Frequenz & Tonhöhe

Die Frequenz der Schallwelle beeinflusst, wie hoch oder tief wir einen Ton hören. Eine hohe Frequenz hört man als hohen Ton und eine niedrigere Frequenz als tiefen Ton.


Hohe und tiefe Töne

Die Frequenz (f) gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an. Sie ist der Kehrwert der Periodendauer.

f=\frac{1}{T}f=1Tf=\frac{1}{T}

Einheit:

[f]=\frac{1}{\text{s}}=\text {Hz (Hertz)}[f]=1s=Hz (Hertz)[f]=\frac{1}{\text{s}}=\text {Hz (Hertz)}

Jede Schallquelle hat eine eigene bestimmte Frequenz.

Das ist auch der Grund, warum sich jede Stimme anders anhört. So haben weibliche Stimmen meist eine höhere Frequenz als männliche und hören sich deswegen höher an. Der Durchschnitt für die weibliche Stimme liegt bei ca. 250 Hz und für die männliche bei ca. 125 Hz.

Auch in der Musik ist jeder Note ein bestimmter Ton zugeordnet und somit eine eigene festgelegte Frequenz (z.B.: c' = 264 Hz, e' = 330 Hz, g' = 396 Hz, …).

Tiefer Ton (niedrige Frequenz)

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Hoher Ton (hohe Frequenz)

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Hörbarer Bereich

Das Menschliche Ohr kann nur einen Bestimmten Frequenzbereich hören:

  • Infraschall: Kleiner als 16 Hz
  • Hörbarer Bereich: 16 Hz bis 20.000 Hz
  • Ultraschall: Über 20.000 Hz

Beispiele

Verschiedene Töne

Ein Ton hat eine Frequenz von 60 Hz, ein anderer von 600 Hz. Wie unterscheiden sich die beiden Töne, wenn du sie hörst?

Lösung

Den Ton mit der Frequenz von 60 Hz hört man viel tiefer als den mit 600 Hz.

Schallwellen

  1. Wie ändert sich die dargestellte Welle, wenn man den Ton tiefer stellt?

  2. Wie sieht sie aus, wenn man die Frequenz verdoppelt? Zeichne dir das Diagramm auf.

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Lösung:

  1. Ein tieferer Ton bedeutet eine niedrigere Frequenz. Also wird die Wellenlänge der Welle größer und sie bewegt sich in der gleichen Zeit weniger oft hin und her.

  2. Wird die Frequenz verdoppelt, schwingt die Welle doppelt so oft hin und her. Also ist ihre Wellenlänge halb so lang. Statt 4 s ist sie nun 2 s lang.

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