Warum variieren Klänge von tief bis hoch?

Der Ton variiert von tief bis hoch in direktem Zusammenhang mit der Frequenz der Schallwelle. Schallwellen schwingen und die Häufigkeit, mit der eine Schallwelle pro Sekunde schwingt, wird als ihre Frequenz bezeichnet. Eine höhere Frequenz führt zu einer höheren Tonhöhe, während eine niedrigere Frequenz zu einer niedrigeren Tonhöhe führt.

Schallwellen sind analog zu den Wellen, die auf einem Teich von einem geworfenen Stein erzeugt werden; der Abstand zwischen den Wellen ist repräsentativ für die Frequenz oder die Tonhöhe der Schallwelle. Mehr Wellen, die sich innerhalb einer Sekunde über einen bestimmten Bereich bewegen, würden einer höheren Tonhöhe entsprechen, während weniger Wellen einen tieferen Ton anzeigen würden.

Ein weiteres Beispiel für die Beziehung zwischen Frequenz und Tonhöhe ist der Doppler-Effekt. Dieses Phänomen tritt auf, wenn sich eine Schallquelle oder der Hörer in Bewegung befindet, und tritt laut About.com auch auf, wenn sich beide bewegen. Wenn sich eine sich bewegende Schallquelle auf einen Hörer zubewegt oder umgekehrt, liegen die führenden Schallwellen etwas näher beieinander, und wenn die Quelle oder der Hörer vorbeigehen, breiten sich die nachlaufenden Schallwellen weiter auseinander. Dies wird beobachtet, wenn ein Zug oder ein Krankenwagen an einem bestimmten Ort vorbeifährt, da der Ton bei Annäherung eine stetig höhere Tonlage erzeugt und dann eine zunehmend niedrigere Tonhöhe, wenn er sich entfernt.