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"Musikalische Akustik, Instrumentenkunde und Neue Technologien"

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Wiederholungsaufgaben

 1.

Ordne das „Reiz-Empfindungs-Schema“ aus der Psychologie folgenden Begriffen zu: Tonhöhe, Dezibel, Amplitude, Klangfarbe, Saitenlängenverhältnisse, Lautstärke, Phon, Spektrum, Schwingungsfrequenz, Frequenzverhältnisse, Intervall!

2.

Wie unterscheiden sich allein vom Hören her Sinus, Rechteck, Sägezahn, weißes und farbiges Rauschen? Welche Schwingungsform haben diese Schallsignale?

Beschreibe ein Experiment, mit dem gezeigt wird, dass die Lautstärke-Empfindung eines Schallsignals nicht proportional zur Amplitude der Schwingung wächst! Wann gilt das Gesetz „je größer die Amplitude desto lauter der Schall“?

Wodurch unterscheiden sich Phon und Dezibel? Was sind die „Kurven gleicher Lautstärke-Empfindung“?

Warum hängt die Lautstärke-Empfindung von der Tonhöhe ab?

Wie kann man die individuelle Hörschwelle (grob) vermessen?

Wie erklärt man sich, dass die musikalische Lautstärke-Empfindung von der Klangfarbe abhängt? (Beispiel: Hammerklavier!)

Welche drei Lärm-Definitionen gibt es? Welche Rolle spielt die Lautstärke bei der Lärm-Empfindung?

Welche Funktion haben die Gehörknöchelchen des Innenohrs?

3.

Was ist eine „quasi-periodische Schwingung“? Wo kommt sie vor? Wie erklärt man sie (Kapitel 9)?

Nenne periodische Vorgänge und deren Frequenz, die um den Faktor 100 bis 1 000 000 auseinander liegen!

Wie kann man am Computer (mittels eines open-source-Programms) die Frequenz eines Schallsignals bestimmen?

Nenne Fälle von Instrumentalklängen, bei denen unklar ist, ob sie eine Tonhöhe „haben“ oder nicht! Welche Begründungen gibt es für diesen Befund?

Was sind Schwebungen, wann und wo treten Schwebungen auf?

Welches gehörphysiologisches Problem werfen Schwebungen auf? Wie lässt sich das Phänomen grob erklären? Wofür kann man Schwebungen gebrauchen?

Was sind binaurale Schwebungen?

 

Beschreibe ein Experiment zur Untersuchung des Tonhöhenunterscheidungsvermögens des Menschen! Erläutere das Phänomen „Pitchbend“!

Mit welchem Experiment kann man den Verdeckungseffekt anschaulich nachweisen? Wie lässt sich dieser Effekt erklären? Welche Bedeutung hat er für die Musikpraxis?

Wodurch unterscheidet sich der Cocktailparty- vom Verdeckungseffekt?

4.

 

Nenne einige Verfahren der „analogen“ Musikspeicherung sowie „digitale“ Verfahren, die nicht Computertechnologie benutzen!

Von welchen Faktoren hängt die Qualität einer digitalen Musikspeicherung mittels Computertechnologie ab?

Was ist „sample and hold“?

Was ist “aliasing”? Wie hört sich der Effelkt an und wie kommt er zustande?

Wie groß ist der Speicherbedarf von 1 Minute Musik in echter CD-Qualität? Wie berechnet man diesen Speicherbedarf?

Was ist die Grundidee von Mp3? Demonstriere sie anhand der mp3-Version einer Rechteckschwingung!

Was ist und wie funktioniert ein „Sound-Sampler“?

Welche Bauteile enthält eine PC-Soundcard und was leisten diese Bauteile?

 

5.

 

Erläutere die Systematik der Musikinstrumente, wie sie in der Systematischen Musikwissenschaft üblich ist! Demonstriere diese Terminologie am Hammerklavier!

Wie kann man nachweisen, dass sich die Saitenlängenverhältnisse und die Frequenzverhältnisse beim gleichen Intervall umgekehrt proportional verhalten?

Wie funktioniert die „Rechenregel“ beim Zusammensetzen von Intervallen, zum Beispiel: wie berechnet man „kleine Terz plus große Terz“ oder „Quarte minus Ganzton“?

Warum werden die Bundabstände bei der Gitarre immer enger und enger? Welches Gesetz liegt vor?

Welche Bauteile der Geige dienen der Abstrahlung? Warum ist es physikalisch nicht korrekt, von „Resonanz“ und „Verstärkung“ zu sprechen?

