Warum hört man den Klang einer Stimmgabel nur, wenn man sie hinstellt?

Die von einer schwingenden Stimmgabel produzierten Schallwellen sind sehr leise. Eine harte Unterlage dient als Resonanzkörper für die Stimmgabel, so dass die Schwingung verstärkt und für uns hörbar wird.

Harte Unterlagen machen den Ton der Stimmgabel hörbar

Harte Unterlagen – wie zum Beispiel das Holz eines Klaviers – machen den Ton der Stimmgabel hörbar. Bild: Umierov Nariman/Shutterstock.com

Eine Stimmgabel beginnt sehr schnell und regelmässig zu schwingen, wenn man sie mit einer ihrer beiden Zinken fest auf eine harte Oberfläche schlägt. Die Zinken schwingen dabei gegengleich, d.h. sie schwingen abwechselnd zur Mitte hin und von der Mitte weg. Schwingen die Zinken aufeinander zu, wird die Luft zwischen den Zinken etwas verdichtet. Schwingen die Zinken voneinander weg, verdünnt sich die Luft zwischen ihnen ein klein wenig. Diese winzigen Luftbewegungen breiten sich als Wellen aus: So entstehen Schallwellen.

Der Tisch schwingt mit

Diese Schallwellen sind aber sehr „leise“, weil sie so klein sind (genauer gesagt, die Auslenkung oder „Amplitude“ ihrer Schwingung ist sehr klein). Es ist schwierig, ihren Klang zu hören. Stellt man aber die angeschlagene Stimmgabel mit dem unteren Ende auf einen Tisch, so wird der Klang viel deutlicher hörbar. Die harte Oberfläche schwingt nämlich mit der Stimmgabel mit, verstärkt die Schwingung und sorgt dadurch für einen lauteren Ton.

Resonanzkörper verstärken den Schall

Auch bei Saiteninstrumenten wie der Geige und der Gitarre muss die Schwingung der Saite mit einem sogenannten Resonanzkörper verstärkt werden, damit die Klänge überhaupt hörbar sind. Bei der Gitarre bildet der Gitarrenkörper, also der ganze Bauch der Gitarre, den Resonanzkörper. Spielt man eine elektrische Gitarre (die ja keinen Resonanzkörper hat) ohne Verstärker, so merkt man sofort den Unterschied: Ohne Resonanzkörper macht das Spielen nur halb so viel Spass.

Wozu braucht man Stimmgabeln?

Eine Stimmgabel kann nur Schallwellen von genau einer Länge produzieren, sie ist also immer auf einen bestimmten Ton gestimmt. Meist ist dies der Ton a1, was einer Schwingung von 440 Hz entspricht (Hertz, abgekürzt Hz, ist das Mass für die Anzahl Schwingungen pro Sekunde). Stimmgabeln sind deshalb für Sängerinnen und Musiker ein kleines und handliches Hilfsmittel, dank dem sie wissen, wie hoch sie singen oder wie sie ihr Instrument stimmen müssen.

Übrigens: Mit Stimmgabeln kann man interessante Experimente zur Akustik machen!

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