Fysici onthullen het geheim van een goede saxofonist

Heeft de vorm van de mond- en keelholte invloed op de klanken van klarinet of saxofoon? Over die vraag wordt in de wetenschap al zeker 25 jaar gedebatteerd en onder musici waarschijnlijk nog langer. Natuurkundige Jer Ming Chen en zijn collega’s van de universiteit van New South Wales in Sydney hebben nu het antwoord gevonden – nadat ze eerder al raadsels rond de didgeridoo ophelderden. Ja, zeggen zij, de vorm van mond- en keelholte doet ertoe bij het bespelen van saxofoon en klarinet, maar alleen bij hoge noten (Science, 8 februari).

Saxofoon en klarinet zijn blaasinstrumenten met een enkel riet. Dat riet, aan het mondstuk bevestigd met een metalen band, wordt in trilling gebracht door in het mondstuk te blazen. Het vibrerende riet brengt vervolgens de lucht in trilling en maakt zo geluidsgolven die zich door de rest van het instrument verplaatsen. De vorm van het instrument bepaalt daarna welke geluidsgolven uitgedoofd worden en welke resoneren (en die resonantie stuurt ook de vibratie van het riet weer bij). Zo blijft een specifieke toon over.

Hoe de mond- en keelholte in dit verhaal passen was tot dusver niet na te gaan. Zoals de onderzoekers zelf schrijven: “De langdurigheid van het debat [hierover] is te wijten aan de moeite die het kost om zonder het spelen te beïnvloeden toch precieze, akoestische metingen uit te voeren in de mond, dat wil zeggen, in een variabele en vochtige omgeving met zeer luide geluiden.”

De Australiërs slaagden er nu wel in door meetinstrumenten te gebruiken die zo klein waren, dat ze zonder hinder in het relatief grote mondstuk van een tenorsax ingebouwd konden worden. Vijf professionele saxofonisten en drie amateurs speelden vervolgens secondenlange hoge en lage noten op het aangepaste instrument.

Terwijl de tonen aanhielden, ‘injecteerden’ de Australiërs door een dun buisje een geluidssignaal in de mond van de blazers. Dat signaal was samengesteld uit een hele reeks frequenties. Een microfoontje in een tweede buisje legde vast of een van die frequenties versterkt uit de mond- en keelholte terugkwam. Zo kon het team vaststellen of de vorm van mond- en keelholte bepaalde geluidsfrequenties, noten, beter liet resoneren. De echte vraag was daarna natuurlijk of zulke frequenties verband hielden met de toon van de sax.

Voor lage noten is er geen enkel verband, ontdekten de Australiërs. De vorm van het instrument zet de toon en de stand van de mond is ondergeschikt.

Voor hoge noten is dat anders. Als de saxofoon de hoogte ingaat, zorgt het instrument zelf namelijk voor veel minder duidelijke en scherpe geluidsresonanties, aldus het team. Er resoneren meerdere frequenties tegelijkertijd. Daardoor krijgt de blazer een grotere rol: door de vorm van mond- en keelholte aan te passen, kiest hij voor een van de frequenties en stuurt zo het instrument aan.

Amateurspelers slagen hier niet in, zo bleek verder, en dat had een onmiddellijk gevolg: zij haalden de hoge noten niet.

Margriet van der Heijden