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Musik verbindet Menschen, bringt sie in Bewegung.
♪ Das ist die perfekte Welle, das ist der perfekte Tag.
Tausende Ohren tauchen ein in ein Meer perfekter Wellen.
♪ Das ist die perfekte Welle, das ist der perfekte Tag.
♪ Es gibt mehr als du weißt, es gibt mehr als du sagst.
Schallwellen wandern durch Raum und Zeit, sprechen Gefühle an.
♪ Du hast Salz in deinen Augen, zwischen Tränen und Staub ...
Musik ist eine besondere Form der Kommunikation,
die auch auf physikalischen Phänomenen beruht.
Fast jede Band, fast jedes Orchester
setzt auf den besonderen Sound von Saiteninstrumenten.
Doch wie erzeugen sie hörbare Töne?
Begeben wir uns in die erstaunliche Welt der Saitenklänge.
♪ Das ist die perfekte Welle, das ist der perfekte Tag.
♪ Lass dich einfach von ihr tragen, denk am besten gar nicht nach.
♪ Das ist die perfekte Welle, das ist der perfekte Tag.
♪ Es gibt mehr als du weißt, es gibt mehr als du sagst.
(Musik bricht ab.)
Jazzgeiger Valentin Gregor auf dem Weg ins Tonstudio.
Der Wahlberliner mit eigener Band ist fasziniert vom Klang der Violine.
Was mir an der Geige so gut gefällt, ist,
dass man mit ihr unheimlich viele verschiedene Sachen machen kann.
(Sanfte Melodie)
(Rhythmische Melodie)
(Quietschende Klänge)
(Rhythmisches Trommeln)
(Wehmütige Klänge)
Bei Probeaufnahmen im Studio zeigt sich Valentin Gregor in Spiellaune.
(Wehmütige Melodie mit jazziger Begleitung)
Begleitet wird er von zwei weiteren Saiteninstrumenten:
Piano und Kontrabass.
Und für den Rhythmus sorgt das Schlagzeug.
(Er pfeift zu lockerer Musik.)
Saiteninstrumente funktionieren alle nach dem gleichen Grundprinzip.
Egal, ob gestrichen, angeschlagen oder gezupft:
Hauptsache, die Saite schwingt.
Und das können wir hören
oder über ein Mikrofon aufnehmen und am Monitor darstellen.
(Fröhliche Melodie)
In extremer Zeitlupe:
die gestrichenen Leersaiten der Violine.
Die dickste, die G-Saite, schwingt am langsamsten und klingt am tiefsten.
D-, A- und E-Saite sind dünner,
vibrieren schneller und klingen höher.
Der Steg überträgt die Schwingungen auf den Korpus.
(Heitere Musik)
Wenn Valentins Finger die Saiten auf das Griffbrett drücken,
verkürzt er deren schwingende Länge.
Dadurch vibrieren sie noch schneller und klingen noch höher.
(Hohe Melodie)
Bei jedem Bogenstrich erklingen gleichzeitig mit dem Grundton
die entsprechenden Obertöne.
Das sind ganzzahlige Vielfache des Grundtons,
und ihre Anzahl und Lautstärke
bestimmen wesentlich den typischen Sound eines Instruments.
Wie Saiten schwingen, lässt sich am besten in einem Experiment zeigen.
Vorhang auf für die Physikanten.
(Applaus)
Einen wunderschönen guten Tag, liebes Publikum.
Stellen Sie sich bitte einmal vor, das hier wäre eine Geigensaite,
nur viel größer.
So, und die werden wir jetzt einmal zupfen.
(Boing-Laut)
Sehen Sie, der Berg wandert immer hin und her.
Und bei der Geigensaite viel, viel schneller,
was dann als Ton zu hören ist.
So, schauen Sie jetzt mal.
(Dunkler Ton)
Hier haben wir die Grundschwingung,
weil es die einfachste Art ist, wie eine Saite schwingen kann.
Nun, wenn wir schneller werden,
können wir sogar zwei Berge erzeugen.
(Hellerer Ton)
Und dabei sprechen wir von der ersten Oberschwingung,
die übrigens doppelt so hoch klingt wie der Grundton.
Sieht ein bisschen so aus wie das Sauerland, nicht?
Aber wo es das Sauerland gibt, gibt es auch den Schwarzwald.
