Физика музыки, или Из чего сделана симфония

30.11.2017 9:36 15

Физика музыки, или Из чего сделана симфония

МОСКВА, 30 ноября , Ольга Коленцова. Наслаждаясь музыкой, мы не задумываемся, откуда появляется такое разнообразие шорохов. Но завесу тайны работы музыкальных инструментов можно немного полуоткрыть, если разобраться в этом вопросе с точки зрения учителя.

Наши органы слуха оценивают колебания, то есть каждодневное возмущение частиц в разных средах газообразных, редких, твердых. Представим мячики, подвешенные в ряд на тонких нитках. Если выкормить крайний шар и отпустить, он толкнет соседний, а тот, в свою последовательность, следующий и так далее. В продукте возникнет волна, которая будет распространяться по всей среде, в данном случае между шариками.

Однако молекулы фона, которые распространяют звук, так просто рукой не толкнешь нужен источник. Так, при игре на музыкальном инструменте исполнитель вызывает колебание одной из его частей дергает струну, теснит на клавишу, бьет по барабану.

Возмущенные ударом, частицы в составе среды затевают двигаться с определенными частотами (количество замкнутых циклов движения в единицу времени) и амплитудами (максимальное расстояние от нулевой точки). Волны с малыми частотами воспринимаются как низкие звуки, а с большими как высокие. На восприятие колебаний частиц нашим органом слуха также влияет их фаза, по сути, сдвиг графика одной волны от другой.

То, что мы адаптировались называть громкостью, является статус городом звукового давления, а измеряется в белах. На практике чаще всего используют понятие децибел, так как громкость окружающих нас явлений, воспринимаемых ухом, лежит в области десятых долей этой единицы измерений, обозначаемых приставкой деци.

Важно, что в децибелах измеряют не саму величину, а ее изменение. Характеристикой шороха, которую можно непосредственно продиагностировать, является его интенсивность поток энергии, доводящейся на единицу площади. Помимо изначальных свойств колебаний переносчиков рокота (в частности, амплитуды и частоты), она зависит от расстояния между объектами и сопротивления среды. Для перевода интенсивности в децибелы комфортного воспользоваться следующей формулой:

Громкость (дБ) = 10lg (интенсивность/эталонная интенсивность)

За эталонную интенсивность принято брать протяженность самого слабого слышимого звука, 10-12 Вт/м². Попробуем рассчитать громкость шума, интенсивность которого составляет 0, 2 Вт/м²:

0, 2 Вт/м2 = 10lg (0, 2/10-12) = 113 децибел.

Такой уровень примерно соответствует шороху работающего перфоратора.

Также в музыке кое-где естить понятие октавы. На самом деле это просто интервал, в котором соотношение частот составляет один к двум. Ведь наш слух устроен так, что при одновременном воспроизведении этих частот они сливаются в один звук. Например, на фортепиано есть несколько клавиш с нотами ля. Первая строфа имеет частоту 440 Гц, вторая 880 Гц, третья 1760 Гц и так далее. При нажатии на клавиши ля соседних октав (первой и второй, второй и третьей) полученный звук кажется нам гармоничным. Именно на этом эффекте основана музыкальная шкала, в которой одна и та же нота повторяется всякую октаву.

Однако звук, который издают музыкальные инструменты, не является единым. Вследствие сложности производящих его объектов возникают дополнительные колебания. Скажем, в фортепиано кое-где естить молоточки, которые бьют по определенным частям туго натянутых чугунных струн. Но за счет локализованности прикосновения молоточка колебания распределяются по струнам ее части движутся с разными плотностями. Если слегка прикоснуться к уже тронутой струне гитары, звук изменится, но не исчезнет полностью, потому, что будет погашена (или поменянная) часть колебаний.

Словом тембр чаще всего характеризуют клекот человека. Но тембром владеют и музыкальные инструменты. По этому параметру отличают звуки одинаковой частоты и громкости, но воспроизведенные на разных инструментах. Дело в том, что материалы, конструкция и форма последних отличаются, как и строение голосовых связок каждого зрителя. Ключевыми в определении голоса являются как раз обертоны сложная система колебаний, зависящая от особенностей устройства музыкального инструмента.

Для меня, как человека, рукоположившего жизнь музыке, объяснять ее звуки с точки зрения только физики не совсем приемлемо. Наш слух это не просто регистратор тембра, громкости, высоты, это нечто большее! Мозг возделывает полученную информацию согласно индивидуальным особенностям гибкости слуха, его развитости, умения зрителя переключаться. Поэтому в музыкальных школах детей учат воспринимать шорох, рассматривать его, словно картину, в которой всегда можно найти нечто более мудрое, чем видит непрофессионал. В любом случае каждый зритель слышит свою музыку, отдаёт в нее свой смысл, и это следует учитывать, разбивая звук на простые кирпичики, нарисованные колебательными характеристиками частиц, комментирует Ирина Воронцова, доцент кафедры теории музыки Московской государственной консерватории прозвания П. И. Чайковского.

Источник

Следующая новость
Предыдущая новость

Лучшая клинкерная плитка для вашего дома Мэр Омска Вячеслав Двораковский вручил 52 юбилейных медали ветеранам ВОВ Ассортимент текстильной продукции для разных областей Организация процесса торговли Самое надежное онлайн казино Вулкан 777

Последние новости