Музыка — это звуки

 

 

Для характеристики звука – в обиходе и в науке используется понятие тембр. В обиходе – это эмоциональная характеристика звука. Тембр называют сочным, сухим, жестким, мягким, светлым, темным и т. д.

Давайте рассмотрим его с научной точки зрения. Тембр определяется как характерная окраска, по которой человек безошибочно ориентируется. К примеру, даже маленький ребенок, безошибочно узнает мать по тембру голоса.

 

Рассмотрим физику тембра. Итак, высота звука определяется слухом, относительно самой низкой частоты, присутствующей в звуке. Сам звук, представляет собой набор гармоник, начинающийся от самой низкой частоты, присутствующей в звуке и гармоник выше.

Откуда эти гармоники? Из природы колебаний предметов во Вселенной. На эту тему есть бесчисленное количество научных трудов, звук подчиняется всем законам теории колебаний.

Почему? Потому, что сам является колебанием воздуха.

 

 

Как он образуется. Рассмотрим музыкальный инструмент. Например, гитару. Это струны, резонансный корпус, гриф. Когда мы дернем струну, она начнет колебаться. Из теории колебаний мы знаем, что тело колеблется всей длиной и кратными составными частями – то есть половинками, тре Это значит, если мы играем ноту «ля», нижняя частота которой принята 440 Гц, то струна издает еще звуки 440 Гц*2 = 880 Гц; 440 Гц*3 = 1320 Гц; 440 Гц*4 = 1760 Гц и так далее. (Если кто не помнит, Гц – одно колебание в секунду. То есть 440 Гц – 440 колебаний в секунду.)

Сколькими составными частями колеблется струна? Нет ответа. В разное время считали по-разному. Теоретически – бесконечным числом частей. Но практически, исходя из свойств материала и способности слуха воспринимать до порога слышимости – количество определяемых слухом гармоник ограничено. Гармоники – это звуки, создаваемые не полной длиной, а ее частями, то есть в нашем случае 880 Гц, 1320 Гц и т. д.

Но струна – не единственный формирователь тембра. Она специально установлена перед резонансным корпусом.

Во-первых – для усиления звука, во-вторых – для изменения соотношения между гармониками, с целью придать звуку особую окраску, наиболее приятно и гармонично воспринимаемую слухом.

Конструкция корпуса – это целая наука, отработанная не одним поколением, заключающая в себе секреты разных мастеров и фирм. Резонирующий корпус гитары вносит еще и свои дополнительные гармоники, среди которых есть и шумовые.

Корпус гитары является резонатором. Это значит, что определенные звуки, при заданной конструкции и размерах, должны создавать бОльший отклик, чем другие. Те области, в которых идет особое усиление гармоник, а следовательно их особое подчеркивание – называются формантами. Где будут располагаться форманты конкретной гитары – знает наука «гитаростроение» или мастер. Но от этого сильно зависит субъективное впечатление слушателей – они называют звучание красивым, богатым, насыщенным или бедным, визгливым, сухим и т.д. Формант бывает несколько, но особо ощущаются четыре. Одна из них, обычно основная. Эта та, которая наиболее сильно действует на окраску.

В скрипках старых мастеров, основные форманты располагаются обычно ниже, чем в современных скрипках. Насколько я помню, у поздних Гварнери — в районе 2500 Гц, в то время как в современных – в районе 4000 Гц. От этого – современные более визгливые. Сделать скрипки такими податливыми и невизгливыми, как у мастеров Кремоны, пока никому не удается. Хотя и сейчас есть немало хороших мастеров.

Вернемся к гитаре. Гриф, прикрепленный к корпусу, хоть и незначительно, но тоже влияет на формирование тембра, привнося дополнительные призвуки.

На тембр влияет и материал колков, порожков и т.д. В общем, все детали.

При игре на инструменте, музыкант, с целью создания особых образов с помощью изменения тембра, может менять местоположение руки – играя над розеткой (отверстие гитары) или ближе к подставке (место крепления струн). Думаю понятно, что изменение тембра происходит за счет изменения соотношения гармоник (их амплитуд и качаний относительно основной частоты в пределах ЗОНЫ (интервал, где нота еще не меняет своего названия)), или если использовать музыкальную, а не техническую характеристику – за счет изменения ОБЕРТОНОВ.

 

НотаИнтервалОбозначение по системе сольфеджиоГармоникаЧастота
1. СУнисонДо (I)Основной тон256 Гц
2. СОктаваДо (2)1 -й обертон512 Гц
3. GЧистая квинтаСоль (I)2-й обертон768 Гц
4. СОктаваДо (3)3-й обертон1024 Гц
5. ЕБольшая ТерцияМи (1)4-й обертон1280 Гц
6. GЧистая канатаСоль (2)5-й обертон1536 Гц
7. В-МалаясептимаСи-бемоль (1)6-й обертон1792 Гц
8. СОктаваДо (4)7-й обертон2048 Гц
9. DБольшая секундаРе (1)8-й обертон2304 Гц
10. ЕМалаясекундаMu(t)9-й обертон2560 Гц
11. FisУвеличенная квартаФа-диез (1)10-й обертон2816 Гц
12. GКвинтаСоль (3)11-й обертон3072 Гц
13. А МалаясекстаJIя-бемолъ (1 )12-й обертон3328 Гц
14. ВМалаясептимаСи-бемоль (2)13-й обертон3584 Гц
15. НБольшая септимаСи (1)14-й обертон3840 Гц
16. СОктаваДо (5)15-й обертон4096 Гц

Для слуха, чтобы идентифицировать и сформировать тембр, большое значение еще имеет АТАКА. Атака – это характер изменения звука от момента звукоизвлечения до установления основного устойчивого тона. Что-то аналогичное понятию «момента коммутации» в науке «электротехника». При разрушении передачи атаки, слух перестает воспринимать тихие обертона, звук сильно обедняется.

На тембр, оказывает большое влияние, также помещение, где играет музыкант.
Есть еще причины, но думаю пока, для объяснения этого достаточно.

В общем, если вы представили, из чего складывается звучание одной струны, то можете умозрительно представить, что же происходит, когда на этой гитаре играют, то есть бьют по всем струнам. Приборы, осуществляющие измерение, музыкальный сигнал в объективном для какой-либо технической оценки виде, показать не могут. Потому что, он изменчив в каждое мгновение и состоит из множества суммированных друг с другом частот.

Раньше полагали, что далее 3-й гармоники, человек настолько плохо опознает звуки, что их не воспринимает. Позже были приведены доказательства, что и последующие гармоники сильно влияют на тембр. Современная наука говорит, что даже гармоники частотой в 100 – 200 кГц работают при кристаллизации тембра и влияют на субъективное впечатление.

Разные эксперименты показали, что некоторые гармоники, при усилении или уменьшении дают разные эффекты – некоторые «утепляют» звук, некоторые «сушат», а некоторые – просто делают его негармоничным и неприятным. Какие гармоники на что влияют — желающие могут поискать в Интернет-ресурсах. К примеру, многие объясняют «утепление» звука лампами – усилением четных гармоник.

Издревле людям известно, что наиболее гармоничным для слуха, является соотношение частот 4:5:6. В древности музыканты настраивали свои инструменты так, чтобы звукоряд превращался в последовательность этих приятных трезвучий. О том, почему это так и какова физика процесса, я напишу как-нибудь в одной из статей, так как это требует большого объема. Тем не менее, желающие могут что-то сами поискать в Интернете или в книжных магазинах.

 

Музыкальные инструменты, в подавляющем большинстве, делаются их дерева и металла. Резонансные свойства дерева и метала, имеют гармоничную природу, подчиняясь тем соотношениям гармоник, которые наиболее приятны для слуха. Причем не все породы дерева и металлов имеют гармоничные резонансные характеристики. Это целая наука, как заставить «звучать» дерево или металл. Человечество за историю разработало множество технологий «приготовления» дерева для инструмента и обработки и технологии лужения и других спецефических обработок металла для придания нужной гармоничной окраске звуку. При всем этом, конечно, учитываются знания относительно гармоничности тех или иных частотных и амплитудных соотношений между резонирующими гармониками.

Все твердые предметы в природе имеют частоту собственных колебаний. Это значит, что если почти любой твердый предмет стукнуть о другой, то он начнет «петь». Но самое приятное на слух сочетание амплитуд гармоник, дают некоторые металлы и некоторые породы дерева. Они и используются в качестве материала, для изготовления музыкальных инструментов.

В принципе, немузыкальных пород дерева – не так уж много.

Практически – резонансный звук любого дерева гармонично ложится на слух,

и, если так можно сказать – музыкален.

 

 

Григор Микаэлян.

1 комментарий к “Музыка — это звуки”

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Пролистать наверх