1.3      Музыкальный звук

Какими бы разными не были музыкальные инструменты по форме, устройству, размерам, все они создавались для одной цели: извлечения приятных для слуха музыкальных звуков. Что же такое музыкальный звук? С точки зрения физики – это волна, то есть процесс распространения колебаний от точки к точки, от частицы к частице. Упругое тело, выведенное из положения равновесия, совершает гармонические колебания, эти колебания передаются воздуху, воздушная волна воздействует на нашу барабанную перепонку, и мы слышим звук.

Гармоническое колебание можно рассматривать как движение проекции точки, равномерно движущийся по кругу, на диаметр этого круга. Пусть радиус вспомогательной окружности равен а, он соответствует наибольшему отклонению от положения равновесия: а – амплитуда. Мгновенное положение определяется абсциссой х = а cos ф, где а – амплитуда, ф – фазовый угол.

Мгновенное отклонение от положения равновесия, называют смещением. Угол, образуемый радиусом-вектором, проведенным к движущейся по окружности, с осью абсцисс, называют фазой ф (или фазовым углом), время Т одного полного оборота точки по окружности, называют периодом колебания, а обратную ему величину – частотой ( измеряется в герцах, Гц). Человек слышит звук в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц.

Звуки бывают очень разные. Те, что создают постоянный фон, не организованные в стройную систему, не связанные между собой, и те, что обладают особыми свойствами: чистые, звонкие, определённой высоты, обладающие смысловой выразительностью, - звуки музыкальные. Издают их музыкальные инструменты, звуковая волна в которых возникает от колебаний струны или столба воздуха внутри металлической или деревянной трубки.

1.4. Характеристики звука

Музыкальные звуки различаются по высоте, длительности, продолжительности звучания, тембру (специфической окраской, которая зависит от материала, величины и формы инструмента), от способа звукоизвлечения и по динамике, то есть силе звучания.

 

1.4.1. Громкость звука (интенсивность)

Если исполнить музыкальное произведение от начала до конца на одном уровне громкости, оно много потеряет в своей выразительности. Если бы инструменты не могли изменять громкость звука, музыка вряд ли могла бы выражать тончайшие оттенки чувств.

Громкость звука (интенсивность восприятия) определяется амплитудой колебаний, но чтобы интенсивность восприятия (то, что мы слышим) увеличивалась линейно, интенсивность раздражения (пропорциональная квадрату амплитуды колебаний) должна увеличиваться экспоненциально (закон Вебера — Фехнера). Другими словами, удвоение громкости ощущается лишь при достижении второй степени первоначального раздражения.

Для измерения громкости в физике пользуются единицами, называемыми фонами (децибелами):

n фонов= 101g I' / I ,

где I’ и I — интенсивности звуков. Говорят: громкости I' и I различаются на n фонов, или на n децибел (дБ). (Рис. 8)

Шкала громкости: порог слышимости — 0дБ, шепот — 20 дБ, нормальная речь — 40 дБ, крик — 80 дБ, большой оркестр — 100 дБ, боль в ушах — I8О дБ. Музыкальные термины, которые определяют степень громкости исполнения музыки, называют динамическими оттенками (от греческого слова — силовой, т.е. сила звука). В нотах можно увидеть такие обозначения:

рр — pianissimo(пианиссимо) — очень тихо;

р —рiаnо (пиано) — тихо;

mр —mezzo рiаnо (меццо пиано) — умеренно тихо, немного громче, чем пиано;

mf —mezzo forte (меццо форте) — умеренно громко, громче, чем меццо пиано;

f — forte (форте) — громко;

ff — fortissimo (фортиссимо) — очень громко.

1.4.2. Тембр (спектральный состав)

Музыка способна выразить всё. Ей доступны и движения мысли, и любое чувство, и малейший оттенок настроения. Желание человека располагать большим выбором музыкальных голосов и вызвало к жизни многообразие инструментов. И если один инструмент не может что-то передать, то это делает другой. Но как удаётся различить звук взятый, например, на скрипке, от звука точно такой же высоты, взятого на кларнете? Это зависит от тембра. Объясняется различие тембра тем, что в обычных звуках присутствуют колебания разных наборов частот и амплитуд. Колебания самой низкой частоты в этом наборе служат основным тоном. Их амплитуда самая большая. Все остальные колебания называют обертонами. Отдельно мы не слышим обертонов, но именно они, смешиваясь с основным тоном, образуют тембр.

Количество и качество обертонов зависит от длины, толщины и материала струны, от длины и среднего размера инструмента, от материала, из которого он сделан. Влияет на тембр и форма инструмента.

1.4.3. Длительность звука

Если быстро ударить пальцем по клавише, получится отрывистый, очень короткий звук. А если нажать на нее и держать, то звук получится значительно более долгий, постепенно угасающий. Длительность звучания зависит от продолжительности колебаний источника звука.

Длительность в музыке обозначают специальной системой значков. Одна и та же нота, изображенная на бумаге, может при исполнении на инструменте длиться разное время (конечно, не сама нота, а звук, обозначаемый ею). Основное обозначение — это целая нота, равная целому такту в четыре четверти. Она выглядит так: — и делится на более мелкие доли: половинные ( ), четверти ( ), восьмые (♫), шестнадцатые (♫) и т.д.


Информация о работе «Физика музыкальных инструментов»
Раздел: Музыка
Количество знаков с пробелами: 45387
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
18709
2
2

... покупателями будут примерно 40 человек. Почему именно моими, потому что в городе конкурентов у меня в данном секторе нет (конкурентов в виде родителей, продающих подержанные музыкальные инструменты, мы убрали, открыв в магазине комиссионный отдел), и есть основания полагать, что 90% покупателей придёт в «Grand Opera» (а 90% от 44 - 40 человек). Далее рассмотрим потенциальных покупателей гитар. В ...

Скачать
10419
0
0

... часть этой системы. Такие системы называются автоколебательными, а совершающиеся в них колебания - автоколебаниями. Примером автоколебательных систем являются: смычковые струнные инструменты, все духовые музыкальные инструменты, рече-голосовой аппарат человека и многие другие механизмы. Особым случаем является подведение силы переменного значения к множественным резонаторам, как это мы видим ...

Скачать
33310
0
0

... входят также никелированные антенны, деревянный корпус и внешний блок питания. Терменвокс Classic, разработанный Андреем Смирновым, построен по классической схеме терменвокса. Благодаря использованию современной элементной базы инструмент отличается малым весом, высокой стабильностью и линейностью рабочего диапазона, надёжностью и выносливостью. Использование оригинальной схемотехники позволило, ...

Скачать
30968
4
12

... , для физиков стандартной высотой тона является С — 256 колебаний в секунду. Большинство из вас знает, что музыкальные инстру­менты настраиваются на определенную частоту для средней октавы. Для физиков ля имеет 420,6 колебания в секунду. 13 музы­кальных кругах пользовались различными стандартами. Кон­цертная высота топа, которой сейчас редко пользуются, состав­ляла 271 колебание в секунду для до ...

0 комментариев


Наверх