Naturtonreihe

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Das Alphorn verwendet die Naturtonreihe, welche sich gegenüber der gleichschwebend (auch gleichstufig genannt) temperierten Stimmung der Klassischen- und Unterhaltungsmusik deutlich unterscheidet. Es ergeben sich einige grundlegende Fragen, auf die im Folgenden versucht wird, Antworten zu finden:

- Wie ist der Aufbau einer Naturtonreihe?

- Was sind die Unterschiede der Tonreihen und was sind deren Auswirkungen?

- Eine komplette Naturtonreihe kann z.B. von einem Klavier nicht gespielt werden. Warum?

Eine Naturtonreihe wird von Naturtoninstrumenten verwendet, die Töne ohne technische Hilfsmittel zur Veränderung der Rohrlänge erzeugen. Beispiele dafür sind das Alphorn, das Didjeridu oder Naturtrompeten.

Der Grundton eines Naturtoninstruments bildet der erste Naturton. Die weiteren spielbaren Töne werden durch ein Vielfaches des Grundtons bestimmt.
Zum einfacheren Verständnis der Naturtonreihe wurde nachfolgend nicht die sonst übliche Einteilung der Intervalle in Cent gewählt, sondern die Abbildung der Naturtöne in Hertz. 

Beispiel:
1. Grundton:  110 Hertz (Beispiel - wird durch die Bauart bzw. Stimmung des Instruments festgelegt)
2. Naturton:   220 Hertz (2x110 Hertz)
3. Naturton:   330 Hertz (3x110 Hertz) usw.

Frequenzverlauf einer Naturtonreihe - Beispiel mit einem 1. Grundton von 110 Hz:

Dadurch ergeben sich etwa 12 bis 16 spielbare Naturtöne, die durch das Instrument bzw. die Fertigkeit des Spielers nach oben und nach unten begrenzt werden.
Je höher die Töne, desto näher liegen die Töne beieinander, so dass Melodien spielbar sind. Der Tonabstand im unteren Bereich ist wesentlich größer (1 Oktave zwischen 1. und 2. Grundton). Die Stimmung eines Alphorns z.B. in F oder in Ges wird durch die Höhe des ersten Grundtons bestimmt.

 Eine gleichschwebend temperierte Tonreihe wird mathematisch berechnet, indem die Oktave in 12 Töne eingeteilt wird, die jeweils denselben Abstand zueinander haben. Die gleichschwebend temperierte Tonreihe wurde nach dem 17. Jahrhundert festgelegt und bestimmt den Klang unserer heutigen Klassischen- und Unterhaltungsmusik. Dadurch war es möglich, verschiedenen Tonarten z.B. mit einem Klavier oder einer Orgel zu spielen.

Frequenzverlauf der gleichschwebend temperierten Tonreihe:

Vergleicht man die gleichschwebend temperierte Tonreihe mit einer Naturtonreihe ergebenen sich interessante Auffälligkeiten:
- Eine gleichschwebend temperierte Tonreihe umfasst wesentlich mehr Töne als eine Naturtonreihe
- Unterschiedliche Abweichungen in den Frequenzen sind festzustellen.

Vergleich des Frequenzverlaufs einer gleichschwebend temperierten Tonreihe mit einer Naturtonreihe ab dem 2. Naturton:

Abweichungen der Naturtonreihe gegenüber einer gleichschwebend temperierten Tonreihe ab dem 2. Naturton:

Im Vergleich der Tonreihen stimmen nur die jeweiligen Oktaven beider Tonsysteme exakt überein. Folglich können bestimmte Töne der Naturtonreihe nicht von einem Klavier gespielt werden, sondern nur von einem Naturinstrument. Diese Töne werden auch Ekmelische Töne in der Klassischen Musik genannt. Sie liegen auf dem Klavier zwischen zwei Halbtönen und damit zwischen zwei Tasten.

Auf dem Alphorn sind dies vor allem der 7. Naturton und der 11. Naturton der auch als ‚Alphorn-Fa' bezeichnet wird. Die Natur-Septime ist etwas tiefer als das notierte b. Das ‚Alphornfa' ist deutlich höher als ein f, jedoch zu tief für ein fis.
Außerdem ist klar zu erkennen, dass die Töne zwischen g2 und c3 ebenfalls stärkere Abweichungen aufzeigen.
Naturtonreihe mit Abweichungsrichtung zur gleichbleibend temperierten Tonreihe:

Bei Naturtonmusikern wie die Alphornbläser sind deshalb unterschiedliche Meinungen anzutreffen:
- Die einen Musiker meiden die Töne mit starken Abweichungen, da sie ‚falsch' klingen.
- Die anderen Musiker sehen diesen Töne als ‚typisch' für Naturinstrumente, die den Reiz des Instruments ausmachen.