Einige physiologisch-akustische Versuche und Demon­strationen 1.

Naeh gemeinschaftlich mit W. K e I' I' pol a und D. F. Wall e aus­gefuhrten Versuchen

von

Robert Tigerstedt.

(AuI' dem physiologischcn Institut cler Tnivcrsitat Helsingfors).

Die im Folgenden kurz zu beschreibenden Versuche bieten anund fill' sich nichts Neues dar. Ich habe mich indessen entschlossen,dieselben zu verOffentliehen, weil sie, wie mil' scheint, fur die Demon­stration gewisser Tatsachen del' physiologischen Akustik sehr ge­eignet sind und sich sehr leieht ausfuhren lassen.

Es handelt sich hier um die Reproduktion verschiedener Toneund Klange unter Anwendung del' Herztonkapsel von O. F I' a n k,Dureh Vermittlung eines Gummisehlauches wird diese mit del' Ton­quelle verbunden und von den Schwingungen derselben in Vibra­tionen versetzt. In gewissen Fallen geniigt es, die Schwingungendel' Kapselmembrane einfach auf einen Schirm zu projizieren, in an­deren Fallen mussen sie photographiert werden, was ich mittelst desvon O. F I' a n k angegebenen Kymographions getan habe.

Wo eine genaue Zeitbestimmung notig erschien, wurden dieSchwingungen einer auf 100 Schwingungen abgestimmten Stimmga­bel in unten. zu beschreibender Weise gleichzeitig registriert.

1 Del' Redaktion am 3. Juni 1915 zugegangen. Die hier crwiihnten Ver­suche wurden im Herbst 1913 ausgefiihrt.

442 ROBERT TIGERSTEDT.

1.

Wenn das freie Ende des Schlauches an den Mund einer ange­blasenen Orgelpfeife gehalten wird, so werden die Schwingungenderselben bis zu einer Schwingungszahl von wenigstens 1500 wie­clergegeben. Die beim Kymographion erreichbare Geschwindigkeitgestattete mil' nicht Versuche mit Pfeifen von hoherer Scltwingungs­zahl auszufuhren. Als Beispiel verweise ich auf Fig. 1 l, in welcher

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Fig. 1.Schwingungen von Orgelpfeifen. Die unterste Kurve gibt die Zeit in '/'00 Sek. an.

] AUe Kurven sind von rechts nach links zu Iesen.

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSUCHE U. DElVIONsTRATIONEN. 44H

die Schwingungen von Pfeifen mit einer Schwingungszahl von 225,345, 441, b55, 686, 832, 1080 dargestellt sind. Die Schwingungeneiner Pfeife von 1400 Schwingnngen liessen sich ohne die geringsteSchwierigkeit an del' Originallmrve abzahlen - die Kurve seIbereignete sich abel' nicht zur Reprodukticn.

Die Schwingungen ciner elektrisch getriebenen Stimmgabel wer­den mittelst del' Herztonkapsel sehr leicht registriert, wenn die freieOeffnung des Schlauches zwischen die heiden Zinken del' Gabel ge­halten wird, Bei gentigend umfangreichen Gabelschwingungen kannman dann eine Stimmgabelkurve von 80 mrn Amplitude erhalten.Fig. 2 stellt eine solche dar; die in del' Mitte del' Kurve ersichtlichenSchwingungen beziehen sich auf den mittelst einer zweiten Herzton­kapsel registrierten Gesang del' Oktave des Stimmgabeltones.

Durch diese Methode lasst sich farner das Ausklingen einerSt.immgabel sehr schon regist.rieren. In Fig. 3 wurde del' Strom zur

Fig. 2.Stimmgabelschwingungeu. In dercn Mit.to Gesangkurve (Oktave),

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PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCIIE VERSUCHE U. DElVIONSTRATIONEN. 445

Gabel bei a unterbrochen. Del' rechts davon befindliche Teil del'Kurve stellt also das Abklingen dar. Ein anc1eres Beispiel des Ab­klingens, wo die Registriernng mit grosserer Gesch windigkeit er­folgte, ist in Fig. 4 wiedergegeben, Del' Film reichte hier nicht aus,um den ganzen Verlauf des bei IX anfangenden Abklingens aufzuneh­men; statt dessen sind die einzelnen Schwingungen hier deutlichausgepragt.

Wenn del' Schlauch zur Herztonkapsel mittelst eines Y-Rohresin zwei Aeste geteilt wird, und diese Aeste mit je einer elektrischgetriebenen Stimmgabel in del' schon erwahnten Weise verbunden wer­den, so kann die beim Zusammenklingen del' beiden Gabeln etwaentstehende Interferenz sehr deutlich ad oculos demonstriert werden.Nehmen wir z, B. zwei Gabeln von del' Schwingungszahl 100 undverstimmen durch ein aufgelegtes Gewicht die eine, so erscheinen inden Bewegungen del' Herztonkapsel die Schwebungen selbst dann,wenn diese von einern musikalisch sehr geubten Ohr kaum odergar nicht gehort werden. Ein Beispiel dafur liefert Fig. 5.

