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2. Akustik der menschlichen Stimme und Sprache

Im Grunde ist der menschliche Kehlkopf nichts anderes als eine Polsterpfeife und den Stimmapparat kann man den als Blechblasinstrument auffassen. Die besondere Stellung aber, welche der Stimmapparat sowohl in subjektiver als auch in objektiver Hinsicht vor den äußeren Tonwerkzeugen einnimmt, rechtfertigt seine gesonderte Behandlung, besonders im Zusammenhang mit einer Betrachtung der menschlichen Sprache.
Zur Tonbildung dient vor allem der Kehlkopf, während Mund-, Nasen- und Rachenhöhlen durch Resonanz- und Geräuschbildung verschiedenster Art den tonalen Grundbestand in charakteristischer Weise umformen. Der Kehlkopf besteht aus dem Ringknorpel, der ringförmig geschlossen ist und die direkte Fortsetzung der Luftröhre bildet, dem Schließknorpel und den beiden Gießbeckenknorpeln. Der Schildknorpel sitzt drehbar nach oben und unten in kleinen Gruben des Ringknorpels. Er bildet den Adamsapfel. Zwischen Schild- und Ringknorpel sind die Stimmlippen eingespannt. Diese sind leicht geöffnet, da sonst das Atmen unmöglich würde. Das Zusammenwirken der einzelnen knorpeligen, membranösen und muskulösen Bestandteile des Kehlkopfes ist so kompliziert und wechselnd, daß eine eindeutige Darstellung noch nicht gegeben werden kann, besonders, da ein Teil der betreffenden Muskelbewegung unwillkürlich erfolgt.

Im Wesentlichen beruht die Funktion des Kehlkopfes darauf, daß bei gespannten Stimmlippen sich der aus der Luftröhre fließende Luftstrom staut und dann, wenn seine Energie groß genug geworden ist, die Stimmlippen zurückdrängt und entweicht. Dadurch läßt der Druck nach, die Stimmlippen treten wieder aneinander und der Vorgang wiederholt sich. So entstehen unterbrochene und damit sehr obertonreiche Schwingungen (Schon Helmholtz, der von Obertongesang noch nicht gehört hatte, konnte bei hellen, tiefgesungenen Vokalen, mit Hilfe seiner Resonatoren die Partialtöne bis zum sechzehnten hinauf nachweisen).
Die Tonhöhe hängt von der Spannung der Stimmlippen ab, und der Umfang, welcher normalerweise dem Kehlkopf zur Verfügung steht, beträgt etwa zwei Oktaven.
Entsprechend der Einstellung des Stimmapparats werden verschiedene Register unterschieden, indem das Hinausgehen über die normale Stimmlage gewisse Veränderungen erfordert. Die Haupregister werden als Bruststimme (normal) und Kopfstimme (Falsett) bzw. Bauchstimme (Strohbass) bezeichnet. Bei diesen wird auf die erste Teilschwingung der Stimmbänder übergegangen, deren Länge durchschnittlich 20 mm bei Männern und 15 mm bei Frauen beträgt, während den ganz hellen Kinderstimmen Längen von 6 und 8 mm entsprechen. Die Art der Tonbildung im Kehlkopf ist, wie bereits erwähnt, ganz ähnlich jener bei den Blechblasinstrumenten, wobei den Lippen des Bläsers die Stimmbänder entsprechen. Mechanisch ist dieser Typus durch die sogenannte Polsterpfeife
darzustellen, welche nur wissenschaftliche, aber keine musikalische Verwendung findet.
Wir sind nicht fähig, den reinen Stimmton ohne jene besondere Färbung erklingen zu lassen, welche die Vokale bzw. bei stärkerer Überdeckung und Modifikation durch Geräusche, die Konsonanten bilden. Es hat sich nun gezeigt, vor allem durch Forschungen von Stumpf, daß jedem dieser Laute eine bestimmte Gruppe von Tönen entspricht, welche immer vorhanden sind, wenn der entsprechende Laut ertönt, einerlei, in welcher absoluten Tonhöhe er gesungen oder gesprochen wird. Das ist die sogenannte Formantregion, innerhalb derer sich ein oder auch zwei Intensitätsmaxima befinden. Hierzu siehe bitte die nächste Seite (Tafel 1).

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