Warum verändert Cappuccino sein Ton

Präsentation zum Thema: "Warum verändert Cappuccino sein Ton"—  Präsentation transkript:

1 Warum verändert Cappuccino sein Ton
Im folgenden Link eine Hörprobe, es gibt auch weiter schöne Filme dazu im Netz. Kurzfassung meiner Arbeit zu Schüler Experimentieren 2009 Finn Süberkrüb 6.März FinnsCappuccion[at}sueberkrueb.de

2 Ist es vielleicht eine akustische Täuschungen?
Nein; wir haben in Cappuccino zwar auch mehrere Töne, aber nicht wie z.B. bei Shepard Tonleiter das die sich entsprechend verändern. Also müssen wir in der Tasse und nicht im Kopf nach dem Phänomen suchen. Beispielspektrum Cappuccino Beispielspektrum Shepard Tonleiter

3 Flüssigkeiten, Gefäße und wie klopfen
Geht in einem Gemisch aus Flüssigkeit und Gas. Aber nicht mehr in Schaum. Sehr gut mit Cappuccino. Aber auch auch in geschäumter Milch oder Kakao. In manchen Gefäßen hört man es besser. Aber grundsätzlich ist es unabhängig davon. Mutterns teuerste Tassen waren die besten  Man kann ganz einfach mit einem Löffel klopfen. Aber gut bekommen das nur die hin, die schon länger Cappuccino Unterricht nehmen. Den bieten bislang aber nur wenige Musikschulen an. Der Klopfer (Löffel) sollte für eine Messung den Tassenboden nur einmal anregen. Danach nicht darauf rumhüpfen und nicht darauf rumdrücken. -> darum klopfe ich mit einer kleinen Klopfmaschine.

4 Messaufbau zur Ursachensuche
Und das kann nun jeder mit dem was man Zuhause so findet nachbauen. Den NXT zum Klopfen und ein Stativ hat vermutlich nicht jeder. Also notfalls mit der Hand klopfen. Aber ein Headset mit Mikrofon und ein PC findet man überall Dann in dem Internet sich ein Schneidprogramm suchen. Damit man die Töne aufnehmen und später schneiden kann. Für die Frequenzanalyse dann dazu die Demoversion von Multi-Instrument herunterladen. Und in einem unbemerkten Moment dann noch eine von den guten Tassen aus der Küche entführen. PC

5 Nun noch ein Systemtest mit z.B. einem Xylophon ->Beispiel A2 440Hz
Der Ton als Frequenz Und hier sein Spektrum Und wie man sieht, das A2 das man spielt kommt auch so im PC an. Also kann es nun an das Messen gehen.

6 Ablauf Messung Töne aufnehmen Ausschnitt als *.wav speichern
Und in Multi- Instruments öffnen Nebenbemerkung: Und dann sieht man ein Beispiel für ein schlecht geklopften Ton bei dem der Löffel mehrfach aufgeschlagen ist.  Danke an VIRTINS Multi-Instrument für die Version

7 Messung Am Anfang Nach einigen Klopfern Und am nächsten Morgen

8 Ist es die Füllhöhe? Luft geht raus -> Füllstand sinkt -> also ändert sich der Ton? NEIN ist es nicht: Unten das Resultat bei zwei Füllhöhen in einem Becherglas. Nebenbei, mal ein Test wie viel Luft so etwa drin ist -> sind max. 10% Wichtiger Punkt: das leere Gefäß hat einen höheren Ton als das Gefäß mit Flüssigkeit. 200ml 600ml

9 Ist es die Schallgeschwindigkeit?
Das ist eine Erläuterung. Detaildaten dazu findet man zum Beispiel bei Aber wenn man sich das Spektrum ansieht, dann ist es schon seltsam. Der eine Peek den Wasser hat wird zu mehreren Peeks. Und das sind nicht einfach die Obertöne. -> Was ähnliches kann man erzeugen, wenn man in eine Trompete bläst, und gleichzeitig auf sie Klopft. Es gibt zwei unabhängige Töne.