Durch das Zusammenklingen einer Gabel von lOO mit einervon 250 Schwingungen wurde die in del' untersten Linie del' Fig. 6

Fig. 5.Schwebuugen zweier nur wenig voneinander abweichender Stimmgabeln. Die obere

und die uutere Linie gibt die Ausschlagc jeder einzelnen Gabel an.

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2

ROBERT TIGERSTEDT.

Fig. 6.Iritcrferenz zwischen zwci Stimmgabcln von 100 bzw. 2fJO Pchwingungen.

wiedergegebene Kurve erhalten. Es wurden hier an einem und dern­selben Film folgende Kurven naeheinander aufgenommen: 1. die Kurvedel' Stimmgabel mit 100 Sehwingungen (die oberste Linie); 2. dieKurve del' Stimmgabel mit 250 Sehwingungen (die mittlere Linie); 3. dieInterferenzkurve (die unterste Linie).

Es seheint mil', als ob derartige Interferenzkurven bekannterZusammensetzung fur die ersten Ubungen in cler praktischen Ana­lyse komplizierter Sehwingungsformen, wie sie in cler Phonetik vor­kornmen, nieht ganz unzweckmassig waren,

Die Kurven in Fig. 7 beziehen sich auf Interferenz beim zwei­stimmigen Gesang. Die uuterste Linie gibt die Stimmgabelsehwin­gungen (lOO/SelL) an; die mittlere Linie die Interferenz, wenn cler

Fig. 7.Schwebungen beim Gesang. Die unterste Linie gibt die Zeit in '/'00 Sek. an;die mittlere bezieht sich auf zweistimmiges Singen des Grundtones, die obersto

auf zwoistimmiges Singen der Terz und del' Quinte.

l'HYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSUCI-IE U. DElIIONSTRATIONEN. 447

Ton von 100 Schwingungen gleichzeitig von zwei Personen gesungenwurde; die oberste Linie die Interferenz beim Singen del' Terz unddel' Quinte auf den Grundton von 100 Schwingungen,

Endlich ist in del' oberen Linie der Fig. 8 die Interferenzbeim zweistimrnigon Singen del' Quarto auf 100 Schwingungen auf­genommen. Die untere Linie gibt die Stirnmgabelschwingungen an.Die Zahl del' Schwingungen ist hier, pro Selmnde berechnet, 144und eutspricht also sehr genau del' wirklichen Schwingungszahl del'

Fig. 8.Zweistimmiges Singen der Quarte auf 100 Schwingungen.

Quarte auf 100 (142.66). Die Schwebungen betragen pro Sekundeetwa 11, was also den Unterschied zwischen den beiden Stimmenangibt.

Nach diesel' Methode lasst sich del' Verstarkungsbereich von Re­sonatoren leicht feststellen, indem man untersucht, wie grosse Aus­schliige verschiedene Resonatoren fur einen und denselben Ton einerelektrisch getriebenen Stimmgabel geben.

Ich habe zu diesem Zwecke die kontinuierlichen Resonatorenvon K. S c h iifer 1 henutzt und dabei die Stimmgabel immer einenMillimeter VOl' die Oeffnung des Resonators gehalten. Del' Resona­tor war durch einen moglichst kurzen Schlauch mit del' Herzton­kapsel verhunden.

Die Resultate sind aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich, in wel­chen sich die unterste Zeile auf den zeitmessenden Stimmgabeltonvon 100 Schwingungen bezieht. Dann folgt in Fig. 9 del' Ausschlagdel' Herztonkapsel fur die Stimmgabel, wenn del' Resonator 35 mm

1 K. S c h ii fer, Beitr. z, Anat., PhysioI.des Ohres, der Nase und desRaIses, 3; ID09.

448 ROBERT TIGERSTEDT.

Fig. 9.Priifung des Resonators; G bis g.

O',..,

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f

c

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cis

c

H

n

A

G

unterhalb A, etwa 100 Schwingungen (G) entsprechend, eingestelltwar; ferner von unten nach oben die Ausschlage bei Einstellung desResonators fiir A, B, H, c, cis, d, dis, e, f, (1'S, g, sowie in Fig. 10die Ausschlage fur qis, a, b, h, c' cis', d. h. fur einen Gesamtbe­reich von 100 bis 280 Schwingungen. Schon bei einer Verstimmung

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSUCI-IE U. DElVIONSTRATIONEN. 449

cis'

c'

h

b

a

gis

Fig. ]0.Priifung des Resonators; gis bis cis'.

um etwa 10 Sehwingungen (A) ist del' Aussehlag wesentlieh kleinerals bei del' reinen Stimmung ; es kornmt indessen eine deutliche, weunaueh allmahlich immer mehr abnehmende Resonanz von A bis diszum Vorsehein. Von e an maeht sieh nebst dem Grundton auch dieOktave desselben immer mehr geltend, bis cliese bei iJ und iJis ziem­lieh vorherrsehend wird, Bei noeh holier gestimmtem Resonator ver­liert indessen die Oktave wieder immer mehr ihre Praponderanz undmaeht sieh bei b, sowie noeh mehr bei h, c' uncl cis' nur als einsehwaeher »Doppelschlag» geltencl.