Wenn Sie so wollen. - Schauen wir mal.
(Sehr hoher Klang)
Da ist er. - Und das nennt man?
Vogesen. - Bitte?
Ach, die zweite Oberschwingung natürlich.
Und die klingt? - Noch höher.
Ich bin sicher, Sie bekommen auch die dritte Oberschwingung hin.
Sie meinen die Alpen? Klar.
Achtung!
(Der Klang wird noch höher.) Ja.
Tada!
Herr Professor. - Bitte.
Steinschlag. - Was? Wo?
(Boing-Laut, Kichern)
Wird eine Saite angeregt,
überlagern sich Grund- und Oberschwingungen.
Ein Klang entsteht.
Die Kurven zeigen den jeweiligen Schwingungsverlauf.
(Mehrere Klänge ertönen.)
(Die Klänge verstummen.)
(Helles Geigenspiel zu entspannter Begleitmusik)
Wie eine Violine klingt,
hängt wesentlich vom Schwingungs- verhalten des Korpus ab.
Je nach Bauweise hebt dieser Resonanzkörper
bestimmte Tonhöhen hervor und dämpft andere.
Ein gestrichenes G klingt so, wenn der Korpus mitschwingt.
Es hat diesen Schwingungsverlauf.
Er wird zum Sägezahn, sobald die Saite alleine schwingt.
(Surrender Laut)
Der nervende Ton macht deutlich,
weshalb so viel Wert auf einen optimalen Resonanzkörper gelegt wird.
In dieser Bonner Villa
arbeitet einer der führenden Geigenbauer Deutschlands:
Stefan-Peter Greiner.
In der Werkstatt im Souterrain
eifert er den großen Vorbildern wie Stradivari und Amati nach.
Ihre Instrumente aus dem 17. und 18. Jahrhundert
haben Maßstäbe gesetzt
und gelten bis heute als unübertroffen.
So, ich hab die Geige gefunden, und es sieht ganz gut aus.
Vor Jahren hat sich Peter Greiner
mit dem Physiker Heinrich Dünnwald zusammengetan.
Schön. Retuschen mach ich noch gleich.
Durch akribische akustische Messungen und Tests haben sie herausgefunden,
was den tragfähigen, durchsichtigen Klang
alter italienischer Meistergeigen ausmacht.
Diese Kenntnisse fließen seither in den Bau neuer Geigen ein.
Die Symbiose aus Physik und Handwerk hat Erfolg.
Greiners Instrumente sind gefragt.
Als wir vor 15 Jahren mit dem Bau neuer Instrumente begonnen haben,
da glaubte noch niemand, dass neue Instrumente auch gut klingen können.
Man dachte immer, nur alte italienische Geigen
haben einen guten Klang, der auch da jetzt in der Lage ist,
große Konzertsäle zu füllen.
Mittlerweile haben wir viele neue Instrumente gebaut,
die einen Gegenbeweis angetreten haben.
Viele unserer Instrumente und die Instrumente von Kollegen
werden von auch berühmten Musikern gespielt.
Wir haben Frequenzanalysen von Geigen gemacht,
von Stradivaris, von Guarneris und eben auch von neu gebauten,
und konnten somit die Klänge miteinander vergleichen.
Wir haben eben auch da festgestellt:
Es gibt bei guten neuen Instrumenten und den berühmten italienischen
eigentlich keinen wirklichen Klangunterschied.
Für die Instrumente kommen nur aus- gesuchte abgelagerte Hölzer infrage.
Die präzise Bearbeitung von Boden und Decke
hat den größten Einfluss auf den Klang.
Sie sollen so schwingen,
dass möglichst alle erwünschten Obertöne gut zur Geltung kommen.
Guck mal die da hinten an, die leichtere.
Liebes Publikum,
freuen Sie sich nun auf ein wunderschönes kleines Stückchen
präsentiert von, ja, na mir.
(Lässige Melodie in blechernem Klang)
Tja, das hört sich ja sehr bescheiden an.
Nun, ich habe mir erlaubt,
diese Geige zu wissenschaftlichen Zwecken
mit Kunststoff auszugießen.
Jetzt können die Deck- und Bodenplatte nicht mehr schwingen.
Da diese maßgeblich für den Klang sind,
hört sich die Geige jetzt ein wenig dünn an.
