Vad innebär klangfärg fysiskt?

Hej. Jag och mina kompisar har om hörsel denna termin och undrar hur toner, t.ex C, kan låta olika från olika instrument, när de har samma frekvens. Alltså klangfärgen, vad innebär det i fysikens termer? Våra professorer på universitetet kan inte svara, och refererade till psykologien, så jag undrar om kära FB kanske vet svaret!

Mvh adolfbubbla

Olika styrka på övertonerna. Läs här om Klangfärg

Era "professorer" måste ha fått sina professorstitlar från cornflakespaket.

Det ni söker är övertoner. Ditt C består inte endast av tonen C, utan också av ett gäng övertoner. Olika instrument har olika många övertoner som klingar med, och dom klingar också olika starkt från instrument till instrument.

För att komplettera de helt riktiga svaren ovan:

En ton helt utan övertoner kallas sinuston. Sinustoner är ganska enahanda.

Så här låter t ex 250 Herz i ren sinusform: http://users.skynet.be/fa046054/home/P22/track54.mp3
Så här låter 1250 Herz (1,25 kHz): http://users.skynet.be/fa046054/home/P22/track58.mp3

Skillnaden mellan ett A bestående av en ren sinuston (vid 220/440/880/etc Herz) och ett A spelat av ett instrument är just de övertoner instrumentet lägger till grundtonen.

OK! Detta låter intressant. Mina kompisar som själva spelar piano kommer nog gilla detta.
Men jag som inte är så insatt - vad är en överton?

För övrig kan jag säga att dessa professorer är nevrologer, så jag antar att det kanske ligger lite utanför deras fält, varför de inte kunde svaret.

Överton

Betyder det att sinuskurvor är ett instrument som avger ljudvågor genom vibrationmätning?
Och har naturens ljudvågor(eller andra vågor) möjlighet att gå igenom eller överföra någon kraft till atmosfär/gas-skikt?

Spektra
En annan infallsvinkel är att olika instrument har olika
spektralinnehåll. Övertoner är ett viktigt inslag i ljudet
som är typiskt för instrumentet, men även andra faktorer,
som t.ex. vibrato, som i spektrat ligger under grundtonen.

En ren sinuston kan man få från en tongenerator.
En flöjt är kanske det instrument som är närmast en sinuston.

Hårt anslag kan ge en annan ljudbild eftersom distortionen
och övertonssammansättningen ändras.

FFT
En bra "bild" av hur ett visst instrument "ser ut" spektal-
mässigt kan man få genom att göra FFT på ljudet. Många
enkla ljudprogram i datorer kan göra FFT (Fast Fourier
Transform) – en transformation från tidsdomänen till
frekvensdomänen, så att men ser frekvens och intensitet
på de komponenter som ingår i det sammansatta ljudet.
Audacity och Amadeus är exempel på ljudprogram som
kan göra FFT.

mvh/Bo S

Komplettering

Vad är en överton?
I instrumentet – Om man t.ex. tänker på ett stränginstrument
så kan strängen samtidigt svänga på olika sätt, t.ex.:
– Med stillastående noder i ytterändarna och max svängning på mitten – grundton.
– Stillastående i ytterändarna och på mitten och max på 1/4 och 3/4 av längden - 1:a överton
etc.
Ungefär samma sak händer med de svängande luftpelarna i blåsinstrument.

Fysiskt – Om man distorderar ("stör" eller "förvränger") en sinuston genom
att trycka ihop toppen på den, så börjar inslagen av övertoner att växa. Ett extrem-
fall är fyrkantsvågen som är mycket övertonsrik.
Läs mer: Fyrkantsvåg

I instrumentet
Genon instrumentets konstruktion och därigenom dess akustiska
egenskaper, så framhävs eller dämpas olika övertoner. Därigenom
får instrumentet sin karaktäristiska "klang".

mvh/Bo S

Tackar så mycket för svar! Flashback levererar som vanligt!

Jag är inte säker på att jag förstår din fråga riktigt. En sinuston är en akustisk representation av en sinuskurva. Tonhöjden stiger och sjunker med frekvensen. Man kan framställa en sinuston genom att t ex koppla en likström med en viss frekvens till de två polerna på en högtalare.

Inte en likström. En växelspänning däremot ger upphov till en växelström som får högtalarens membran att vibrera och sätta luften i rörelse och därmed kan du höra en ton.