Übertöne

Übertöne (auch Obertöne genannt) sind Frequenzen, die höher liegen als die Grundfrequenz eines schwingenden Systems. In vielen Musikinstrumenten ergibt sich das Spektrum aus der Grundfrequenz und einer Folge von Harmonischen, die ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz sind: f_n = n f1 mit n = 2, 3, … . Diese oberen Anteile prägen das Klangbild eines Tons und zusammen mit dem Fundament bestimmen sie die Tonfarbe.

Der Klangcharakter, das Timbre, ergibt sich aus den relativen Amplituden der Übertöne. Die spektrale Verteilung, oft als Spektralhülle oder spectral envelope bezeichnet, variiert je nach Instrument, Anregungsweise und Spieltechnik. In der Praxis nimmt die Amplitude der höheren Übertöne typischerweise mit der Ordnung ab, wobei die Abnahmeform vom Instrument abhängt.

Bei Saiten- und Luftsäulen ergibt sich typischerweise ein harmonisches Spektrum mit vielen Übertönen; Blasinstrumente zeigen je nach Bau und Spielweise verschiedene Muster, während bei Streichinstrumenten der Bogeneinsatz den Anteil der Übertöne beeinflusst. Die konkrete Verteilung der Übertöne bestimmt die charakteristische Klangfarbe von Geigen, Klavieren und Klarinetten.

Anwendungen des Übertöne-Konzepts finden sich in der Musiktheorie, der Klanggestaltung (Synthese, Klangbearbeitung) sowie in der Instrumenten- und Raumakustik, wo Frequenzspektren analysiert werden, um Charakteristika von Instrumenten oder Räumen zu verstehen.