Boventoon zijn harmonischen met frequenties die gehele veelvouden zijn van de fundamentele frequentie, en ze spelen een belangrijke rol in de geluidskwaliteit en het timbre van een muzieknoot. Het begrijpen van de relatie die ze delen met het fundamentele is cruciaal voor het begrijpen van de fysica en perceptie van geluid.

1. Veelvoud van fundamentele frequentie:

Elke boventoon heeft een frequentie die een geheel veelvoud is van de grondfrequentie. De eerste boventoon is bijvoorbeeld twee keer de frequentie van de grondtoon, de tweede is drie keer, de derde is vier keer, enzovoort.

2. Harmonische reeks:

De grondfrequentie en zijn boventonen vormen de harmonische reeks. Elke boventoon komt overeen met een specifieke harmonische, aangeduid als de tweede harmonische, derde harmonische, vierde harmonische, enzovoort. De grondtoon is de eerste harmonische.

3. Klankkleur en geluidskwaliteit:

De aanwezigheid en relatieve intensiteit van boventonen bepalen grotendeels de unieke geluidskwaliteit, of timbre, van een muziekinstrument van een stem. Verschillende instrumenten en stemmen produceren unieke boventoonspectra, wat bijdraagt ​​aan hun onderscheidende karakters en herkenbare geluiden.

4. Resonantie en snaarlengte:

Bij snaarinstrumenten worden boventonen gecreëerd door de trilling van verschillende segmenten van de snaar. Harmonische knooppunten (punten met de minste trillingen) komen voor op specifieke punten langs de snaar, waardoor deze wordt verdeeld in trillende segmenten met verschillende lengtes. Kortere segmenten genereren de hogere boventonen.

5. Resonante lichamen en holtes:

Instrumenten zoals de gitaar en viool hebben een klankbord of resonerend lichaam. Dit fungeert als een natuurlijk filter dat bepaalde boventonen versterkt en andere dempt om een ​​specifieke geluidskarakteristiek te creëren.

6. Helmholtz-resonantie:

Een speciaal geval van resonantie is de Helmholtz-resonantie, die optreedt in ingesloten resonantieholtes. Deze holtes, die te vinden zijn in instrumenten zoals blaasinstrumenten en ingesloten resonantiekamers, creëren onderscheidende formantenfrequenties die verband houden met de boventoonreeks.

7. Harmoniciteit en dissonantie:

De harmonische reeks geeft een gevoel van harmonie dankzij de eenvoudige gehele getalsverhoudingen tussen frequenties. Boventonen met frequenties die geen gehele veelvouden van de grondtoon zijn, genereren echter dissonante of tegenstrijdige geluiden.

Het begrijpen van de relatie tussen boventonen en de fundamentele frequentie is de sleutel tot het begrijpen van de wetenschap achter de kwaliteit en perceptie van geluid. Hoewel dit artikel enkele fundamentele aspecten behandelde, duikt het vakgebied van de akoestiek en psycho-akoestiek veel dieper in de complexiteit van geluid en de interactie ervan met het menselijk oor en de hersenen.