Ein und derselbe Ton kann also im Bereich von wenigstensanderthalb Oktave die Resonatoren von K. S c h afer erregen.

Eine entspreehende Prufung del' Resonatoren von He I III h a I t zhabe ieh allerdings nieht unternommen. Es zeigen indessen die untenzu besprechenden Versuehe libel' die Obertone cler Vokalklange, dassaueh bei diesen die Verstarkungsbreite sehr bedeutend ist. So wurdez. B. del' Oberton mit 200 Sehwingungen von clem Resonator264 angegeben; ein Obertan von 400 Sehwingungen konnte unterAnwendung del' Resonatoren 528 bis 594 registriert werden ; del'Oberton von 600 Sehwingungen kam bei den Resonatoren 726 und792 cleutlieh zum Vorschein, und ein Ton von 700 Sehwingungen

Skand. Arch. XXXIV. 29

Fig. 11.Sehwingungen des Tromrnelfells bcidor Stimmgabel auf den Vorder­ziihuen des Oberkiefers (die obereLinie). Die untere Linie gibt die

,~eit in '/10 0 Sek. an.

HOBER'!' TIGERS'!'ED'!'.

liess sich mit den Rosouutoren 858 bis 1056 sowie 1254 bis 1:320nachweisen,

II.

Die Schwlngungen des 'I'rommelf'ells.

Nagel und 8amojloff 1 haben VOl' Jahren eine Methodeangegeben, um am toten Kalbs- oder Schafskopf unter Auwen­dung del' K 0 n i gschen Flammen die akustischen Schwingungen desTrommelfells nachzuweisen.

SpateI' hat K 0 h l e I' 2 durch einen an sein Trommelfell di­rekt geklebten Spiegel die Schwingungen desselben bei verschiedenenTonen und Sprachlanten photographisch registriert.

Diese Methode kann inclessen nur in ganz besoncleren Fallen inAnwendung kommen und eignet sich, wegen ihrer komplizierten Be­schaffenheit, gar nicht zur Demonstration bei Vorlesungen.

Dagegen gelingt es ohne jecleSchwierigkeit die Trommelfellschwin­gnngen mittelst cler Herztonkapseldadurch erkenntlich zu machen, classdiese mittelst eines Schlauches mitclem ausseren Gehorgang verbunclenwire!.

Bei dem in Fig. 11 abgebilcle­ten Versuch wurde eine Stimmgabelvon 100 Schwingungen auf die Vor­derzahne cles Oberkiefers gehalten.In del' oberen Kurve kommen clieSchwingungen cles Trommelfells sehrcleutlich zum Vorschein.

Desgleichen erscheinen Schwingungen des Trommelfells, wenndie Stimmgabel auf clen Warzenfortsatz clerselben Seite gehalten wird(vg!. Fig. 12, in welcher clie Trommelfellschwingungen bei einerStimmgabel von 50 Schwingungen bei zwei verschiedenen Geschwin­digkeiten aufgenommen sind).

1 Nag e 1 und Sam 0 j 10 f f, Arch. f. Anat. u. Physiol., physiol, Abt.1898, S. 50n.

2 K 0 h l e r, Zeitschr, f. Psychol, u. Physio!. d. Sinnesorg., Bd 54, AbtI, S. 241; 190D.

I'HYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VEHSUCHE U. DElVIONSTIUTIONEN. 481

b I 2

Fig. 12.Bchwingungcn des Trommclfolls bei del' Stimmgabel auf dem Warzenfortsatz del'

gleiehen Beite.

Auch del' Ton, welcher beim Gesang des Versuchsindividuumsselber klingt, erzeugt Schwingungen beim Trommelfell, welche ihrer­seits in (IeI' schon erwahnten Weise registriert worden kounen.

Fig. 13 bezieht sich auf einen Versuch, wo zuerst der Grund­ton del' Stimmgabel und dann die grosse Terz von demselben gesungenwur de,

Hier liegt indessen die Moglichkeit einer sehr bedeutendenFehlerquelle vor : bei lautem Gesang konnen die Schallwellen, selbstwenn man mit geschlossenem Munde und dern Gesicht von der Kap­sel abgewendet singt, die Herztonkapsel direkt treffen, und die auf­genommene Kurve wurde in diesem Faile lediglich von den Schwin­gungen der Kapsel herrtihren und mit den Schwingungen des Trorn­melfells gar nichts Zll tun haben.

