Einführung in die Instrumentenkunde (a.k.a. Organologie)

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1 Einführung in die Instrumentenkunde (a.k.a. Organologie)
Klaus Frieler Übung , SoSe 2008 Musikwissenschaftliches Institut Universität Hamburg

2 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Organisation Achtung: Neuer Termin der Übung: Dienstags 16-18h. Scheinkriterien: (Gruppen-)Kurzreferat 20-25min 50% der Punkte aus der Klausur Klausur basiert auf: Dickreiter, M.: Musikinstrumente, Kassel : Bärenreiter Exkursion in das Klingende Museum geplant Website zur Übung über erreichbar Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

3 Vorläufiger Terminplan
7.4. Einführung I 2.6. Blechblasinstrumente (Rodehorst et al.) 15.4. Einführung II 10.6 Elektronische Instrumente (Schwartz et al.) 22.4. Einführung III 16.6. Afrikanische Instrumente (Dembowski) 28.4. Zufpinstrumente (Kapidzic et al.) 23.6. Asiatische Instrumente (v. Zitzewitz et al.) 5.5. Streichinstrument (Stumpner) ? Exkursion 20.5. Holzblasinstrumente (Johnert et al.) 8.7. Klausur und Nachlese 26.5. Tasteninstrumente (Choi et al.) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

4 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Wettbewerb Erstmalig wird der Wettbewerb „Das kurioseste Instrument“ ausgeschrieben Es winken kuriose Sachpreise (t.b.a.) Einsendeschluss ist der 23.6., unbedingt mit Klangbeispiel, Hintergrundinformationen willkommen. Das Auditorium stimmt über den Gewinner ab. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

5 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Einleitung Studium der Musikinstrumente in Hinsicht auf Design, Klang, Geschichte, soziale Funktion und musikalische Anwendung. Definitionsversuch von Musikinstrument: Ein ‚Etwas‘ oder ein Teil eines Etwas, das zur absichtsvollen Klangerzeugung benutzt wird. Ist es speziell dafür hergestellt worden, spricht man von einem eigentlichen Musikiustrument. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

6 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Einleitung Ergänzende Definition Musikautomat: Bedarf ein Musikinstrument nicht der andauernden Einwirkung eines Menschen, so heißt es Musikautomat. Beispiel: Spieluhr, Plattenspieler. Aber: Drehorgel? Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

7 Aufgaben und Fragestellungen
Systematik und Klassifikation von Musikinstrumenten Analyse von Klangerzeugung, Klangfarbe, Klangwahrnehmung Geschichte, Soziologie und Ergologie der Musikinstrumente Instrumente und Musikpraxis: Stimmungen und Tonsysteme Einfluss von Instrumenten und Spieltechniken auf die Musikproduktion Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

8 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Klassifikation Wieviel Musikinstrumente gibt es und gab es? Die Wikipedialiste der Musikinstrumente allein zählt bereits 1285 Einträge! Klassifikation der Musikinstrumente unbedingt notwendig! Beispiel: Das Hornbostel-Sachs-System (1914) Wird uns später noch ausführlicher beschäftigen! Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

9 Musikinstrumentakustik
Systematiken und Prinzipien der Klangerzeugung (Fein)analyse und Simulation der physikalischen Prozesse Physikalischen und psychologische Beschreibungen und Analyse von Klangfarbe Zusammenklang verschiedener Instrumente (Instrumentationslehre) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

10 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Geschichte und Kultur Geschichte und Entwicklung von Instrumenten(familien): Bau, Spielweisen, musikl. Gebrauch, Migration Soziale Aspekte von Instrumenten Ethnologie und Ergologie der Musikinstrumente Semiotik von Musikinstrumenten Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

11 Instrumente und Musikpraxis
Stimmungen von Musikinstrumenten beeinflussen die Entwicklung von Tonsystemen. Die Erfindung oder Verbreitung von neuen Instrumenten und Spielweisen beeinflusst die Entwicklung musikal. Genres und Stile. Musikschaffenden erfinden eigene Instrumente Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

12 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Crashkurs Akustik Es folgt ein Crashkurs Akustik: Schwingungen Periodischen Schwingungen Frequenzanalyse Resonanz Wellen Schall Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

13 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Schwingungen Schwingungen sind beschränkte Schwankungen einer (physikalischen) Größe in einem endlichen Bereich. Schwankungen = (zeitliche) Abweichungen aus einer Ruhelage. Die maximale Auslenkung (Elongation) heißt Amplitude. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

14 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Schwingungen Typen von Schwingungen: Periodische und quasiperiodische Schwingungen („Töne“) Aperiodischen, d. h. chaotische und zufällige Schwingungen (Rauschen) Für die Musik wichtigster Fall: Gedämpfte, quasiperiodische Schwingungen. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

