Spektra og overtoner

Neste gang du lytter til musikk eller hører lyder rundt deg, tenk litt over hvordan du egentlig oppfatter lyden. Du hører kanskje et sammensatt lydbilde med noen mørke og noen lyse toner, og noen lyder som sprer seg utover både i det lyse og det mørke området. Hjernen din skiller enkelte lydkilder fra hverandre ved hjelp av slike forskjeller. Hvordan lyden fordeler seg i mørke og lyse områder kalles lydbildets spektrum.

Enkelttoner fra et musikkinstrument eller fra en sanger har et harmonisk spektrum med en helt spesiell struktur. Et harmonisk spektrum består av en grunntone og et antall overtoner som ligger med jevn avstand oppover fra grunntonen. Dersom grunntonen er 100 Hz (100 svingninger per sekund), vil overtonene ligge på 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz osv. Styrken til de forskjellige overtonene bestemmer klangfargen til lyden. Musikkinstrumenter har forskjellig klangfarge, og de ulike vokalene i menneskestemmen har sine egne klangfarger.

Vi kan tegne opp spekteret i et spektrogram. Her er et slikt spektrogram, der frekvensen går bortover x-aksen. Grunntonen og overtonene vises som "pinner" med høyder som angir styrken.




Klikk her for å høre de enkelte tonene hver for seg! Tonene du hører utgjør det vi kaller en naturtoneskala. Det er de samme tonene du hører på en seljefløyte.

Når vi mikser sammen (summerer) alle disse deltonene, får vi en tone som du kan høre her.

Hvis deltonene har andre innbyrdes styrkeforhold, får vi andre klangfarger.



Klikk her for å høre.



Klikk her for å høre.

Mer kompliserte lydbilder har mer innviklede spektre, og klangfargen kan dessuten endre seg over tid. For å få oversikt over alt dette, kan vi lage en figur som kalles et sonogram. Her går tiden bortover x-aksen, frekvensen går oppover y-aksen og styrken til deltonene vises med gråtoner eller farger:




Klikk her for å høre lyden. Klarer du å få med deg sammenhengen mellom lyden og bildet? Dype deltoner ligger nederst i sonogrammet, lyse ligger øverst. Hvislelyder ser du som "tåkedotter", mens enkelttoner vises som en gruppe horisontale linjer som representerer grunntonen (nederst) og overtonene.