Urn die Einwirkung dieser eventuellen Fehlerquelle bei denbetreffenden Versuchen zu pritten, liess ich das Licht von zweigenau gleichen Herztonkapseln auf das lichternpfindliche Papierreflektieren ; clie eine Kapsel blieb offen, die andere wurde indel' gewohnlichen Weise mit dem ausseren Gehorgang verbunden,Wenn nun der beim Singen des Versuchsindividuums entstandeneSchall die Membrane der Herztonkapsel direkt erregt hatte, so musstenja beide Kapseln die gleichen Bewegungen registrieren. Blieb aberdie Membrane der offenen Kapsel bewegungslos, wahrend die mitdem ausseren Gehorgang verbundene deutliche Schwiugungen regi-

125

100

Fig. 13.Sehwingungen des Trommelfclls beim Gesang.

29*

462 HOBERT TIGERSTEDT.

Fig. 14.·~Sehwingung'en des Trornmelfclls beim Singen von E)i

Fig'. 15.Sehwingungen des Trommclfclls beim Singen von I

Fig. 16.Schwingungen des Trommelfells beim Singen von O.

strierte, so waren diese unzweifelhaft auf Bewegungen des Trorn­melfells zu beziehen.

Fig. 14 bis Fig. 17 stellen Versuche dar, die in diesel' Artausgefuhrt wurden. Die Vokale E, I, 0, Y wurden hier mit verhalt­nismassig starker Stimme gesungen; die entsprechenden Kurven sinddie unteren Linien in den betreffenden Figuren. Die oberen Linienbeziehen sich auf die offene Kapsel: bei E, lund Y lasst sich anihnen keine Spur von Schwingungen nachweisen; bei 0 kommenganz schwache VOl', welche in clem Original nicht starker als indel' Reproduktion ausgepragt sind.

Urn die Einwirkung cler erwahnten Fehlerquelle auf ein moglichstgeringes Mass zu reduzieren, wurcle del' Gesang in einem Kafig

Fig. 17.Schwingungen des Trornmelfells beim Singen von Y.

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCI-IE VERSUCI-IE U. DElIIONSTRATIONEN. 453

ausgefuhrt, und also eine Wand zwischen del' Schallquelle und del'Kapsel eingeschaltet. Del' Schlauch zum ausseren Geh6rgang wurdedurch ein Loch in del' Wand des Kafigs gezogen. Gleichzeitig wurdeauch die offene Kapsel zur Kontrolle benutzt.

In Fig. 18 sind die Vokale A, E, J, 0, U, Y bei offener Turedes Kafigs auf den Ton yon 200 Schwingungen mit schwacher Stimmegesungen. In del' Kontrollkurve sind keine Bewegungen zu sehen.

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Fig. 18.Schwingungcn des Trommclfells beim Singen von A, E, I, 0, U, Y (von oben

nach unten). Offener Kiifig.

454 HOBERT 'l'IGERSTEDT.

Dieselben Versuche wurden auch bei geschlossener Ture desKafigs wiederholt, In Fig. 19 sind die in diesel' Weise erhaltenenKurven von A, E, 1, 0, tt. v, A, A', 0, aile auf 200 Schwingungengesungen, wiedergegeben. Die Kontrollkapsel zeigt nur bei E und 0eine U nstatigkeit, sonst verlauft ihre Kurve ganz gleichmassig.

Y

o

I

A

Fig. 19 A. 0 •• ••

Sehwingungen des Trommelfells beim Singen von A, E, I, 0, D, Y, A, A, °(von unten naeh obon). Geschlossener Kafig.

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSUCHE U. DEllIONSTRATIONEN. 455

()

Fig. HJB.

Zur ferneren Prufung dieses Ergebnisses wurden im geschlossenenKafig die Versuche endlich so ansgefiihrt, dass del' Schlauch, durchwelchen die Herztonkapsel mit dem ausseren Gehorgang del' Versuchs­person verbunden war, ohne dass diese davon etwas wusste, ausser­halb des WHigs durch eine Klemme geschlossen werden konnte. DasResultat einiger solcher Versuche findet sich in Fig. 20. In Nr 1bis 3 war die Schlauchverbindnng zwischen clem Ohr und del' Kapseloffen: es wnrde bier die gewohnliche Kurve erhalten. In Nr 4 bis 5war del' Schlauch abgeldemmt; Imine Schwingungen sind nunmehrersichtlich; in Fig. 4 bemerkt man indessen, so zu sagen, eine gewisseU nruhe, welche wohl auf Bewegungen des Schlanches zu beziehenist und keinesfalls als Ausdruck etwaiger zur Kapsel geleiteter Schall­wellen aufgefasst werden dart'.

Alles in allem folgt also aus dies en Erfahrungen, dass man nichtallein die Bewegungen des Trommelfells, sondern auch die unterverschiedenen Umstanden bei ihnen auftretenden Veriinderungen indel' hier beschriebenen Weise demonstrieren und registrieren kann,

45G ROBERT TIGERSTEDT.

3

2

Fig. :!O.Schwingungen des Trommelfells. Die unterste Linie gibt die Zeit in '/,00 Sek. an.Die zwei obersten Parallelkurven sind bei geschlossenem Verbindungsschlauch

zwischen Ohr uncl Herztonkapsel aufgenommen.