Nun fragt man sich, wie können Platten eigentlich schwingen?
Um das Prinzip von schwingenden Geigenplatten darzustellen,
haben wir hier ein Anschauungsobjekt.
Ja.
Klingt aber auch nicht so toll, ne?
Physikalisch aber hochinteressant.
Denn wir haben hier ein kompli- ziertes Gemisch aus Obertönen.
Das übrigens wunderschön aussieht, wenn man es richtig macht.
Dann zeigen Sie mal, was Sie können.
Und ...
(Kreischender, durchdringender Ton)
(Ton wiederholt sich, Echo)
Jeder Ton hat sein eigenes Muster,
weil die Platte bei unterschiedlichen Frequenzen
unterschiedlich schwingt und klingt.
(Kreischender Ton)
Da sich immer zwei benachbarte Flächen
entgegengesetzt auf und nieder bewegen,
kann sich der Sand dazwischen sammeln und zeigt uns indirekt,
welche Bereiche wie schwingen.
(Sanftes Geigenspiel)
Peter Greiners Geigen werden immer wieder akustisch vermessen.
So kann er den Klang in die gewünschte Richtung lenken.
Wie das Klangspektrum ermittelt wird,
erläutert der Physiker Heinrich Dünnwald.
Unser Messsystem ist so aufgebaut,
dass die Eigenschaften des Korpus gemessen werden.
Wir haben die Saiten abgedämpft, damit sie nicht mitschwingen.
Das Anregungssystem regt die Geige am Steg an,
so, wie es die Saiten beim Spielen machen.
Das, was die Geige abstrahlt, wird mit einem Mikrofon gemessen.
Dadurch entsteht so eine Frequenzkurve.
Diese Kurve ist sehr zerklüftet,
weil eine Geige sehr viele Resonanzen besitzt.
Um eine Übersicht zu gewinnen über wesentliche Frequenzbereiche,
wird die Kurve geglättet.
(Tastaturklappern)
Wir sehen hier, dass es ...
Vier, fünf, sechs hervorstehende Bereiche gibt.
Das sind Bereiche, die für die Klangfarbe sehr bedeutsam sind.
Dieser tiefe Bereich um 500 Hertz ist dafür entscheidend,
dass das Instrument sonor und grundtönig klingt.
In diesem Bereich bei etwa 1.000 Hertz
entstehen nasale Klangfarben.
Und bei etwa 3.000 Hertz
entsteht die Brillanz einer Geige und damit ihr Durchsetzungsvermögen.
Es ist uns gelungen,
diese für die alten italienischen Geigen wichtigen Frequenzbereiche
deutlich hervorzuheben
und so auch neue Geigen mit diesen Klangeigenschaften zu versehen.
(Er singt Da-do-de zu beschwingter Musik.)
Violinen und Bratschen klingen am besten,
wenn sie der menschlichen Stimme möglichst nahekommen.
Das jedenfalls ist die Meinung des Geigenbauers Peter Greiner.
(Verspielte Musik)
Valentin Gregor setzt bewusst auf diese Klangverwandtschaft
und lässt in seinem Stück "Smellodie" Stimme und Instrument verschmelzen.
(Beschwingte Musik)
♪ Badada-dadada, di-da, di-da, du.
♪ Daba-di, daba-di, di, di-bi-di.
♪ Badada-dadada, di-da, di-da, du ...
Peter Greiners Geigen sind das Ergebnis handwerklicher Präzision.
Nur so lässt sich ein perfekter Klang erzielen.
Bei Fabrikgeigen muss man dagegen Abstriche machen,
das belegen auch Heinrich Dünnwalds Messungen.
Mal gucken, ob sie passt.
Wir sehen hier im Vergleich
die Geige von eben noch mal als weiße Kurve.
Und darunter als rote Kurve eine sehr schlechte Fabrikgeige,
bei der in erster Linie dieser 1.000-Hertz-Bereich dominiert,
während die anderen zwar vorhanden sind,
aber deutlich geringer ausfallen als bei der sehr guten Geige.
(Schwungvolle Musik)
So wichtig die Qualität eines Instruments auch sein mag,
entscheidend ist das Können der Musiker,
die virtuos mit den akustischen Phänomenen der Physik spielen.
(Gepfiffene Melodie zu lebhafter Musik)
SWR 2021