Obertonreihe

Obertonreihe, auch Obertonreihe des Grundtones oder Harmonics-Reihe, bezeichnet die Folge von Obertönen, die bei einer schwingenden Quelle entsteht. Sie setzt sich aus dem Grundton f0 und einer Reihe von Harmonischen nf0 zusammen (n = 2, 3, 4, ...). In idealen Schwingkörpern liegen diese Obertöne exakt als ganzzahlige Vielfache des Grundtons vor.

Jeder Obertöne entspricht einem Frequenzverhältnis zum Grundton. Der zweite Obertöne ist eine Oktave über dem Grundton, der dritte eine Oktave und eine Quinte, der vierte zwei Oktaven, und so weiter. Die Amplituden der Obertöne nehmen oft mit zunehmender Ordnung ab, weshalb der Klang seine charakteristische Farbe erhält.

Die Obertonreihe ist maßgeblich dafür verantwortlich, wie Klangfarbe entsteht und wie wir Pitches wahrnehmen. Der Grundton bestimmt die wahrgenommene Tonhöhe, während die Mischung der Obertöne den Klangcharakter – hell, warm, scharf – prägt. Instrumente erzeugen unterschiedliche Obertöne-Spektren, was typische Timbres erklärt.

Richtungsweisend für Stimm- und Harmonielehre ist die Obertonreihe, weil viele Intervalle der Reihe nahe zu reinen Verhältnissen liegen (Oktave, Quinte, große Terz). In der westlichen Musik wird sie durch Temperierung oft angenähert, bleibt aber zentrale Orientierung für Intonation und Instrumentenbau.

Historisch war die Erforschung der Obertöne Kernbestandteil der Akustik. Wissenschaftler wie Hermann von Helmholtz untersuchten die Beziehung zwischen Obertönen, Klangfarbe und Lautstärke und trugen wesentlich zum Verständnis der akustischen Grundlagen moderner Musikwissenschaft bei.