De site over het instrument alpenhoorn
Natuurkundige achtergronden 
 
Timbre

 

Een toon heeft 3 belangrijke parameters:
  • toonhoogte
  • geluidssterkte
  • timbre
Toonhoogte
Wordt bepaald door de frequentie van de trilling.
Eenheid: Hertz (Hz). 1 Hz = 1 trilling per seconde.
Frequentiegrenzen voor de hoorbaarheid: van ca. 20 tot ca. 20.000 Hz, voor een jong menselijk oor.
Gevoeligste gebied voor het menselijke oor: van 500 tot 4.000 Hz, met een top bij 2.300 Hz.
 
Geluidssterkte
Wordt bepaald door de amplitude van de trilling (de mate van de uitwijking van de trillende luchtdeeltjes).
Eenheid: decibel (db).
Pijngrens: 120 db.
 
Timbre
Elke toon bestaat uit een grondtoon (met frequentie f), een aantal boventonen (met frequenties nf, n geheel) en vaak ook nog deeltonen die geen zuivere boventonen zijn (dus met frequenties ≠ nf). Of anders gezegd: de deeltonen kunnen lichte afwijkingen hebben t.o.v. de harmische reeks boventonen. Klokken bijv. geven tonen met sterk afwijkende deeltonen.
De meeklinkende deeltonen zijn zwakker dan de grondtoon en kunnen sterk verschillen in geluidssterkte. De grondtoon wordt ervaren als de hoogte van de toon. De meeklinkende deeltonen bepalen het timbre (klankkleur). Bepalend is welke deeltonen hoorbaar meeklinken en hoe sterk. Hogere deeltonen maken de klank helderder, scherper. Lagere deeltonen maken de klank voller en dieper.
Tonen zonder deeltonen komen eigenlijk niet voor in de natuur. Een stemvork geeft nog de beste benadering. Tonen zonder deeltonen zijn elektronisch wel mogelijk.
 
Belangrijkste bepalende factoren voor het timbre van blaasinstrumenten
  •  de druk binnen het instrument,
  •  de hardheid (elasticiteit) van het materiaal waaruit het instrument gemaakt is.
Druk binnen het instrument
Meer druk à meer hogere boventonen à toon helderder, scherper.
Minder druk à meer lagere boventonen à toon voller, dieper.
 
Gunstig voor meer druk:
  • Dunnere buis (kleinere boring)
  • Buis meer cylindrisch dan konisch
  • Ketel van het mondstuk ondiep (U-vormig, cognacglasvorm)
  • Boring van het mondstuk nauw
Gunstig voor minder druk:
  • Dikkere buis (grotere boring)
  • Buis meer konisch dan cylindrisch
  • Ketel van het mondstuk diep (V-vormig, champagneglasvorm)
  • Boring van het mondstuk wijd 
Hardheid (elasticiteit) van het materiaal
  • Staal: toon klinkt meer als "ping"
  • Aluminium: toon helder
  • Nikkel: toon helder
  • Zilver: toon helder
  • 30% zink + 70% koper: veel gebruikte legering
  • Koper: toon donkerder
  • Goud: toon donkerder
  • Lood: toon te donker, dood, mechanisch (geen boventonen)
Buiswand dikker à minder elasticiteit à toon donkerder.
 
Gladheid binnenkant
Een gladde binnenkant vergemakkelijkt hogere frequenties, dus de toon wordt helderder.
Grootste energieverlies bij het blazen op pijpen: niet aan het uiteinde, maar aan de binnenkant en wel door de wrijving!
 
Blazen van hoge tonen
Hoge tonen zijn gemakkelijker te blazen als:
  • de buis dunner is
  • de ketel van het mondstuk ondiep is (U-vormig, cognacglasvorm)
  • de boring van het mondstuk nauwer is
Gemakkelijk hoog spelen gaat altijd ten koste van de klank: deze wordt dan scherper.
Een wijdere boring (van buis of mondstuk) geeft een krachtiger, rondere klank, maar vermoeit sneller.
 
Hoorbaarheid
Hogere frequenties dempen sneller bij de voortplanting door de lucht.
Tonen worden dus door afstand minder scherp.
 
Timbre alpenhoorn
Vooral de onderste tonenreeks (C, G, C, E, G) bestaat uit lage en volle tonen, d.w.z. uit tonen die een lage frequentie hebben èn lage sterke deeltonen hebben.
Deze tonen inclusief hun timbres dragen dus ver.
 
Timbre didgeridoo
De drone blijkt i.h.a. een aantal harmonische boventonen te bevatten.
De trompettonen bevatten meer niet-harmonische deeltonen.
Uit metingen is gebleken dat de harmonische spectra van drones zeer sterk kunnen verschillen.
 
 
ã  2007 J. de Ruiter