III.

Stimme und Spraehe,

Die. Herztonkapsel schien sich auch zur Aufzeichnung del'menschlichen Stimme und zur Untersuchung del' Genauigkeit gesun­gener Tone zu eignen. Es zeigte sich indessen hierbei ein gewisserUbelstand, indem die Kapsel nicht allein die Schwingungen des

PUYSIOLOGISCH-AI<USTISCUE VERSrCUE U. DElI10KSTRATIONEN. 457

Grundtones sondern auch die del' Ohertone] registrierte, wodurchdie Bestimmung del' dem Grundton entspreehenden Sclmingungszahlunter Umstanden mehr oder weniger erschwert unrl unsicher wurde.Als Beispiel verweise ich auf Fig. 21, wo die ganze Durskala aufden Grundton von 100 Sehwingungen gesungen wurde.

200

1 187

167

150

133

125

112

100

Fig. 21.Die Durskala 111 einen Trichter gesungen : die unterstc Lillie Zeit ill '/100 Sek.

458 ROBERT TIGERSTEDT.

Urn diesern Uebelstand zu entgehen, wurde als lautanffangenc1erApparat nicht ein Trichter, sondern ein auf die betreffenden Tonenicht gestimmter Resonator, durch welchen die Obertone vernichtetwerden sollten, benutzt. Hierbei erwiesen sich die He I mho I t z­schen Resonatoren clen von K. S c h afer gegenuber viel leistungs­fahiger (vgl. Fig. 22 und Fig. 2;)).

Unter Anwendung diesel' Versuchsweise haben K e I' p P a I aund Wall e 1 schon eingehenc1e Untersuchungen libel' die Genauig­keit eines nachgesungenen Tones ausgefuhrt,

200

187

IG7

130

13,)

125

112

100

Fig. 22,Die Durskala in einen He 1mho 1 t z'schon Resonator gesungen.

1 Kerppola und Walle, Dies Archiv, 33, S. 1; 1915,

PHYSIOLOGISCH-AKusnSCHE VERSUCHE U. DElVloNSTRATIONEN. 459

200

187

HW

150

BS

]25

11~

100

Fig. 23.Die Durskala in einen Resonator von S c h afer gesungen.

Als ein weiteres Beispiel del' Verwendbarkeit del' betreffendenMethode teile ich in Fig. 24 einige Anfzeiclmungen sehr tiefer Tonemit. Diese Tone sind, von unten nach oben, die untere Terz, Quinte,Sexte und Oktave des Grundtones von 100 Schwingungen. Ihre be­rechneten Schwingungszahlen fur 0.25 Sek, sind bzw. 20.8, 16.6, 15.6und 12.5; gefunden wurden fill' die Terz und die Quinte 20.0 bzw.15.6. Die Aufnahmen del' Sexte unci del' unteren Oktave gestatten,wegen del' Obertone, keine zuverlassige Bestimmung del' Schwin­gungszahlen del' betreffenden Grundtone und zeigen also ihrerseits,wie bei sehr tiefen Tonen die Wirkung des Grundtones von derjenigendel' 0 bertone giinzlich verdeckt werden kann.

Zu del' genaueren Analyse del' akustischen Eigenschaftendel' Vokale ist die vorliegende einfache Methode ja nicht aus­reichend. Sie gestattet indessen die Grundeigenschaft del' Vokale,d. h. die bei verschiedenen Vokalen verschiedenen ObertOne, in del'

460

60

G2

GG

83

ROBERT TIGERSTEDT.

Fig. 24.Tiefe Tone. Die untcrste Linie Zeit in '/100 Sck.

einfaehsten Weise zu demonstrieren, indern ein und derselbe Ton,wenn er auf versehiedenen Vokalen gesungen und dureh einen ein­faehen Triehter aufgenommen wird, je naeh dem Vokal eine ganzandere photographisehe Kurve darbietet.

Dies geht aus del' Fig. 26, wo alle Vokale auf den Ton 85Sehwingungen gesungen wurden, sehr deutlieh hervor; ein solehesBild durfte in del' Tat geniigen, urn im physiologisehen Praktikumdas allerwesentliehste in Bezug auf die Natur del' Vokale darzulegen.

Urn eine nahere Analyse del' Vokalklange durchfuhren zu kon­nen, wurden die einzelnen Vokale in verschieden gestimmte, mit clerHerztonkapsel verbundene Resonatoren hineingesungen, um soleher­art clie in clen versehiedenen Vokalklangen enthaltenen Obertone zuverstarken und dadurch deutlieher hervortreten zu lassen.

In einer ersten Versuchsreihe benutzte ieh zu diesem Zweekedie Universalresonatoren von K. S e h afer und prufte clabei diemultiplen Sehwingungszahlen des Grundtones (immer 100 Sehwin­gungen), auf welchen die Vokale gesungen wurden, also Resonatorenvon 200 bis 700 Sehwingungen.

