Ton (Musik)

Grundbegriff

Ein Ton ist in der Musik ein Schallereignis, sein Höreindruck und zugleich eine gedankliche Abstraktion. Er kann von Musikinstrumenten, der menschlichen Stimme oder allgemein durch einen elastischen Körper erzeugt werden. Entscheidend ist, dass ihm eine mehr oder weniger genaue Tonhöhe zugeordnet werden kann.

In Musikpraxis und Musiktheorie sind Töne Elemente eines Tonsystems. Sie stehen in Intervallbeziehungen zueinander und werden mit Tonsymbolen beschrieben, zum Beispiel mit Noten. Die Wahrnehmung eines Tons hängt nicht nur von messbaren physikalischen Eigenschaften ab, sondern auch von psychoakustischen Bedingungen, kulturellen Erfahrungen und ästhetischen Erwartungen.

Wichtige Tonparameter

Zur Beschreibung eines Tons werden meist vier Parameter verwendet:

• Tonhöhe: Sie kann akustisch als Frequenz angegeben werden, also als Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Praktisch wird sie durch Tonsymbole oder Noten ausgedrückt.
• Tondauer: Sie kann physikalisch absolut in Sekunden gemessen oder musikalisch relativ durch Notenwerte angegeben werden.
• Lautstärke oder Tonstärke: Sie lässt sich akustisch als Amplitude, also als Weite der Schwingungen, oder als Schalldruck bestimmen. In der Musikpraxis erscheinen dafür Lautstärkeangaben.
• Klangfarbe: Sie beschreibt, wodurch sich Töne gleicher Tonhöhe und Lautstärke unterscheiden. Akustisch hängt sie näherungsweise von der Obertonzusammensetzung beziehungsweise allgemein vom Frequenzspektrum ab; praktisch wird sie auch durch Instrumentangaben und Spielweisen bestimmt.

Zeitlicher Verlauf

Ein von Musikinstrumenten erzeugter Ton lässt sich zeitlich in drei Phasen gliedern: den Einschwingvorgang oder Onset, die stationäre beziehungsweise meist von Transienten überlagerte quasistationäre Schwingung oder Sustain, und den Ausschwingvorgang oder Decay.

Während dieses Verlaufs verändert sich das Lautstärkeverhältnis, also die Amplitude, der Teiltöne. Diese Verhältnisse prägen die Klangfarbe. Auch die menschliche Stimme gilt in diesem Sinn als Instrument; bei ihr beeinflussen sogenannte Formanten die Färbung des Tons.

Physikalische Akustik

In der physikalischen Akustik bedeutet „Ton“ im engeren Sinn nur ein reiner unendlicher Sinuston. Ein vokal oder instrumental erzeugter Ton ist dagegen ein komplexes Schallsignal. Oft kann er näherungsweise als Klang beschrieben werden.

Ein Klang ist in der Physik ein periodisches Schallereignis, das aus Sinustönen zusammengesetzt ist. Die Frequenzen der Teiltöne stehen dabei in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander; sie verhalten sich also harmonisch. Dieses Modell ist jedoch eine Vereinfachung und passt auf reale Klänge nur näherungsweise.

Reale Klänge enthalten häufig Geräuschanteile und Inharmonizitäten. Bei menschlicher Stimme und Blasinstrumenten ist die Teiltonzusammensetzung weitgehend harmonisch. Bei Saiteninstrumenten ist sie nur näherungsweise harmonisch. Bei Schlaginstrumenten sind oft nur einzelne Teiltöne fast harmonisch, während das Gesamtspektrum eher unharmonisch ist. Solche unharmonischen Klänge nennt man in der physikalischen Akustik auch Tongemisch; Beispiele sind Pauken, Glocken, Stabspiele, Röhren oder membranartige Körper.

Tonhöheneindruck

Ein Tonhöheneindruck kann nicht nur durch harmonische Teiltöne entstehen. Er kann auch auf Formanten beruhen, zum Beispiel bei einer Maultrommel, bei der Mund- und Rachenraum verändert werden. Auch innere Strukturen von Geräuschen, etwa einzelne Frequenzen mit verstärkter Amplitude, können einen Tonhöheneindruck erzeugen.

Helmholtz begründete im Jahr 1863 die physikalische Theorie der Tonempfindung. Für eine klare Tonhöhenempfindung muss ein Schallsignal ausreichend lange dauern; ist es zu kurz, entsteht eine Tonhöhenunschärfe.