Spektra och övertoner

Nästa gång du lyssnar på musik eller hör ljud runt omkring dig, fundera
lite på hur du egentligen uppfattar ljuden. Du kanske hör en sammansatt
ljudbild med mörka och ljusa toner, och några ljud som ligger mitt emellan
det ljusa och mörka området. Din hjärna kan skilja ut enskilda ljudkällor
med hjälp av dessa skillnader. Hur ljudet fördelar sig i mörka och ljusa
ljud kallas för ett ljuds spektrum. spektrum

Enskilda toner från ett musikinstrument eller sångare har ett harmoniskt
spektrum som är helt speciellt. Ett harmonisk spektrum består av
en grundton och ett antal övertoner som ligger på jämt
avstånd från grundtonen och uppåt. Om grundtonen är 100 Hz (100
svängningar per sekund), kommer övertonerna att ligga på 200 Hz, 300 Hz, 400
Hz osv. Den inbördes styrkan på övertonerna bestämmer klangfärgen
på ljudet. Musikinstrument har olika klangfärg, och de olika vokalerna
i människorösten har sina egna klangfärger.

Vi kan rita spektrummet i ett spektrogram. Här är ett sådant spektrogram, där
frekvensen går bortåt x-axeln. Grundtonen visas som staplar där höjden anger
styrkan.




Klicka her för att höra de enskilda tonerna var
för sig! De toner du hör utgör en så kallad naturtonsskala. Exakt samma toner
kan du höra på en sälgflöjt.

När vi mixar (summerar) alla dessa deltoner, får vi en ton som du kan höra
her.



Klicka her för att höra.



Klicka her för att höra.

Mera komplicerade ljudbilder har mer invecklade spektra, och klangfärgen kan
dessutom ändra sig över tid. För att få en översikt över detta kan vi skapa
en bild som kallas för sonogram. Här går tiden botråt x-axeln och frekvensen
går uppåt y-axeln och styrkan för deltonerna visas med gråtoner eller färger:




Klicka her för att höra ljudet. Har du klart för
dig sambandet mellan ljud och bild? Låga deltoner ligger nederst och ljusa överst.
Visselljud ser ut som molnpunkter, medan enskilda toner visas somn en grupp
horisontella linjer som representerar grundton (nederst) och övertonerna.