Wie aus den Figuren 26 bis 30 hervorgeht, lasst sich hierdureheine Differenzierung in der Tat herstellen. Die betreffenden Figurenbeziehen sieh auf die Vokale A, .Ii', 0.

PUYSIOLOGISCU-AIWSTISCI-IE VERSUCI-JE U. DElIIONSTRATIONEN. 461

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E

A

Fig. 25.

Die Vokale auf den Ton von 85 Schwingu ngen gesungcn. Die unterste Liniegibt die Zeit in [/'00 Sek. an; dunn folgen von unten nach oben A, E, I, 0, V,

Y, A, A, O.

462 ROBERT TIGERSTEDT.

Fig. 26.Die Vokale A, i~, 0, auf 100 Sehwingungen im Resonator fill' 200 Schwingungcn

gesungen.

Beim Resonator 200 (Fig. 26) ist keine deutliche Differenzzwischen den drei Vokalen zu erkennen, lind bei allen zeigen sekun­dare Wellen, dass im Schalle auch hohere Obertone vorkommen.

Mit dem Resonator 300 (Fig. 27) tritt eine grosse Verauderungauf, indem bei A und 6 neben den grossen Hauptzugen del' Schwin­gungen noch andere Schwingungen, die indessen nicht gezahlt wer­den konnen, sondern sich nul' durch eine erheblichere Verdickung desKurvenzuges erkenntlich machen, auftreten. Bei A sind dagegenSchwingungen vorhanclen die etwa ROO pro Sekunde betragen.

Del' Resonator von 400 Schwingungen (Fig. 28) gibt wiederumeine deutliche Verstarkung von einem in (j vorhandenen Obertonvon diesel' Schwingungszahl.

A

Fig. 27.Die Vokale A, A, °auf 100 Sehwingungen im Resonator Iiir 300 Schwingun­

gen gesungen.

PUYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSlJCHE U. DEMONSTRA'l'IONEN. 46)

Fig. 28.Die Vokale .A, ;~, 6 auf 100 Schwingungen im Resonator fur 400 Schwingungen

geslmgen.

Beim Resonator von 500 Schwingungen (Fig. 29) sind aller­dings die Kurvenbilder del' einzelnen Vokale sehr verschieden, dieZahl del' bevorzugten Schwingungen lasst sich abel' nicht mit ir­gendwelcher Sicherheit entscheiden.

In Fig. 30 tritt bei dem Resonator von 600 Schwingungen beiA ein Oberton von del' Schwingungszahl 700 sehr deutlich hervor.

Endlich erschien mit dem Resonator von 700 Schwingungensowohl bei A als bei .A das Vorhandensein eines Obertones von 800Schwingungen. Wegen eines Fehlers bei rler Reproduktion konnendiese Kurven hier nicht mitgeteilt werden.

Fig. 29.Die Vokale A, X, 6 auf 100 Schwingungen im Resonator fiir 500 Schwingungen

gesungen.

464

o

'lloBERT TIGERSTEDT.

I i

Fig 30.Die Vokale A, X. () anf 100 Schwingungen im Resonator von 600 f-\chwingungen

gesllngcll.

Aus diesen Versuchen folgt also, dass im Vokal A ein Ober­ton von etwa 800 Schwingungen vorkommt; dass bei A Obertonevon del' Schwingungszahl 700 bis 8UO vorhanden sind, sowie dassbei 6 sich ein Oberton von 400 Schwingungen nachweisen lasst.

Uber A liegen rneines Wissens keine fruheren Bestimmungen VOl';ftir A hat del' tiefere Oberton nach He 1m h o l t z, Her man n undPip pin g eine Schwingungszahl von 594, bzw. 528-660 und 792;die hier gefundene Zahl stimmt also mit del' von Pip pin g ge­fundenen nahe uberein, Rei 6 fanden sowohl I-I elm h o l t z wiePip pin g einen Oberton von 352 Schwingungen, was sich ja nul'wenig von del' von mil' errnittelten Zahl 400 unterscheidet.

Da ich nicht beabsichtige, eine physikalisohe Analyse del' ge­sungenen Vokale hier durchzufuhren, teile ich nul' noch Versuchelibel' die Gestaltung del' Kurven von den Vokalen A, E, 1, 0, U,wenn diese mit einem Resonator von 400 Schwingungen aufgenom­men wurden, in Fig. 31 mit. Wir sehen in del' Kurve fur A deut­lich ausgepragte Schwingungen in einer Zahl von 700 in del' Sekunde(H e I' ill ann hat 660-8i3G, Pip pin g 836, Sam 0 j 10 f f 792, 800).Die Kurven del' ubrigen Vokale sind weniger umfangreich, mit Aus­nahme del' Kurve ftir 0, wo die Ausschlage - 400 in del' Sekunde ­die Verstarkung eines vorhandenen Obertones dartun. In ° habenHe 1III h o l t z und Pip pin g einen Oberton von 468 bzw. 396Schwingungen gefunclen; Her man n gibt dafur 528-627, Sam oj­1 0 f f 495-627 an.

l'I-IYSIOLOGISCH-AICUSTISCIIE VEHSUCHE U. DEMONSTHATIONEN. 4Gf)

o

I

E

Fig. 31.Von untcn nach obcn. Die Vokale A, E, I, 0, U auf 100 Schwingungen im

Resonator yon 'JOO Schwingunp;en gcsungcn.

