Der Klang der E6-Saite

So klingen die ersten zwei Sekunden der tiefen E6-Saite auf meiner alten Yamaha G 50 – A  Gitarre:

 

Und so sehen die Schwingungen der ersten zwei Sekunden des Klangs der Saite aus1):

Man sieht hier, das der Klang in den ersten zwei Sekunden bereits deutlich leiser wird. Das ist typisch für Saiteninstrumente, bei denen die Saiten angezupft oder angeschlagen werden, denn den Saiten wird nur ein Energie-Impuls mitgegeben und nicht permanent weitere Energie zugefügt, wie bei Streichinstrumenten.

Schauen wir uns die erste Zehntelsekunde genauer an:

Hier sieht man bei der mit der Daumenkuppe, nicht mit dem Daumennagel, über dem Schallloch angezupften E6-Saite, dass der Einschwingvorgang, bei dem erst mal verschiedene Teile der Gitarre in Schwingung versetzt werden,  etwa fünf Hundertstel Sekunden dauert. Dann hat der Klang seine größte Lautstärke erreicht und wird ab da wieder leiser, bis aller Energie vom Daumen-Anzupfen in schwingende Moleküle im Raum verwandelt wurde: Heizen per Gitarre spielen!

Schaut man weiter hinten im Frequenzverlauf noch genauer hin, dann zeigt sich, dass die Schwingungen keiner einfachen Sinus-Schwingung entsprechen, die man aus der Schule gut kennt. Die Schwingungen haben ein komplizierteres, aber doch regelmäßiges Muster:

Dieses Muster ergibt sich daraus, dass  die tiefe E Saite nicht nur mit  82,41 Herz (Hz), also  82,41 mal pro Sekunde schwingt, was der Schwingung der Saite in ihrer ganzen Länge entspräche, sondern daraus, dass die Saite  gleichzeitig auch mit ihrer halben Länge, drittel Länge, viertel Länge, fünftel Länge usw. schwingt. Analysiert man, wie stark die jeweiligen Frequenzen in den zwei Sekunden Klang der E6 Saite schwingen und am Klang beteiligt sind, dann ergibt sich folgendes Bild (die Bezeichnung der Töne entspricht der englischen Schreibweise)  :

Man sieht den Klang, den meine ganze Yamaha Gitarre, nicht nur die tiefe E6 Saite, über zwei Sekunden wiedergibt, wenn die E6-Saite (Ton E2 in englischer, Ton e in deutscher Schreibweise) mit der Daumenkuppe über dem Schallloch angezupft wird. Auch die anderen Saiten schwingen hier im Beispiel mit und auch die Holzteile der Gitarren in ihren Resonanzfrequenzen, insbesondere die Gitarrendecke!

Man sieht: Es gibt relativ viele Anteile E0, mit etwa 20 Herz (Hz), viel G1, mit etwa 50 Hz, wie zu erwarten ganz viele Anteile E2, mit etwa 83 Hz, aber noch mehr E3 mit etwa 166 Hz, also der Oktave zur tiefen E Saite, das heißt der Schwingungen der halben tiefen E Saite. Es gibt auch noch viel von E4 und E5. Man sieht aber auch, dass es sehr viele Anteile von B3 mit 248 Hz in der Gesamtschwingung gibt, was etwa der Schwingung von einem Drittel der Länge der tiefen E Saite entspricht und etwa 3 mal 83 Hz entspricht. Auch viel Gis4, mit 413 Hz, ist zu finden, was etwa 5 mal 83 Hz entspricht, das heißt der Schwingung von einem Fünftel der Länge der E6 Saite. Die ganzen Vielfachen der Grundfrequenz, hier das Doppelte, Dreifache, Vierfache, Fünfache usw. von 83 Hz, sind die natürlichen Obertöne von E. Die Analyse zeigt uns, wie stark diese Töne am Gesamtklang beteiligt sind, wenn man nur die tiefe E-Saite anzupft.

Schauen wir uns den E-Dur Dreiklang an, zu dem E – Gis – B (in internationaler Schreibweise) gehören, dann sehen wir, dass die Töne zu den natürlichen Obertönen gehören, die dann schon stark klingen, wenn man nur die E6 Saite anzupft. Spielt man alle sechs Saiten, wenn man einen E-Dur Akkord ganz oben auf der Gitarre spielt, dann spielt man: E2 – B2 – E3 – Gis4 – B4 – E4 (in internationaler Schreibweise) allesamt Töne, die zu den natürlichen Obertönen von E gehören.

 

1) Alle Frequenz-Analysen auf dieser Site wurden mit Audacity durchgeführt, einer, wie ich finde, hervorragenden Open Source Software!