Tonhöhe

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Die Tonhöhe ist eine wesentliche Eigenschaft eines Tons, die hauptsächlich abhängig von der zugrunde liegenden Frequenz empfunden wird.

Gemessen wir die Tonhöhe absolut in Hertz (Hz) oder relativ im Verhältnis zu einem Bezugston als Intervall, dabei erhält es je nach verwendeten Tonsystem einen Namen.

Unterschieden wird zwischen der musikalischen und der psychoakustischen Beschreibung der Tonhöhe. Beispielsweise können mit verschiedenen Trommeln musikalisch zuordenbare Tonhöhen erzeugt werden, die akustisch eher Geräusche sind. Mitunter wird beim Erklingen mehrerer harmonischer, unterschiedlich hoher Töne ein tieferer Ton als Grundton wahrgenommen, auch wenn er im Schallereignis nicht enthalten ist.

Inhaltsverzeichnis 1 Musikalische Tonhöhe 2 Empfindungsgröße Tonhöhe 3 Literatur 4 Siehe auch

[Bearbeiten] Musikalische Tonhöhe

Die Tonhöhe eines Tons ist in der Musik ein musikalisches Parameter und kann unabhängig von anderen Eigenschaften einzeln beurteilt werden. Bereits Pythagoras von Samos nahm die noch heute mit leichten Veränderungen geltende relativierende Einteilung der Oktave in zwölf Halbtonschritte vor, so dass es in unserer traditionellen abendländischen Musik Mitteleuropas innerhalb einer Oktave zwölf verschiedene Tonhöhen gibt: c - cis/des - d - dis/es - e - f - fis/ges - g - gis/as - a - ais/b - h (siehe dazu auch: enharmonische Verwechslung). Diese Töne wiederholen sich in entsprechenden Oktavlagen nacheinander; die Frequenz verdoppelt sich, wenn ein Ton eine Oktave höher erklingt. Dieses oktavierende Prinzip findet so auch in der mikrotonalen Musik Anwendung, nur mit dem Unterschied, dass dabei die Oktave in noch mehr Mikrointervalle geteilt wird.

Die absolute Tonhöhe beruht auf individueller Vereinbarung der Musiker untereinander und ist von vielen Faktoren abhängig:

• Im einfachsten Fall bestimmt beim Gesang die Stimmlage die verwendete Tonhöhe. Eine Melodie kann in beliebigen Intervallen verschoben werden.
• Üblicherweise gibt das heutige Notenbild eine absolute Tonhöhe wieder. Ursprung ist die Internationalen Stimmtonkonferenz von 1939 in London, auf der der Kammerton mit a´= 440 Hz festgesetzt wurde. Jedoch sind auch davon Abweichungen üblich, vor allem bei der Notation von transponierenden Musikinstrumenten bedarf es einer genauen vorherigen Übereinkunft.
• Bei Musikinstrumenten mit aufwändigen Systemen zum Stimmen wie bei der Orgel, dem Klavier oder Akkordeon bestimmen diese beim gemeinsamen Musizieren die verwendete Tonhöhe. Eine Verschiebung ist bei ihnen nur halbtonweise durch das Transponieren möglich. Normalerweise besitzen alle solistisch gespielten Musikinstrumente eine einfache Möglichkeit, ihre Gundstimmung in begrenztem Umfang an vorgenannte Instrumente stufenlos anzupassen.

[Bearbeiten] Empfindungsgröße Tonhöhe

Die Tonhöhe ist in der Psychoakustik eine Empfindungsgröße, anhand derer man Schallereignisse bezüglich ihrer empfundenen Tonlage ordnen kann. Die Theorie zur psychoakustischen Tonhöhe ist universaler als die der Musiktheorie, die erste hörbare Abweichungen schon in der Umgebung von 4 kHz aufweist. Bei noch höheren Frequenzen unterscheiden sich die physikalischen und die empfundenen Intervalle noch mehr.

Die Tonhöhe wird bestimmt durch die Bewertung im vergleich mit sinusförmigen Vergleichstönen, welche die Versuchspersonen in ihrer Frequenz so lange verändern sollen, bis die Tonhöhe des Vergleichstones ihrer Meinung nach identisch mit der des Testtones ist. Die gleichzeitige Darbietung von Test- und Vergleichston ist dabei nicht möglich, da das Auftreten von Schwebungen und Differenztönen das Ergebnis verfälschen würde.

Die Tonhöhe ist (z. B. nach Ernst Terhardt eine Wahrnehmung höherer Ordnung, was vereinfacht bedeutet, daß mehrere aufeinander aufbauende Verarbeitungsschritte nötig sind, um abschließend aus einem physikalischen Reiz (dem Schall) die Empfindungsgröße Tonhöhe zu extrahieren bzw. zu abstrahieren. (Siehe mel als Beschreibung der wahrgenommenen Tonhöhe.)

Für reine Sinustöne korreliert die Tonhöhe stark mit der tatsächlichen Trägerfrequenz und findet sich bei harmonisch komplexen Tönen (siehe weiter oben) häufig in der unmittelbaren Nähe der Grundfrequenz wieder. So kann der Vergleichston eines komplexen Tones durchaus eine Frequenz haben, die gar nicht im Testklang enthalten ist. Überdies hinaus sind wir in der Lage Klangkomponenten zu ergänzen (Stichwort: Gestalttheorie) und so einen Klang sinnvoll zu vervollständigen. Anschauliches Beispiel hierfür ist die Stimmwahrnehmung am Telefon. Obwohl keine Frequenzen unterhalb 300 Hz Übertragen werden, nehmen wir selbst Männerstimmen (Grundfrequenz ~ 150 Hz; bei Frauen f₀ ~ 250 Hz) als vollständig und normal war, obwohl die ersten beiden Harmonischen fehlen, da unser Gehirn die fehlenden Komponenten einfach ergänzt. Dieses Phänomen wird Residualeffekt genannt.

Zur objektiven rechnergestützten Bestimmung der empfundenen Tonhöhe eignet sich das Konzept der virtuellen Tonhöhe.

Komplexe Töne bestehen nicht nur wie ein Sinuston aus Schwingungen einer einzigen Frequenz, sondern haben Anteile sehr vieler Frequenzen (Obertöne). Als Tonhöhe gilt bei solchen Tönen die Frequenz des Grundtons.

[Bearbeiten] Literatur

1. Terhardt, Ernst (1972): "Zur Tonhöhenwahrnehmung von Klängen: I Psychoakustische Grundlagen"; Acustica 26, S. 173 bis 186
2. Terhardt, Ernst (1972): "Zur Tonhöhenwahrnehmung von Klängen: II Ein Funktionsschema"; Acustica 26, S. 187 bis199
3. Terhardt, Ernst; Stoll, Gerhard und Seewann, Manfred (1982): "Algorithm for extraction of pitch and pitch salience from complex tonal signals"; Journal of the Acoustical Society of America 71 (3), S. 679 bis 688
4. Terhardt, Ernst (1979): "Calculating Virtual Pitch"; Hearing Research 1, S. 155-182
5. Terhardt, Ernst (1998): "Akustische Kommunikation"; Springer Verlag
6. Zwicker, E. und Fastl, H. (1999): "Psychoacoustics - Facts and Models"; Springer Verlag, 2. Auflage

[Bearbeiten] Siehe auch

• Mel (Maßeinheit für die wahrgenommene Tonhöhe)
• Universalien der Musikwahrnehmung