Im Bild ist das zur Messung gehörende Spektrogramm dargestellt. Der darin verwendete Frequenzbereich erstreckt sich von 0 bis 4000 Hz, da nennenswerte Frequenzen nur innerhalb dieses Bereiches auftreten. Außerdem wurde für die Angabe des Schalldrucks eine „lineare“ Darstellung mit der Einheit mPa gewählt.
Bild: Spektrogramm der Klangschalen bis 4000 Hz
Aus dem Spektrogamm geht hervor, dass durch das Anschlagen der Klangschalen nur ganz bestimmte Frequenzbereiche an der Schallabstrahlung bzw. Klangerzeugung einer jeden einzelnen Klangschale beteiligt sind. Für die Klangschale (1) beschränken sich die für sie charakteristischen Frequenzen auf die Bereiche bei ca. 450, 1300, 2350 und 3550 Hz, bei Klangschale (2) auf ca. 550, 1550 und 2850 Hz, und schließlich bei Klangschale (3) auf ca. 700, 1900 und 3400Hz.
Weiterhin kann festgestellt werden, dass kurz nach Beginn der Messung, sowie nach knapp 1000 ms und 1900 ms drei vertikale „Frequenzbänder“ auftreten. Diese können dabei direkt auf das Anschlagen der einzelnen Klangschalen zurückgeführt werden. Physikalisch betrachtet ist das Anschlagen der Schalen mit dem Klöppel eine Impulserregung, die je nach Einwirkungsdauer und Art des Impulses eine unterschiedlich breite, spektrale Verteilung von kontinuierlichen Frequenzspektren erzeugt [1]. Dies äußert sich in den bereits festgestellten vertikalen „Frequenzbändern“, bei denen durch den jeweils verursachten Impuls mehrere Frequenzen gleichzeitig angeregt werden.
Eine weitere Besonderheit, die dem Spektrogramm entnommen werden kann, ist die Tatsache, dass bei den Frequenzen von knapp 450 Hz und 1300 Hz der Schalldruck alternierend zu- und abnimmt. Diese Erscheinung ist typisch für das Klangverhalten von Klangschalen. In der Akustik bezeichnet man diese Erscheinung als sog. Schwebung.
Schwebungen entstehen, wenn sich Schwingungen bzw. Schallwellen mit geringen Frequenzunterschieden von 0,1 bis in etwa 16 Hz gegenseitig überlagern. Das menschliche Ohr nimmt die sich geringfügig unterscheidenden Frequenzen dabei nicht getrennt wahr. Stattdessen ergibt sich ein Tonhöheneindruck, der zwischen den beteiligten Frequenzen liegt. Des Weiteren bewirkt der alternierende Schalldruck ein An- und Abschwellen der Lautstärke. [2]
Quelle:
[1] Henn, Hermann, Sinambari, Gh. Reza und Fallen, Manfred: Ingenieurakustik, Vieweg+Teubner, 2008, ISBN 978-3-8348-0255-2
[2] Ekbert, Hering, Rolf, Martin und Martin, Stohrer: Physik für Ingenieure, 10. Auflage, Springer Verlag, 2007, ISBN 978-3-540-71855-0