Alle blaasinstrumenten zijn in principe niets anders dan buizen waarin lucht in trilling wordt gebracht. In dit geval is er bij alle drie de instrumenten sprake van een buis die afgesloten is aan één zijde en open aan de andere. De opening aan de kant waarop je je mond plaatst is namelijk niet alleen heel erg klein, je sluit hem ook nog eens praktisch af door er je mond overheen te plaatsen.
Schematisch ziet een blaasinstrument er dan zo uit:
De linkerkant is hier het uiteinde van het instrument, de rechterkant de kant waar het mondstuk zit.
Aan de gesloten kant hebben de moleculen geen bewegingsvrijheid, hierdoor zal op deze plek een knoop ontstaan. Aan het open uiteinde van de buis hebben de moleculen de meeste bewegingsvrijheid, hierdoor krijg je op deze plek een buik. Aangezien je bij de gesloten kant een knoop hebt en aan de open kant een buik, is het kleinste deel van een goflengte die in de buis gaat 1/4λ, de grondtoon. De lengte L van de buis is dus 1/4λ.
Als je de lengte van de buis weet, kun je de laagst mogelijke frequentie van de buis uitrekenen.
| L = 1/4λ | |
| λ = 4L | |
| f = v/λ | |
| f = v/4L | f [Hz], v [m/s], L[m] |
Aangezien je bij de gesloten kant een knoop hebt en aan de open kant een buik is de eerstvolgende boventoon die je krijgt 3/4λ. Dit is de derde boventoon, je hebt geen even getallen bij boventonen van een buis die aan één kant is afgesloten.
Daarna krijg je de vijfde boventoon met 5/4λ.
Wat zijn dan de frequenties van deze boventonen? De formule voor de frequentie is f = v/4L. Hierin is de L constant, we veranderen de lengte van de buis immers niet. Ook de v is constant, dat is immers de snelheid van geluid (343m/s).
De formule voor de frequentie van de derde boventoon is f = 3v / 4L. L = 3/4λ , dus f = 3v / 4L. Voor de vijfde boventoon krijg je dan f = 5v / 4L.
De sterkte van deze boventonen is voor ieder instrument anders, daarom heeft ieder instrument zijn eigen, unieke klankkleur.