Resonanz verbindet

Zwei physikalische Trägermedien (Objekte) synchronisieren ihre Schwingungen über ein drittes physikalisches Medium

Bedingungen für Resonanz 

1. Zwei Objekte, die mit einer bestimmten Eigenfrequenz schwingen können (z.B. Saiten, Luftsäulen, Hölzer, etc).

2. Ein verbindendes Medium (z.B. Luft)

3. Abgleich der Frequenzen

4. Abgleich der Phasen (Synchronisation)

Das Phänomen der Synchronisation überrascht, wenn z.B. zwei Pendeluhren ihre Pendelbewegungen synchronisieren.

Was geschieht dabei? Über die Verbindung (z.B. dem Aufhängebalken zweier Pendeluhren) werden kleine Stösse durchgeführt, die aus rein mechanischen Gründen zwingend in die Richtung gehen müssen, dass die beiden Pendel bald synchron miteinander schwingen. Das Phänomen ist gut beschrieben und unmittelbar einleuchtend und führt aus physikalischen Gründen zu einer Synchronisation von zwei Schwingungen. Der Synchronisierungsprozess ist dann abgeschlossen, wenn die beiden Schwingungen in Resonanz sind.

Mehr zu den drei Bedingungen ↝  Verbindung von zwei Objekten

Drei Grade von Resonanz

Eine Resonanz hat mit den Eigenfrequenzen von zwei schwingenden Objekten - Saiten, Lufstäulen, etc. - zu tun. Dabei gibt es drei Möglichkeiten, wie die Frequenzen der beiden Medien in Bezug stehen.
Die meisten Menschen wissen, dass Resonanz eintritt, wenn die Eigenfrequenzen der beiden Objekte die gleichen sind. Die meisten Musiker wissen, dass auch Obertöne angeregt werden können. Der dritte Grad von Resonanz tritt ein, wenn das anregende und das angeregte Medium einen gemeinsamen Oberton haben. Dabei ist es nicht nötig, dass die Grundfrequenz des angeregten Mediums ein Oberton der anregenden Frequenz (2. Grad) ist. Physikalisch reicht der dritte Grad völlig aus, wie jedermann an einem Klavier selber austesten kann:  ↝Quintenexperiment (Youtube).

Dieser dritte Grad an Resonanz ist nun verantwortlich für die Tonleitern. 

Bedeutung der Stärke der Resonanz

Je stärker die Resonanzen sind, umso stärker ist der Zusammenhalt der Töne. Dies spielt in Akkorden eine Rolle, aber auch in Melodien. Denn wenn Töne aufeinander folgen, entsteht im Kopf des Zuhörers eine Resonanz, auch wenn sie nicht gleichzeitig, sondern nur in eingem zeitlichen Zusammenhang erfolgen. So gehören die nacheinander erklingenden Töne einer Melodie im Kopf des Zuhörers zusammen; nur so, das heisst in der Verbindung der Töne, erkennen wir die Melodie. Je stärker die Resonanz, umso deutlicher wird der Zusammenhang der Töne. Deshalb haben sich überall auf der Welt Musikkulturen entwickelt, welche resonante Tonleitern verwenden. Bekannt sind die sehr resonanten Dur und Moll, aber noch resonanter sind gewisse Pentatoniken. 

Doch auch alle anderen der Tausenden von durchaus unterschiedlichen Tonleitern überall auf der Welt verwenden die allerresonanntesten Intervalle: Oktave, Quint, Quart, grosse und kleine Terz und grosse Sept. Intervalle, die etwas weniger resonant sind (aber immer noch deutlich resonant!) wie die grosse Sept dienen als Pfeffer und Schärfe (Leitton). Tonleitern mit nur resonanten Intervallen (wie die Dur-Pentatonik, die vermutlich weltweit verbreitetste Tonleiter, sind extrem einleuchtend, aber auch spannungsarm. Stärke und Auswahl machen also die Tonleitern aus.

Wie wird die Stärke der Resonanzen berechnet?

Zwei Medien mit gleicher Eigenschwingung haben die stärksten Resonanzen (1.Grad). Bei den Obertönen (2. Grad) und bei den Resonanzen innerhalb einer Oktave (3. Grades) entscheidet das Prinzip der kleinen ganzen Zahlen, über das die Stärke der Resonanzen physikalisch erklärt werden kann. Dieses wird in der konventionellen Harmonielehre aktuell noch nicht gelehrt, ist aber physikalisch sehr einfach zu begründen. 
Wir betimmen über dieses Prinzip der kleinen ganzen Zahlen im Intervallraum einer Oktave die stärksten Resonanzen und kommen so auf die zehn Tonleitertöne mit der stärksten Resonanz. Aus diesen zehn potenziellen Tonleitertöne werde für Dur und Moll jeweils sieben Töne ausgewählt, für alle andere Tonleitern (Kirchentonarten, Pentatoniken) erfolgt eine jeweils andere Auswahl.

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Resonanz stabilisiert 

Sobald der Synchronisationsprozess abgeschlossen ist, sind die beiden Medien (z.B. Saite 1 und Saite 2) in Resonanz, d.h. sie sind gekoppelt. Je stärker die Koppelung ist, ums schwieriger wird es, die beiden Schwingungen wieder zu trennen. 

Dies ist bedeutet, dass der Makrozustand (gekoppelte Schwingungen) gegenüber dem Störungen des Mikrozustandes (kleine Änderungen im Schwingungsverhalten) eine gewisse Resilienz entwickelt, und der Resonanzzustand sich als Attraktor erweist. 

Informationstheoretisch bedeutet dies, dass der Makrozustand sich von der Information des Mikrozustandes löst und unabhängig von ihr eine eigenen Informationsstruktur (nämlich die Frequenz der beiden Schwingungen) aufrecht erhält. [ ↝ Delta-S]

Resonanz verbindet als Schlüsselbegriff Naturwissenschaften, Geisteswissenschaften und Kunst

• In Physik unter anderem: Atomphysik, Astronomie, Laser, Brückenbau, Akustik
• In Geisteswissenschaft, z.B. Psychologie, Soziologie, ...
• In Kunst: Harmonielehre, Rhythmus, Klangfarben, u.v.m.