Wieso hat ein Horn einen Trichter?

Achtung Physik
// 12 Oktober 2015
Gartenschlauch und Horn (Bild: Rooch)

Viele Blasinstrumente wie Trompete, Horn oder Tuba haben einen Trichter. Er ist ein physikalisches Hilfsmittel, um Töne zwischen dem Mundstück, wo sie entstehen, und der Umgebungsluft außerhalb des Instruments anzupassen.

Jede Art von Welle erfährt einen Wellenwiderstand; es ist gewissermaßen die Härte, die ein Material einer Welle, die sich in ihm ausbreitet, entgegensetzt. In Luft und in Metall ist der Wellenwiderstand unterschiedlich, und innen im engen Horn, an der Grenzfläche zwischen Luft und Metall, herrschen für die Schallwelle damit andere Bedingungen als draußen, wo es keine Metall-Begrenzung gibt.

Das trifft vor allem lange Wellenlängen, das heißt tiefe Töne: Spielt man ein Horn ohne Trichter (Musiker sagen dazu übrigens auch Schallbecher), klingt es dünner, denn man hört hauptsächlich die mittleren und hohen Frequenzen, während die tiefen Töne gar nicht aus dem Horn herauskommen: Sie sind am Horn-Ende reflektiert worden und im Horn wieder zum Bläser zurückgelaufen.

Ein Trichter, der sich langsam erweitert, fungiert als Anpassung zwischen der Schallquelle und der umgebenden Luft: Mit seiner Hilfe können auch tiefe Frequenzen abgestrahlt werden.

Mit Wellenwiderständen beschäftigt sich auch die Wissenschaft. Forscher versuchen beispielsweise zu simulieren, wie sich Wellen in komplizierten Situationen ausbreiten – nicht nur bei Schall in Luft auf, sondern auch bei Wasserwellen und Funkwellen; mit Wellenwiderstand hat jede Art von Welle zu kämpfen.

12.10.2015
BR 2, IQ – Wissenschaft und Forschung
Serie „Achtung Physik“