Fysikken i musikinstrumenter - lærerguide

Musikinstrumenter skaber vibrationer og lydbølger, som rammer ørerne. Ligesom en sten der kastes i vandet og skaber ringe på vandets overflade, skaber musikinstrumentets vibrationer trykbølger, som bevæger sig gennem luften eller et andet materiale. Uden luft eller et andet stof, ingen lyd.

Selvom musikfaget umiddelbart dominerer i Ears On-forløbene, så spiller natur & teknologi-faget en central rolle, fordi kvalificeret instrumentbygning forudsætter en forståelse for fysikken bag musikken: for vibration, resonans, bølger og svingninger. 

Forløbet kan kombineres med andre videnfelter og fagligheder, hvor musikinstrumenter undersøges generelt, globalt og lokalt; for eksempel - knyttet til geografiske vilkår (Musik & natur), til musikkens funktion og klangidealer (Musik & funktion), og til soundscapes og lydinstallationer (Musik & rum).

Musikinstrumenter rummer en kilde af muligheder for at konkretisere begreber som lyd, frekvens, amplitude, overtoner mm.  Grundelementerne i tilblivelsen af lyd i musikinstrumenter er:

• Noget der vibrerer med en eller flere frekvenser.
• En klangbund eller klangkasse (resonator) som forstærker visse frekvenser.
• Vibrationen forplanter sig, og overføres fra en overflade eller en munding (på f.eks. en fløjte) til luften som trykbølger, som sidenhen når lytterens øre.
• Det afgørende for hvordan det lyder, er afstanden mellem trykbølgerne (frekvensen) som svarer til tonehøjden, og trykbølgernes størrelse/ kraft (amplitude) som svarer til lydstyrken.

Elevernes forståelse for fagtermer stimuleres gennem vekselvirkning mellem hands on-arbejdet på værkstedet og den løbende italesættelse af, hvad de er i gang med at lave. Og ved at der samtidigt skabes plads til at tale om både musik og fysik mere generelt, om lydens egenskaber.

Forløbet præsenteres her som et Natur & teknologi-forløb, med et stort overlap til musik. Materialet her kan bruges som inspiration til en vinkling af emnet bølger og lyd, og som supplement til stof fra andre Natur & teknologi-materialer.

Forløbet kan med fordel indgå i et tværfagligt forløb sammen med musik, natur & teknologi-fagets fysikdel, natur & teknologi-fagets geografidel, matematik og  dansk, ved at koble fysik sammen med lyddannelse og konstruktion af de selvbyggede instrumenter.

Se forslag til tværfaglige samarbejder under Musik & natur, Musik & funktion, og Musik & rum.

Hvis vi vil bygge instrumenter, hvor vi kan ændre tonehøjde, lydstyrke, tonens varighed eller dens klang, skal vi helst forstå fysikken bag lyden. Denne forståelse bliver forankret i konkrete oplevelser og sansninger. 

Forløbet veksler mellem en forståelse for principperne bag instrumentbygning og lyddannelse, fælles konstruktion af instrumenter og selvstændig konstruktion af instrumenter. Værkstedssituationen sikrer at der hele tiden veksles mellem afprøvning og forståelse. På denne måde kobles fagets fagtermer hele tiden til praktiske eksperimenter og opgaver.

• Eleverne introduceres til fysikken bag musik, instrumenter og lyddannelse.
• Eleverne afprøver principperne for lyddannelse på konkrete materialer og konstruktioner.

• Hvordan laver et musikinstrument lyd?
• Hvordan hænger fysik og musik sammen?

Læs endvidere om Tegn på læring og forslag til evaluering under menupunktet Evaluering.

Der er flere muligheder for at anvende forløbet i sammenhæng med Åben Skole:

• Ved at inddrage musikskolelærere eller andre musikere, som kan bringe deres instrumentkendskab og spilleteknik ind i processen. De vil kunne hjælpe eleverne med at udvide de musikalske muligheder, få nye ideer til hvordan deres instrument kan bruges og kvalificere deres klangarbejde og spilleteknikker. 
• Ved at inddrage musikinstitutioner som Musikmuseet/Nationalmuseet eller en anden institution med en instrumentsamling, til at udvide elevernes viden og erfaringer med instrumenter og instrumenttyper og som inspiration til deres egen instrumentbygning. 
• Ved at inddrage en komponist i kompositionsfasen.