10 Starke Bedämpfung im Cappuccino
Und jetzt kommt noch ein Phänomen dazu -> der Cappuccino verschluckt den Ton. Eine Tasse mit Wasser klingt viel länger. Im Cappuccion ist 2 ms ist es schon vorbei. Er bedämpft den Ton also stark. Entweder ein Messfehler oder sind die Luftblasen vielleicht verantwortlich? Ob vielleicht das Ohr bei so einem kurzen Ton anders reagiert? Habe ich aber erst mal nicht weiter untersucht. Beim Cappuchino ist nach 2ms der Ton abgeklungen

11 Mein Ergebnis Am Anfang hat die Tasse eine Frequenz und der Cappuccino eigene Frequenzen. Solange die Luft im Cappuccino ist, kann der Cappuccino unabhängig von der Tasse schwingen. Die Luft entkoppelt sozusagen den Cappuccino. Wenn die Luft nun aus dem Cappuccino entweicht muss der Cappuccino und die Tasse zusammen schwingen. Dadurch kommen die Frequenzen die am Anfang bei 4300 Hz ( Cappuccino) und 6500 Hz (Tasse) sind auf ca. 5600Hz zusammen. Der hohe Ton der nach langem Klopfen entsteht, ist der der auch mit normalem Wasser entstehen würde. Tasse und Cappuccino schwingen zusammen. Die Eigenfrequenz des Cappuccinos hängt sicher an der Schallgeschwindigkeit. Abhängig von der Luftmenge, könnte sich die Eigenfrequenz ändern. Aber der Gesamteindruck des Tons wird damit wohl nur teilweise erklärt. Wenn man die Messung nur im Cappuccino macht (also das Ohr in den Cappuccion steckt), wird man das nicht finden. Dort findet man vermutlich nur die Eigenfrequenz vom Cappuccino. Aber nicht von der Tasse mit Cappuccino. Und die Tasse gehört bei einem guten Cappuccino nun mal dazu.

12 Film zur Veranschaulichung
Bitte das blaue Feld anklicken, stark vereinfacht und übertrieben. Ohne Luft Cappuccino und Tasse schwingen zusammen auf einer Frequenz Mit Luft Cappuccino und Tasse können auf ihren eigenen Frequenzen schwingen

13 Und jetzt bleibt ein Problem!
Es gibt eine Theorie, -> die Ursache ist die niedrigere Schallgeschwindigkeit in einer Mischung mit niedrigerer Dichte als Wasser (unter anderem Crawford 1982, leider will sein Verlag 25$ per Kreditkarte für die Publikation und weder das eine noch das andere habe ich). Von T.Kilty gibt es die Aussage, es muss wohl ein weiteres Phänomen eine Rolle spielen. Und aus Taiwan (Mrs Zhang ) wohl die Aussage, das es nicht die Schallgeschwindigkeit ist. Was sie schreibt, konnte ich leider nicht lesen, da nur auf chinesisch. (da fast alles in Englisch, danke an meinen Übersetzer) Und mein Ergebnis ist, dass es die Entkopplung von Cappuccion und Tasse ist. Da bleibt wohl noch was zum Forschen und Beweisen.

14 PS: sieht ja recht einfach aus
Aber waren einige tausend Töne und einige Diskussionen bis mir endlich klar wurde, dass ich nicht einfach einen Ton finden werde der immer weiter ansteigt. Habe lange geglaubt das meine Messungen Schrott sind. Danke an mein Onkel Ingmar, der die gute Idee mit dem zerschneiden der Töne hatte. An Multi-Instruments ( , die mir nach dem Auslauf der Demo-Lizenz für meine Versuche die verlängert haben. Und meinen Vater, der versucht hat meine Rechtschreibfehler zu finden und immer wieder neuen Cappuccino gekauft hat.