Музычны гук і яго ўласцівасці

Спектакль «4'33» Джона Кейджа - гэта 4 хвіліны 33 секунды цішыні. За выключэннем гэтай працы, усе астатнія выкарыстоўваюць гук.

Гук для музыкі тое ж самае, што фарба для жывапісу, слова для пісьменніка, а цагліна для будаўніка. Гук - матэрыял музыкі. Ці павінен музыка ведаць, як працуе гук? Уласна кажучы, не. Бо будаўнік можа не ведаць уласцівасцяў матэрыялу, з якога будуе. Тое, што будынак разваліцца, гэта не яго праблема, гэта праблема тых, хто будзе жыць у гэтым будынку.

На якой частаце гучыць нота C?

Якія ўласцівасці музычнага гуку мы ведаем?

Возьмем у якасці прыкладу радок.

Аб'ём. Ён адпавядае амплітудзе. Чым мацней мы ўдарым па струне, тым шырэй будзе амплітуда яе ваганняў, тым гучней будзе гук.

працягласць. Існуюць штучныя камп'ютэрныя сігналы, якія могуць гучаць колькі заўгодна доўга, але звычайна гук уключаецца ў нейкі момант і спыняецца ў нейкі момант. З дапамогай працягласці гуку выбудоўваюцца ўсе рытмічныя фігуры ў музыцы.

Вышыня. Мы прывыклі казаць, што адны ноты гучаць вышэй, іншыя - ніжэй. Вышыня гуку адпавядае частаце ваганняў струны. Ён вымяраецца ў герцах (Гц): адзін герц - гэта адзін раз у секунду. Адпаведна, калі, напрыклад, частата гуку роўная 100 Гц, гэта азначае, што струна здзяйсняе 100 вібрацый у секунду.

Калі мы адкрыем якое-небудзь апісанне музычнай сістэмы, мы лёгка знойдзем гэтую частату да малой актавы складае 130,81 Гц, таму праз секунду струна выпраменьвае у, здзяйсняе 130,81 ваганняў.

Але гэта няпраўда.

Ідэальны радок

Такім чынам, адлюструем тое, што мы толькі што апісалі, на малюнку (мал. 1). Пакуль адкідаем працягласць гуку і пазначаем толькі вышыню і гучнасць.

Тут чырвоная паласа графічна адлюстроўвае наш гук. Чым вышэй гэтая паласа, тым гучней гук. Чым справа гэты слупок, тым вышэй гук. Напрыклад, два гукі на мал. 2 будуць аднолькавай гучнасці, але другі (сіні) будзе гучаць вышэй, чым першы (чырвоны).

Такі графік у навуцы называецца амплітудна-частотнай характарыстыкай (АЧХ). Прынята вывучаць усе асаблівасці гукаў.

Цяпер вернемся да радка.

Калі б струна вібравала як цэлае (мал. 3), то яна б сапраўды выдавала адзін гук, як паказана на мал. 1. Гэты гук меў бы некаторую гучнасць, у залежнасці ад сілы ўдару, і дакладна акрэсленую частату ваганне, абумоўленае нацяжэннем і даўжынёй струны.

Мы можам слухаць гук, які ствараецца пры такой вібрацыі струны.

* * *

Гучыць бедна, ці не так?

Гэта таму, што, паводле законаў фізікі, струна вібруе не зусім так.

Усе струннікі ведаюць, што калі дакрануцца да струны дакладна пасярэдзіне, нават не прыціскаючы яе да грыфа, і ўдарыць па ёй, можна атрымаць гук, які называецца флаголет. У гэтым выпадку форма ваганняў струны будзе выглядаць прыкладна так (мал. 4).

Тут струна нібы падзелена на дзве часткі, і кожная з палавін гучыць асобна.

З фізікі вядома: чым карацей струна, тым хутчэй яна вібруе. На мал. 4 кожная з палавін у два разы карацейшая за ўсю струну. Адпаведна, частата гуку, які мы атрымліваем такім чынам, будзе ў два разы вышэй.

Фішка ў тым, што такая вібрацыя струны ўзнікла не ў той момант, калі мы пачыналі граць на гармоніку, яна была і ў «адкрытай» струны. Проста пры адкрытай струне такую ​​вібрацыю цяжэй заўважыць, і, паклаўшы ў сярэдзіну палец, мы яе выявілі.

Малюнак 5 дапаможа адказаць на пытанне, як струна можа адначасова вібраваць і як цэлае, і як дзве палавінкі.

Струна згінаецца як цэлае, і дзве паўхвалі вагаюцца на ёй, як своеасаблівая васьмёрка. Васьмёрка, якая разгойдваецца на арэлях, - вось што такое складанне двух такіх відаў ваганняў.

Што адбываецца з гукам, калі струна вібруе такім чынам?

