verdichtingen en combinatietonen
De amplitude van een geluidsgolf bepaalt de sterkte van het geluid.
Verschillen twee geluidsgolven lichtjes van frequentie, dan zullen de eerste golven elkaar nog versterken.
Als resultaat horen we een duidelijke sterke toon.
De toon met de laagste frequentie zal nu steeds meer achterlopen. De twee golven geraken uit fase.
Als resultaat horen we een toon die steeds minder sterk is.
Na verloop van tijd komen we aan een punt waar beide in tegenfase zijn. We horen dan geen geluid.
Omdat dit patroon zich blijft herhalen horen we een pulserend geluid.
Uiteraard bepaalt het frequentieverschil hoe dikwijls per seconde deze cyclus voorkomt.
Visueel kunnen we dit ook duidelijk maken door een strook waarin we verticale streepjes plaatsen.
We plaatsen nu twee verdelingen op elkaar, waarvan het aantal streepjes verschilt.
Wanneer het aantal streepjes in de tweede verdeling kleiner is dan in de eerste, dan zal het binnen de strook meerdere keren gebeuren dat de streepjes van de tweede verdeling net samenvallen met de witte gaatjes in de eerste. Je ziet een vlekachtige verdichting binnen het streepjespatroon.
Het aantal van deze verdichtingen binnen de strook hangt natuurlijk af van het verschil tussen het aantal streepjes. Dit kan je vergelijken met het patroon van zwevingen dat je hoort bij geluidsgolven waarbij de frequentie licht verschillend is. Per seconde gebeurt het meerdere keren dat de golven in fase en in tegenfase zijn. Ook hier is het aantal zwevingen gelijk aan het verschil in frequentie.
combinatietonen
We nemen het fenomeen zwevingen maar waar wanneer het frequentieverschil beperkt is, ongeveer 10 Hz.
Daarboven horen is er eerst nog een zone waarin we (nog steeds) één toon horen, maar wel een heel onaangename. Pas wanneer het verschil groter wordt, pakweg 20 Hz, horen we twee aparte tonen.
Wanneer het verschil groter wordt, doet zich een nieuw fenomeen voor: de verschiltoon.
Violist Giusepppe Tartini (1692-1770) ontdekte dat wanneer twee tonen in een harmonische verhouding samenklinken, een derde toon worden waargenomen met als frequentie het verschil van de frequenties van de aparte tonen.
Bijvoorbeeld: een la (440 Hz) en een mi (660 Hz) brengen een verschiltoon voort van 220 Hz (lagere la).
Het blijkt uit medisch onderzoek sommige combinatietonen gecreëerd worden door vervormingen van de geluidsgolven in onze hersenen andere dan weer in het slakkenhuis van onze oren.
Deze tonen worden bv. gebruikt in het stemmen van blokfluiten, maar ook in de orgelbouw.
Heel laag klinkende orgelpijpen zijn erg duur om te maken en ook erg groot. Maar koppel je aan een orgelregister een tweede register dat telkens de reine kwint van de gespeelde toon laat meeklinken, dan zal je de indruk hebben dat een octaaf lager een basregister meeklinkt ook al zit dat niet in het orgel en wordt de toon niet gespeeld.
Naast verschiltonen bestaan er ook, zacht meeklinkende, somtonen.
Voorbeeld: een la (440 Hz) en een mi (660 Hz) brengen een somtoon voort van 1100 Hz (hogere do#).
Door deze psychoakoestische fenomenen klinken ensembles van blokfluiten of viola de gamba's zo 'groot', terwijl ze uit eerder stille instrumenten bestaan. En dat effect verliezen we in een gelijkzwevende stemming.
boventoonzingen
Anna Maria Hefele kan tijdens het zingen boventonen laten meeklinken.
Ze toont het in een filmpje op Youtube: