Физика в оркестре
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
В·духа). Звук, обладающий определённой высотой, в музыке часто называется тоном. Чем выше частота колебаний частиц, тем выше тон звука.
Тембр
Те?мбр (фр. timbre) - окраска звука; один из признаков музыкального звука (наряду с высотой, громкостью и длительностью).
По тембрам отличают звуки одинаковой высоты и громкости, но исполненные или на разных инструментах, разными голосами, или на одном инструменте разными способами, штрихами.
Тембр определяется материалом, формой вибратора, условиями его колебаний, резонатором, акустикой помещения. В характеристике тембра большое значение имеют обертоны и их соотношение по высоте и громкости, шумовые призвуки, атака (начальный момент звука), форманты, вибрато и др. факторы.
Обертоны
Оберто?ны (нем. Oberton - верхний тон) в акустике - призвуки, входящие в спектр музыкального звука; высота обертонов выше основного тона (отсюда название). Наличие обертонов обусловлено сложной картиной колебаний звучащего тела (струны, столба воздуха, мембраны, голосовых связок и т. д.): частоты обертонов соответствуют частотам колебания его частей.
Обертоны бывают гармоническими и негармоническими. Частоты гармонических обертонов кратны частоте основного тона (гармонические обертоны вместе с основным тоном также называются гармониками); в реальных физических ситуациях (например, при колебаниях массивной и жесткой струны) частоты обертонов могут заметно отклоняться от величин, кратных частоте основного тона - такие обертоны называются негармоническими.
2. Сравнение звуков, издаваемых различными музыкальными инструментами
.1 Скрипка
Звук может иметь естественную или искусственную природу. Естественные звуки получаются благодаря колебаниям некоторого тела, например, струны в струнных музыкальных инструментах, столба воздуха в духовых инструментах, мембраны или пластины в ударных музыкальных инструментах. Мы смогли увидеть звучание некоторых музыкальных инструментов.
Давайте кратко рассмотрим звук, производимый вибрирующей струной скрипки.
Если оттянуть струну, а затем отпустить её, то последующее движение будет определяться волнами, которые мы возбудили. Время, необходимое для того, чтобы волна достигла конца струны в любом направлении, одинаково. Каждая точка струны после целого периода ( прохода дважды всей длины струны) возвращается в своё исходное положение, затем опять отклоняется от него и снова, спустя период возвращается и так далее.
Возникающий при этом звук тоже должен повторять те же колебания. Вот почему мы, тронув струну получаем музыкальный звук.
Рис.1 Низкий тон скрипки
Рис.2 Высокий тон скрипки
2.2 Пианино
Аналогично можно рассмотреть и звучание других инструментов: фортепиано, камертон, флейта, металлофон.
Например, в фортепиано тоже имеются струны, по которым ударяются молоточки, создаётся звуковая волна
Рис . 3
Рис . 4
Указанные на рисунке (3, 4) изображения волны отличаются высотой тона, т.е. частотой звука и амплитудой, т.е. громкостью.
2.3 Флейта
В флейте колебания создаются потоками воздуха, как и в других духовых инструментах (труба, орган, фагот, кларнет и др.).
Рис. 5
Частота звука при этом изменяется заiёт диаметра отверстия, длины инструмента. А громкость достигается заiёт скорости прохождения звука (чем быстрее скорость, тем больше громкость)
2.4 Мужской и женский голоса
Так же отличается мужские и женские голоса из-за различия толщины голосовых связок. Управление голосом человека осуществляется с помощью мышечного управления толщиной голосовых связок.
Рис. 6 Мужской голос
Рис. 7 Женский голос
2.5 Ударные инструменты
Источник чистого тона не содержит обертонов.
Рис.8 Камертон
По камертону настраивают инструменты, по ноте Ля.
Рис. 9 Металлофон
3. Концертные залы
Но каждый инструмент имеет особенности своего звучания - тембр, характерный оттенок. Этим отличались авторские инструменты Страдивари и Амати. Однако, чтобы инструмент зазвучал и был услышан необходимо специально обустроенное помещение, которое украсит этот звук и сделает его более насыщенным.
В последние годы наблюдается интенсивное развитие новых направлений аудиотехники, появляются новые системы пространственного звучания, активно разрабатываются цифровые технологии накопления и обработки звука. Соответственно к акустическим свойствам помещений для записи и прослушивания музыкального материала предъявляются более высокие требования. Речь идет о студиях звукозаписи, концертных залах, домашних театрах, специализированных музыкальных комнатах.
Требования к акустическим характеристикам студий и музыкальных комнат различного назначения, а также технологии их проектирования подробно изложены в международных и отечественных стандартах.
Для разработки акустического дизайна специальных помещений инженеры-акустики имеют в своем распоряжении всего 3 инструмента: поглощение, отражение и рассеивание (диффузия) звуковой энергии. Звукопоглощающие панели и звукоотражающие поверхности (плоские или криволинейные) получили на сегодняшний день довольно широкое распространение. Но применение одних только методов поглощения и отражения звук?/p>