Auch ohne graphische Registrierung lasst sich die Abwesenheitdes Obertones 400 im Klange des Vokals 1 nachweisen. Wennman das an del' Herztonkapsel reflektierte Bild einfach auf die ge­genii.berliegencle Wand projiziert, so findet man beim Hineinsingendel' Vokale A und 0 auf den Ton 100 in einen Resonator fill'400 Schwingungen sehrausgiebige Oszillationen auf del' Wand, wah­rend sich die Flamme beim Singen von 1 nur ganz wenig bewegt.

In einer zweiten Reihe wurden die auf 100 Schwingungen ge­sungenen Vokale un tel' Anwendung del' Helm hoi t z'schen Reso­natoren analysiert, und zwar standen dabei Resonatoren fill' die zwanzigersten harmonisehen Obertone eines Grundtones von 66 Schwingun­gen (mit Ausnahme des Resonators 462) zu meiner Verfugung.

Bei allen Vokalen wurde del' zweite Oberton, 200 Schwingun­gen, deutlich akzentuiert ; dies fand indessen in verschiedenem Grade

Skand. Arch. XXXIV. 30

466 HOBERT TIGEllSTEDT.

bei verschiedenen Vokalen statt, am wenigsten kraftig bei A, A' und0. Hier durfte, mit Ausnahme von I, U, Y, wo ein Ton etwa diesel'

lin\ \ \I j I I ! , ; i I I

j d I ,i I; I, I I'I,'!'

I; I 1," 'I' ,:1

D2·1

726

660

Fig. 32.Del' Vokal A auf 100 Sch\"ingungen in He l m h o I t z'sche Resonatoren fiir 660

(unten), 72G, 858, 924 und 1122 (oben) Schwingungen gcsungen.

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSUCHE U. DElIlONSTRATIONEN. 467

Hohe zur Cliarakteristik des Vokals gehort, ein rein musikalischeroberton und kein Vokalton vorliegen.

Del' Vokal A (Fig. 32) zeigte mit dem Resonator fur 660 Schwin­gungen deutlich 500 Schwingungen ; mit den Resonatoren fur 726und 78:Z Schwingungen GOO Schwingungeu, mit den fur 858-1056sowie ftir 1254-1:320: 700 Schwingungen unrl mit dem Resonatorfur 1122 Schwingungen 800 Schwingungen Die tieferen ftir Acharakteristischen Obertone liegen nach He! mho 1t z bei 9il5,nach Her man n zwischen 660--836, nach Pi 11 11 i n g bei 836, nachSam 0 j ! 0 f f bei 772 und 880 Schwingungen.

Beim Voka! E (Fig. 33) gibt del' Resonator fur 2G4 Schwin­gungen starke Schwingungen mit einer Frequenz von 200 in del'Sekunde; beim Resonator 330 und 39G erseheinen 300 Schwingungenin del' Sekunde. Mit holier gestimmten Resonatoren kommen keinebestimmten Obertone zum Vorschein.

(i60

330

I ; iI ! I I 1"1

• II I

264

Fig. 33.Der Vokal E auf 100 Sch'l'ingungen in Helm h o I t z'sche Resonatoren fiir 264

(unten), 330, 528 und (j60 Sehwingungen gesnngen.

30*

468 HOBERT TIGERSTEDT.

Nach Helm hoi t z enthalt del' Klang des Vokals E einenTon von :3;)2 Schwingangen; Her man n hat 594 bis 660, Pi p­pin g 352 und Sam oj 10 ff 495---627 Schwingungen angegeben.

Auch bei I (Fig. 34) wird durch den Resonator 2G4 ein Ober­ton von 200 Schwingungen stark verstarkt, Irgend eine andere deut­liche Tonverstiirkung lasst sich hier nicht nachweisen.

In diesem Vokal hat II elm hoi t z einen Obertnn von 17Gunci Pip pin g einen von 297 Schwingungen angegeben.

Beim Vokal 0 (Fig. 35) wurde durch den Resonator 264 del'Oberton von 200 Schwingnngen, durch die Resonatoren ;330 und39G del' Oberton von :300 Schwingungen und rlurch den ResonatorH60 del' Oberton von 500 Schwingungen sichtbar.

Del' Vokal 0 ist nach II elm hoi t z durch einen Obertonvon 468, nach Her 111 ann durch einen von 528---627, nach Pi p­pin g durch einen von 3D6 sowie nach Sam oj 1 0 f f durch einenvon 495---627 Scbwingungen gekennzeichnet.