15 Periodische Schwingungen
Nach einer Periode T wiederholt sich der Vorgang: f(t+T) = f(t) Kenngrößen: Periodendauer (T) und Frequenz n (Kehrwert der Periode n = 1/T, Einheit Hz = 1/s) Prototypen für periodische Schwingungen: sin(t) und cos(t) mit Periode 2p. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

16 Periodische Schwingungen
Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

17 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Frequenzanalyse Fourieranalyse: Jede periodische Schwingung lässt sich als Überlagerung von Sinus und Cosinus-Funktionen darstellen. (Diskretes Spektrum.) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

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Frequenzanalyse Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

19 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Frequenzanalyse Fouriertheorem: Zerlegung in periodische Anteile auch für nicht-periodische Klänge (Kontinuierliches Spektrum) Spektrogramm: Zeitliche Folge von Spektra Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

20 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Resonanz Werden zwei schwingfähige Systeme gekoppelt, kommt es zu Resonanzphänomenen. Jedes schwingfähige System hat eine oder mehrere Eigenfrequenzen (Resonanzfrequenzen). Resonanzkurve: Energieaufnahme des System in Abhängigkeit von der angeregenden Frequenz. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

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Resonanz Gastophon: Die Resonanzkatastrophe Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

22 Resonanzenprofil & Formanten
Komplexe geometrische Objekte haben komplexe Resonanzkurven Resonanzkörper wirken wie Filter und Verstärker. Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

23 Resonanzenprofil & Formanten
Feste Frequenzbänder erhöhter Resonanz heißen Formanten Formanten sind wichtig zur Erkennung von Vokalen in der Sprache und zur Erkennung von Musikinstrumenten Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

24 Formanten: Austral.-Engl. Vokale
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25 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Wellen Schwingungen in Raum und Zeit heißen Wellen: f(x, y, z; t) Wellenlänge: Periode l der räumlichen Welle f(x+l, t) = f(x, t) Es gilt c = l n c = Ausbreitungsgeschwindigkeit (m/s) l =Wellenlänge (m) n = Frequenz (Hz = 1/s) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

26 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Wellen Die für die IK wichtigsten physikalischen Schwingungs- und Wellenformen: Druckwellen (Schall) Mechanische Wellen (Biege-, Dehn-, Schubwelle etc.) Elektromagnetische Wellen (Elektrische und magnetische Feldstärken, Licht) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

27 Wellencharakteristiken
Geometrie: Longitudinal: In Ausbreitungsrichtung (Schall, mediengebundene Wellen) Transversal: Senkrecht zur Ausbreitungsrichtung (z. B. mechanische Wellen, nicht mediengebunden Wellen) Dynamik Fortschreitende Wellen Stehende Wellen Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

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Wellen Transversal Longitudinal Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

29 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Laufende Wellen Laufende Wellen Erregung (Störung) breitet sich im Raum aus Energietransport in Ausbreitungsrichtung Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

30 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Stehende Wellen Überlagerung laufender Wellen entgegengesetzter Richtung aber gleicher Amplitude und Frequenz, z.B. durch Reflexion Keine Energietransport Wellenbäuche/berge (max. Auslenkung) und Wellenknoten/täler (keine Auslenkung) an festen Positionen Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

31 Stehende vs Laufende Wellen
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32 Stehende Wellen in Röhren
Offen-offen Offen-Geschlossen L = nln/ L = (2n+1)ln/4 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

33 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Schall Schall besteht aus räumliche und zeitliche Druckschwankungen p(x,y,z, t) in einem Medium (Festkörper, Flüssigkeit, Gas, Plasma…) Druck ist ein Skalar: Kraft pro Fläche Einheit des Drucks: Pascal (Pa = N/m2), Normaler Luftdruck: 1013,25 hPa = Pa Schall besteht aus Longitudinalwellen Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

34 Wellengrößen des Schalls
Schallgeschwindigkeit c = 343 m/s (1234,8 km/h) bei 20 °C (zum Vgl.: Helium: 981 m/s, Wasser: 1484 m/s) Schalldruckpegel wird in dezibel (dB) gemessen: Der Logarithmus der Leistung im Verhältnis zur Hörschwelle 20 mPa bei 1000 Hz. (Effektive Leistung proportional zum Quadrat des Drucks) Auch andere Bezugsgrößen in Gebrauch: Z. B. maximale Lautstärke (Technik). Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

35 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
Weitere Begriffe Interferenz von Wellen Schwebung, Rauigkeit Einschwing- und Ausschwingvorgänge, stationäre Schwingung Hüllkurve Attack, Decay, Sustain, Release  Musikalische Akustik! Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

