über eine gewisse Länge und nicht punktförmig getroffen wird.
Natürlich spielt es auch eine Rolle, wo die Saite angeregt wird. In der Mitte wird der Klang harmonischer, sanfter wirken als in der Nähe der Enden.

Wie entsteht eigentlich ein Klang?
Ein Klang entsteht immer dann, wenn mehrere physikalische Frequenzen sich überlagern. Für die vom Menschen empfundene Tonhöhe spielt nur die so genannte Grundfrequenz eine Rolle, alle anderen Frequenzen bestimmen eben den Klang. Spielen nun Gitarre und Klavier die gleiche Note, sagen wir ein A mit f0=440 Hz, so ist die Grundfrequenz bei beiden Instrumenten gleich (eben 440 Hz), aber es treten Obertöne in völlig unterschiedlicher Anzahl und Zusammensetzung auf. Obertöne kann man als ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz auffassen.

Der Klang der Mitte
Wird eine Saite (egal ob Gitarre oder Klavier) in der Mitte angeschlagen, so treten nur ungerade Vielfache der Grundfrequenz auf. Da die Frequenzen 2*f0, 4*f0, ... fehlen, treten keine Oktaven auf. Stattdessen tritt als erstes eine Quint auf (3*f0). Diese Quint und das Fehlen der Oktave führen zu einem harmonischen Klangerlebnis.

Der Klang der Gitarre
Beim punktförmigen Zupfen einer Saite treten die Obertöne im Vergleich zur Grundfrequenz nur sehr leise auf. Je weiter man sich jedoch beim Zupfen von der Mitte entfernt, desto lauter werden die Obertöne, insbesondere treten jetzt neben den ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz auch Oktaven auf, der Klang wird unreiner.

Der Klang des Hammers
Auch beim Anschlagen einer Saite durch einen Hammer treten Obertöne auf, die jedoch viel lauter sind als beim Zupfen. Die erste Oktave überlagert den Grundton deutlich, was weniger zu einem in sich ruhenden Ton als vielmehr zu einem z.B. für ein Klavier typischen Frequenzgewirr führt.

Visualisierung
Sehen Sie hier eine idealisierte, stark verlangsamte und übertriebene Darstellung der schwingenden Saiten:


Swinging String

Noch mal der Klang der Gitarre
Sieht man die komplexen Bewegungen der Saite, so kann man sich leicht vorstellen, was passieren mag, wenn man die Saite aus ihrem mathematischen Modell befreit und sie in die physikalische Realität entlässt, in der die Saite eben nicht reibungslos, masselos und ideal dehnbar ist, und in der Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, verwendetes Material, die Virtuosität des Gitarristen und nicht zuletzt die Geheimnisse des Gitarrenbauers und der Gitarre selbst eine zentrale Rolle spielen.



http://www.perreiter.de

22.03.2005