Teiltonverstimmung

Harmonizität, eine Naturtonreihe

Inharmonizität oder Teiltonverstimmung bezeichnet ein Phänomen schwingender Saiten.

Physikalische Entstehung

Bringt man eine Saite zum Schwingen, so kommt es zu einer sehr komplexen Bewegung der Saite: Sie schwingt sowohl in ihrer gesamten Länge, als auch in Abschnitten und zwar in ihrer halben Länge, in ihrer drittel Länge, in ihrer viertel Länge u.s.w. Diese Abschnitte schwingen schneller als die ganze Saite und zwar doppelt so schnell, dreifach so schnell, 4-fach so schnell, etc. Die Schwingung ihrer gesamten Länge erzeugt den Grundton bzw. 1. Teilton, die jeweiligen Abschnitte die Obertöne bzw. den 2. Teilton, den 3. Teilton, den 4. Teilton etc.

Die Frequenzen der Teiltöne verhalten sich somit wie die ganzen Zahlen, also 1 : 2 : 3 : 4 ...

In der Praxis trifft man jedoch auf das Phänomen, dass die Obertöne schneller schwingen und damit höher klingen, als sie theoretisch sollten. Dieses Phänomen ist Ende des 19. Jahrhunderts bekannt geworden. Es wird bezeichnet als Inharmonizität oder Teiltonverstimmung.

Die Inharmonizität ist abhängig vom Durchmesser, der Länge, der Frequenz und dem Elastizitätsmodul des Saitenmaterials. Ihr Wert verhält sich proportional mit dem Quadrat des Durchmessers der Saite, umgekehrt proportional zur 4. Potenz der Längenveränderung und umgekehrt proportional zum Quadrat der Frequenzänderung.

Für die Praxis bedeutet dies, dass der Inharmonizitätswert steigt, je kürzer, dicker und schwächer gespannt die Saite ist, je „steifer“ sie ist. Ein hoher Wert für die Inharmonizität bedeutet, dass die Saite in sich „falsch“ oder zumindest „schlecht“ klingt. Klaviersaiten weisen vor allem im Bass und Diskant deutliche Inharmonizitätswerte auf. Die Tatsache, dass die tiefsten Basstöne eines niedrigen Pianos - mit relativ kurzen, dafür aber dicken Basssaiten - auch für den Laien hörbar „schlechter“ klingen als bei einem langen Konzertflügel, findet seine Begründung ganz wesentlich in der Inharmonizität.

Musikalische Bedeutung

Bis zu einem gewissen Maße ist die Inharmonizität aber auch für die Lebendigkeit des Klavierklanges verantwortlich. Ein günstiger Verlauf der Inharmonizität kann durch die entsprechende Konstruktion bzw. die optimale rechnerische Ermittlung der Mensur (Längen, Durchmesser und Spannung der einzelnen Saiten) erreicht werden. Der Klavierstimmer muss in der Lage sein, die Inharmonizität eines Klavieres gehörsmäßig soweit zu beurteilen, dass trotz dieser „falschen Teiltöne“ das Instrument schließlich gut klingt. Aus dem bisher Gesagten ergibt sich auch, dass ein hundertprozentig exaktes Zusammenstimmen zweier unterschiedlicher Klaviere nicht möglich ist.

Einfache elektronisch erzeugte Töne haben keine Inharmonizität und klingen deshalb unnatürlich. Dieser Höreindruck kann durch zusätzlich erzeugte inharmonische Frequenzen deutlich verbessert werden.

Siehe auch

• Streckung (Musik)