Welchen Effelkt hat die Kalebasse beim Berimbau?

 

6.

Was ist flageolett? Wie kann man den Effekt erklären? Wie und wo wird er angewendet?

Erläutere die Terminologie: Teiltöne, Obertöne, Naturtöne! (Naturtöne kommen erst in Kapitel 7 vor.)

Was besagt der Satz von Fourier? Worin besteht der Unterschied der „Erfindung“ von Pythagoras und Fourier?

Nenne einige Verfahren der Fourieranalyse!

Wie kann man den Formantbereich eines Instruments feststellen?

Von welchen Faktoren hängt der Klangcharakter eines Instruments ab? Mit welchen Experimenten kann man die Bedeutung dieser Faktoren anschaulich testen?

Was ist und wie funktioniert Obertongesang? Was geschieht beim Singen von Vokalen im Stimmapparat?

 

7.

Analogien und Unterschiede zwischen der Schwingungserzeugung durch eine Saite und eine Luftsäule!

Mit welchen Experimenten kann man das Schwinungsverhalten einer Luftsäule testen?

Welche Mundstück-Typen gibt es und welche akustische Funktion haben sie?

Warum kann sich kein Geräusch vom Mars auf die Erde ausbreiten, wohl aber Licht?

Erläutere den Zusammenhang von Schallgeschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz!

Was passiert physikalisch beim „Überblasen“?

Welche musikalischen Probleme musste ein „Naturtrompeten“-Spieler zur Zeit J. S. Bachs bewältigen?

 

8.

Was versteht man unter einem „reinen“ Dreiklang? Warum ist ein Dreiklang in pythagoreischer Stimmung nicht rein?

Warum kann es, wenn eine Orgel ein nicht-reines Intervall spielt, Schwebungen geben?

Erläutere den Unterschied von „Tonvorrat“, „Tonsystem“ und „Skala“. Erläutere den Unterschied an einigen verbreiteten Tonsystemen (Indien, Arabien/Persien, Abendland)!

Warum und wie ist man auf das 12-tönige temperierte Tonssystem gekommen?

Nenne Beispiele von Tonsystemen, die nicht „der Natur“ entnommen sondern bewusst komponiert worden sind!

 

9.

Analogien und Unterscheide zwischen Saite und Membran!

Was sind Chladni’sche Figuren und was ist Kymatik? Wie kann man Chladni’sche Figuren erzeugen?

Beschreibe und erkläre die Schwinungskurven einiger Percussionsinstrumente!

Was heißt es, wenn gesagt wird, Gongs, Klangschalen und Steeldrums hätten nicht-harmonische Obertöne? Und wie kann man diese messen?

 

Skizziere eine akustische Systematisierung der deuschen Sprachlaute!

Was muss ein Computerprogramm leisten, das gesprochene Sprache in einen gedruckten Text verwandeln soll?

Wie hängt die Formanttheorie des „Klangcharakters von Musikinstrumenten“ mit der Sprache zusammen? Und was hat das alles mit Obertongesang zu tun?

 

10.

Nenne einige frühe elektrische/elektronische Musikinstrumente der Vor-Synthesizer-Ära! Skizziere deren Funktionsweise!

Was ist die herausragende Besonderheit der Erfindung des (analogen) Synthesizers? Welche unerlässlichen Bauteile hat solch ein Synthesizer?

Wie entsteht ein Wah-Klang am Analogsynthesizer?

Was ist FM-Synthese und wie wird sie zur Klangerzeugung verwendet? Warum spricht man bei Synthesizern, die auf FM-Synthese beruhen, oft von „digitalen Synthesizern“?

Was ist die Grundidee von Physical Modeling?

 

11.

Was sind die musikalischen Nach- und Vorteile der computerkompositorischen Arbeit mit MIDI gegenüber der Arbeit mit Audio-Material (wav, au)?

Erläutere den Zusammenhang von MIDI und herkömmlicher Notenschrift!

Was unterscheidet ein „echtes“ (Hardware-) Effektgerät von einem Effekt-PlugIn?

Welche Möglichkeiten gibt es, einen Hardware- und einen Software-Sampler zu „spielen“ und das Gerspielte aufzunehmen?

Wie erklärt man die Phänomene Hall und Richtungshören?

Zur Auswahl: Um welche musikalische Fragestellung ging es im künstlerisch-wissenschaftlichen Forschungsprojekt „Brain & Body“, „MIDI-Planetarium“, „fractal music“ oder „TechnoMuseum“? Und wie wurde das „Problem“ jeweils technisch angegangen?

 

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