Anharmonizitäten

Anharmonizitäten, im Fachjargon oft auch Anharmonizität oder Inharmonizität genannt, beschreibt die Abweichung der Obertonfrequenzen eines Klangkörpers von ganzzahligen Vielfachen des Grundtones. Ein theoretisch harmonischer Klang besitzt eine spektrale Folge f_n = n f1; bei Anharmonizität weicht f_n von diesem Muster ab, was zu einer komplexeren Klangfarbe führt.

Ursachen sind mechanische Eigenschaften des Klangkörpers: Steifigkeit von Saiten oder Membranen, Endwirkungen, Luftlast, Gehäuse- oder Resonatorformen sowie Kopplungen zwischen Moden. In Instrumenten wie Klavieren führt die Steifigkeit der Saiten zu einer Verschiebung der Obertöne, die als Inharmonizität bezeichnet wird. Temperatur, Spannung und Beschaffenheit des Materials beeinflussen das Ausmaß ebenfalls.

Die Größe der Anharmonizität wird oft durch den Inharmonizitätskoeffizienten B beschrieben, wobei die Frequenzen der n-ten Partialen näherungsweise f_n ≈ f1 n sqrt(1 + B n^2) folgen. Bei B=0 wäre das Spektrum vollkommen harmonisch. Praktisch wird Inharmonizität in der Akustik und im Instrumentenbau durch Messungen der Partialfrequenzen oder durch Pegelvergleiche im Spektrum bestimmt.

Auswirkungen betreffen Klangfarbe, Intonation und Stimmführung. In der Praxis führt Inharmonizität bei Klavieren dazu, dass die oberen Partialen stärker verstimmt sind als eine glatte, rein intonierte Skala; daher wird oft eine gestreckte Stimmung gewählt. In Streich- und Saiteninstrumenten ist Anharmonizität natürlicher, beeinflusst aber die Klangästhetik.

Historisch spielte Anharmonizität eine Rolle in der Entwicklung der Stimmtheorie, des Klavierbaus und der Tontechnik. In moderner Musik kann sie auch intentional genutzt werden, um bestimmte Timbre-Effekte zu erzielen.