36 Generator-Resonator-Modell
Aktivator Generator Resonator(en) Verstärker Aktivator Generator Resonator(en) Aktivator Generator Resonator(en) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

37 Generator-Resonator-Modell
Aktivator: Primär Energielieferant, nicht frequenzbestimmend Generator: Primärschwinger, frequenzbestimmend Resonator: Kombinierte Verstärkungs – und Klangfarbenfunktion, wenig Rückkopplung auf den Generator Passiver Generator: Generator, der durch andere Generatoren angeregt wird (z. B. Resonanzsaiten) Verstärker: Primäre Verstärkungsfunktion, wenig Rückkopplung auf Resonator Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

38 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
GR-Modell: Beispiele Beispiel: Flöten Aktivator: Luftstrom(Atem)+ Labium Generator: Instrumentinnenluft Resonator: Keiner (=Generator) Beispiel: Hörner, Trumpeten etc Aktivator: Luftstrom (Atem) Generator: Lippenschwingungen Resonator: Instrument Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

39 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
GR-Modell: Beispiele Beispiel: Streichinstrumente Aktivator: Bogen Generator: Saiten Resonatoren: Steg – Korpus- Luft im Korpus Beispiel: E-Gitarre Aktivator: Plektrum, Finger Resonatoren: Tonabnehmer – Kabel Verstärkerkette: (Vorstufe )- Endstufe- Lautsprecher Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

40 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
GR-Modell: Beispiele 1 Generator, kein Resonator: Blasinstrumente 1 Generator, 1 Resonator: Monochord N Generatoren, 1 Resonator: Gitarre, Geige N Generatoren, M passive Generatoren, 1 Resonator: Sitar, Hardangerfiedel 1 Generator, N Resonatoren: ??? N Generatoren, 0 Resonatoren: Panflöte, Orgel (Labialpfeifen) N Generatoren, N Resonatoren: Vibraphon, Orgel (Zungenpfeifen) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

41 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
AGRV-Code AGRV-Code: (0, 1, K):(0,1,N):(0,1,M):(0, 1, L) (0, 1, K) Aktivatoren (0, 1, N) Generatoren (0, 1, M) Resonator(ketten) (0, 1, L) Verstärker (elektrische) Beispiele: Flöten (Blasinstrumente): 1:1:0:0 Geigen (gestrichen): 1:N:1:0 (1:4:1:0) Gitarre (gezupft): M:N:1:0 (5:6:1:0), E-Gitarre: M:N:1:1 Vibraphon: K:N:N:0 (z.B. 4:37:37:0) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

42 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
GR-Modell: Übung Aufgabe: Bestimmen Sie die akustischen Stufen und den AGRV-Kode von Maultrommel Klavier Dudelsack Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

43 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
GR-Modell: Übung Maultrommel (1:1:1:0) Aktivator: Finger Generator: Metallzunge Resonator: Mund Klavier (N:N:1:0) Aktivatoren: (Finger-Tasten-)Hammer Generatoren: Saiten Resonatoren: Resonanzboden-(Innenraum) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

44 Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde
GR-Modell: Übung Dudelsack (1:N:0:0) Aktivator: Windkapsel+ Rohrblätter Generatoren: Pfeifen Resonatoren: Keine (Generatoren) Hausaufgabe: Bestimmen sie AGRV + Code für den Turntable! Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

45 GR-Modell: Hausaufgabe
Turntable (Scratched) (1:1:0:1) Aktivator: Plattenrille Generator: Nadel Resonator: Keine (Kabelage) Verstärker: Endstufe Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

46 AGRV-Modell Revisited
Zahl und Rolle der Aktivatoren machmal unklar (z. B. beim Vibraphon) Definition von Generator als frequenzbestimmend sowie die Unterscheidung zum Resonator manchmal unscharf (z. B. Perkussion, Klanghölzer) Verstärker lassen sich stets als Resonatoren auffassen – künstliche Unterscheidung Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde

47 AGRV-Modell Revisited
Definiere Aktivator als letztes anregendes Element vor dem Generator (z. B. Hammer beim Klavier) Aktivatorzahl: Zahl der typischen Aktivatoren (hier kommt Spieltechnik ins Spiel, systematischer Bruch) Falls Generator = Aktivator (z. B. Klanghölzer) dann Aktivatorcode 0! Falls Generator = Resonator (oder ein enggekoppeltes System) Resonatorzahl = 0 Verstärkercode wird reserviert für elektrische Verstärkung (systematischer Bruch) Klaus Frieler: Einführung in die Instrumentenkunde