Waardoor je van dat festival alleen de bas-dreun hoort

Muziek!

Vliegtuigen, bladblazers of muziek – alleen de lage tonen klinken ver door. Hoe werkt dat? Ontdek het zelf met een simpel proefje.

Arjen Born

‘Lieven Duvosel, de toondichter, zei mij eens, dat de ruwste boerenfanfare wonderlijk mooi klinkt als men die van verre over de waterspiegel van de Leie hoort: de hoorbaarheid boven water is goed, men hoort verre geluiden, maar de demping van de hoge tonen is opvallend.” Aldus Marcel Minnaert in deel twee van zijn beroemde serie De natuurkunde van ’t vrije veld. Deel twee gaat over geluid, warmte, wolken, ijs en nog veel meer.

Het beviel Minnaert wel: de demping van hoge tonen. „Van al de echo’s die ons oor bereiken hebben de verste wel de zoetste klank”, voegt hij nog toe aan de Leie en die boerenfanfare – een versregel uit de negentiende eeuw van de Franse dichter en songwriter Pierre-Jean de Béranger. Die stopte veel echo’s in zijn oeuvre.

Het is een lust om met geluids-app het lawaai in eigen kring te analyseren

Tegenwoordig valt aan verre echo’s niet veel plezier meer te beleven. Vraag het de Amsterdammer die van mei tot oktober het gedreun van de festivals over zich heen moet laten gaan. Vraag het de omwonenden van Schiphol die tussen mei en oktober veertig keer per uur een vliegtuig vol vakantiegangers horen vertrekken. Denk aan Nederlanders die moeten leven in de buurt van bladblazers, crossmotoren en kersenboomgaarden met carbidkanonnen.

De verre echo komt vandaag van verder dan vroeger, dat is het probleem. Anderzijds maakt het de waarneming die de kunstenaars zo poëtisch verwoordden des te overtuigender: in geluid dat van ver komt overheersen de lage tonen. Of om preciezer te zijn: daar zijn de hoge tonen uit verdwenen. Ja, ze zijn er vaak zo totaal uit verdwenen dat je niet zou kunnen zeggen wat voor wijsje daar op dat festival drie kilometer verderop ten gehore wordt gebracht. Het ritme is wat er overblijft.

Hoge tonen komen niet ver. Het is een wetmatigheid die al rond 1845 door de Britse wis- en natuurkundige George Stokes werd verklaard door geluid als stromingsverschijnsel in een samendrukbare vloeistof te beschouwen. Hij nam de conclusies op in een overzichtelijke formule die meestal wordt gecombineerd met de rekenregel waarin de invloed van de afstand tot de geluidsbron wordt beschreven. (De sterkte van het geluid daalt met 6 decibel als de afstand tot de bron verdubbelt.) Stokes heeft niet meer meegemaakt dat zijn conclusies experimenteel werden bevestigd, daarvoor was elektrische geluidsmeting nodig en die kwam pas rond 1910.

Arjen Born

Toon van 4000Hz hoor je het best

Maar voor muziek die in de open lucht wordt geproduceerd gaan ze zeker op, al zijn er in de buitenlucht ook vaak weer verstorende effecten als reflecties, wind uit een rare hoek en een vreemde temperatuuropbouw van de atmosfeer. Dan is er nog de relatieve ongevoeligheid van het menselijk oor voor heel lage en heel hoge tonen. De toon van 4000 Hz wordt het best gehoord.

Binnenshuis overheersen in de muziek die van andere verdiepingen of uit andere kamers doordringt ook meestal de lage tonen. Vloeren en muren slagen er niet in de snelle trillingen van hoog geluid te volgen. Regelrechte resonantie, van de soort die een luchtballon doet trillen als de Turkse trom wordt bespeeld, die komt niet veel voor. Wel hebben sommige wanden zo’n ongunstige ‘eigenfrequentie’ dat ze door schuin invallende geluidsgolven in trillingen kunnen worden gebracht. Het handboek Bouwfysica van Van der Linden et al. beschrijft het.

Het is een vreemd idee dat een melodie die door een orkest ten gehore wordt gebracht door het voorste deel van het publiek anders wordt ontvangen dan door het achterste. Binnen hoeveel meter dit verschil significant wordt staat niet vast, ’t zal wel om tientallen meters gaan. De eigentijds uitgeruste mens kan dit in principe ook meten. Zijn smartphone heeft een heel behoorlijk microfoontje en hij kan gratis en voor niets een app downloaden die van het binnenkomende signaal een geluidsspectrum opstelt, dat wil zeggen: het signaal opsplitst in de frequenties waaruit het is samengesteld. In fijn detail en met een razende vaart. Eén van die ‘frequency analyzers’ heet Spectroid en het is een lust daarmee het lawaai in eigen kring te analyseren, al is niet helemaal duidelijk welke maat hij voor de luidheid van de frequentie-intervallen gebruikt.

Beluister hier hoe lage tonen verder doorklinken dan hoge

Deze week wilde er geen boerenfanfare langs komen en op YouTube was er ook geen in de aanbieding. Wel was daar de Koninklijke Harmonie Thorn die een serenade bracht, de Toshiba-laptop bracht haar heel aardig in de huiskamer. Zou Spectroid nu het selectief wegvallen van hoge tonen waarnemen als de smartphone van dichtbij naar veraf werd gebracht? De test werd niets. Het Thorn-spectrum toonde sowieso enorm tekort aan hoge tonen boven de 2000 Hz, misschien lag het aan het rottige luidsprekertje van de Toshiba.

Arjen Born

Ouderwets ratelende wekker

Er moest een andere bron komen die reproduceerbaar geluid leverde en dat werd een klassieke keukenwekker die ouderwets ratelen kon. Het spectrum werd op een afstand van 50 cm en ongeveer 6 meter bepaald, maar dat ging niet zonder slag of stoot. Je wilt natuurlijk ook een basislijn van omgevingsgeluid zònder gerinkel. Dat bleek op de twee gekozen posities nogal te verschillen, aan de ene kant was er invloed van straatgeluid, aan de andere kant van tuingeluid. Onvoorzien was dat het tikken van de keukenwekker, in de aanloop naar het rinkelen, ongelooflijk veel hoge tonen produceerde die haarfijn werden geregistreerd, althans op 50 cm afstand. Ook was het beter geweest om de Toshiba uit te zetten en de poezen de kamer uit te sturen.

Nu goed: op zes meter afstand werden niet alleen in absolute zin minder hoge tonen geregistreerd dan op 50 cm afstand, nogal wiedes, maar ook relatief ten opzichte van de lagere tonen. Maar tikt zo’n wekkertje door als hij ratelt? Dat moet je dan ook nog weten. Het menselijk oor hoorde niet veel verschil in nabij en ver geratel.