Sowohl U als Y (Fig. 36, :37) lassen beim Resonator 264 einenOberton von 200 Schwingungen und beim Resonator 396 einen VOIl

300 nachweisen.Diese Vokale enthalten nach II elm hoi t z den Oberton 176,

nach Pip pin g den Oberton 297 Schwingungen. Nach dem letzte­ren ist fur U del' Verstarkungsbereich 2n7-352 Schwingungen.Herm ann gibt als ObertOne in U 264 bis 352, sowie 594 bis 6(-)0Schwingungen an.

aGO

2fl4

l . ! ii-!li!1 i l l ! l ! I! j l!lt! , ,ll!r

Fig. 34.Der Vokal I aut. 100 Schwingnngen in He 1mho 1t z'sche Resonatoren fiir 264

(unten) und 660 Schwingnngen (oben) gesnngen.

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE VERSUCHE U. DEl\IONSTRATIONEN. 469

6CiO

:")\14

396

\!64

Fig. 35.Del' Vokal 0 auf lOC Sehwingungen in I-I e 1ill h 0 1 t z'sche Rcsonatoren filr :!64,

(unten) 396, 594 und 660 Sehwingungen (oben) gesungen.

Beim Vokal .1 (Fig. 38) wurde del' Oberton von :!OO Schwin­gungen durch den Resonator 264, del' von 300 Schwingungen durchden Resonator 396. del' von 400 Schwingungen durch die Resona­toren 528 und 594 sowie del' von 700 durch den Resonator 858verstarkt,

Del' Vokal .A (Fig. 39) lasst zwei Obertone erkennen, del' einevon 400 Schwingungen beim Resonator 528, del' andere von 700Schwingungen bei den Resonatoren 924 bis 1056.

470

30(j

264

I I iii

RODERT TIGERSTEDT.

:; ! I 1'j j

Fig.36.Del' Vokal U auf 100 Schwingungen in IT elm h o l t z'sche Resonatoren yon

264 (unten) und 3fJ6 Sch,,-ingungen gesungen.

306

264

Fig_ 37:Del' Voka! Y auf 100 Schwingungen in Helm h o l t z'sche Resonatoren yon

264 (untcn) und 396 Schwingungen gesungen.

Schliesslich kam im Klange des Vokals 0 (Fig. 40) del' Ober­ton von 300 Schwingungen mit den Resonatoren 330 und 396, von400 Schwingungen mit den Resonatoren 528-594 und von 600Schwingungen mit den Resonatoren 726 bis 850 zum Vorschein.

In Bezug auf die charakteristischen Obertone fur 1, A und6 vgl. oben S. 462.

PHYSIOLOGISCH-AKCSTISCHE VERSUCHE U. DE1IONSTRATIONEX. 471

858

QU·I

264

Fig. 38.Der Vokal A auf 100 Schwingungen in He I ill hoI t'zsche Resonntorcn von 264,

3U6, 694 und 858 Schwingungengesungen.

472

103G

924

ROBERT TIGERSTEDT.

328

Fig. 39.Del' Vokal A auf 100 Schwinguugen in He l m h 0 1 t z'scho Rcsonatoren von [)28

924 und 103G Schwing-ung-en gesungen.

,D2

594

3D0

Fig. 40.Del' Vokal 0 auf 100 Schwingung-en in H e 1 ill h 0 1 t z'scho Resonatoren von 396

(untcn), 594 und,92 gesungcn.

PHYSIOLOGISCH-AKUSTISCHE rERSUCHE U. DEMoNsTRATIONEN. 47,)

Bei den vorliegenden Versuchen wurden also fur die verschie­denen Vokale folgencle Obertone nachgewiesen.

A (~OO)

E 200 ,lOOI 200() ~OO :JOOF ~UO sooy 20U ,)00:l 2UU 300 ,lOUX (200) 400() (200) :300 ·JOO

30il

:jOO

GOO

nco

700

700700

800

Wie ersichtlich sind diese samtlich harmonische Obertono desGrundtones von 100 Schwingungen. Man konnte daher sagendass sie mit dem Vokalklang an und tur sich nichts ZlI tun haben,sondern lediglich auf den im Larynx gebildeten Schall zu beziehensind. Dann mussten sie abel' unabhangig von dem Vokal, auf wel­chen del' Ton gesungen wurde, in allen Fallen in einer und dersel­ben Weise erscheinen. Dies trifft indessen nicht zu, vielmehr sindhier, wenigstens in Bezug auf die hoheren Obertone, bei den ver­schiedenen Vokalen sehr grosse Verschiedenheiten zu beobachten.Diese sind daher auf die Vokale als solche zu beziehen, und die be­treffenden Kurven konnen also zur Demonstration del' physika­lischen Differenzen zwischen den verschiedenen Yokalen verwertetwerden.

Dabei bemerke ich ausdrucklich, dass ich gar nicht die Absichtgehabt habe, die Theorie der Vokale hier zu behandeln; mein Zielist einzig und allein gewesen, eine leicht handliche Demonstrations­methode zu entwickeln.