Усё вельмі проста: калі струна вібруе як цэлае, яна выдае гук пэўнай вышыні, які звычайна называюць асноўным тонам. А калі дзве палавінкі (васьмёрка) вібруюць, мы атрымліваем гук удвая большы. Гэтыя гукі гучаць адначасова. На АЧХ гэта будзе выглядаць так (мал. 6).

Больш цёмны слупок - гэта асноўны тон, які ўзнікае ў выніку вібрацыі «цэлай» струны, больш светлы ўдвая вышэйшы за цёмны, ён атрымліваецца ў выніку вібрацыі «васьмёркі». Кожны слупок на такім графіку называецца гармонікам. Як правіла, вышэйшыя гармонікі гучаць цішэй, таму другая калонка знаходзіцца крыху ніжэй першай.

Але першымі двума гармонікі не абмяжоўваюцца. Фактычна, акрамя і без таго мудрагелістага складання васьмёркі з махам, струна адначасова выгінаецца як тры паўхвалі, як чатыры, як пяць і гэтак далей. (Мал. 7).

Адпаведна да першых дзвюх гармонік дадаюцца гукі, якія ў тры, чатыры, пяць і г. д. разоў вышэйшыя за асноўны тон. На АЧХ гэта дасць такую ​​карціну (мал. 8).

Такі складаны кангламерат атрымліваецца, калі гучыць толькі адна струна. Ён складаецца з усіх гармонік ад першай (якая называецца асноўнай) да вышэйшай. Усе гармонікі, акрамя першай, таксама называюцца абертонамі, гэта значыць у перакладзе на рускую мову – «верхнія тоны».

Яшчэ раз падкрэсліваем, што гэта самае асноўнае ўяўленне пра гук, так гучаць усе струны свету. Акрамя таго, з нязначнымі зменамі ўсе духавыя інструменты даюць аднолькавую гукавую структуру.

Калі мы гаворым пра гук, мы маем на ўвазе менавіта такую ​​канструкцыю:

ГУК = АСНОЎНЫ ТОН + УСЕ ШКОЛЬКІ АВЕРТОНАЎ

Менавіта на аснове гэтай структуры будуюцца ў музыцы ўсе яе гарманічныя асаблівасці. Уласцівасці інтэрвалаў, акордаў, ладу і многае іншае можна лёгка растлумачыць, калі вы ведаеце структуру гуку.

Але калі ўсе струны і ўсе трубы гучаць так, чаму мы можам адрозніць піяніна ад скрыпкі, а гітару ад флейты?

Тэмбр

Сфармуляванае вышэй пытанне можна паставіць яшчэ больш жорстка, бо прафесіяналы нават могуць адрозніць адну гітару ад іншай. Гучаць два інструменты аднолькавай формы, з аднолькавымі струнамі, і чалавек адчувае розніцу. Згадзіцеся, дзіўна?

Перш чым вырашыць гэтую дзівацтву, давайце паслухаем, як будзе гучаць ідэальная струна, апісаная ў папярэднім параграфе. Агучым графік на рыс.8.

* * *

Быццам бы падобнае на гучанне сапраўдных музычных інструментаў, але чагосьці не хапае.

Не хапае «неідэальных».

Справа ў тым, што ў свеце не існуе двух абсалютна аднолькавых струн. Кожная струна мае свае асаблівасці, хоць і мікраскапічныя, але ўплываюць на тое, як яна гучыць. Недасканаласці могуць быць самымі разнастайнымі: змена таўшчыні па даўжыні струны, розная шчыльнасць матэрыялу, дробныя дэфекты аплёткі, змена нацяжэння падчас вібрацыі і г. д. Акрамя таго, гук змяняецца ў залежнасці ад таго, дзе мы б'ем па струне, ад уласцівасцяў матэрыялу інструмента. (напрыклад, успрымальнасць да вільгаці), як інструмент размешчаны ў адносінах да слухача, і многае іншае, аж да геаметрыі пакоя.

Што робяць гэтыя функцыі? Яны нязначна мадыфікуюць графік на малюнку 8. Гарамонікі на ім могуць апынуцца не зусім кратнымі, крыху ссунутымі ўправа ці ўлева, моцна змяніцца гучнасць розных гармонік, узнікнуць абертоны, размешчаныя паміж гармонікамі (мал. 9). .).

Звычайна ўсе адценні гуку звязваюць з расплывістым паняццем тэмбру.

Тэмбр здаецца вельмі зручным тэрмінам для асаблівасцей гучання інструмента. Аднак ёсць дзве праблемы з гэтым тэрмінам, якія я хацеў бы адзначыць.

Першая праблема заключаецца ў тым, што калі мы вызначаем тэмбр, як мы рабілі вышэй, то мы адрозніваем інструменты на слых у асноўным не па ім. Як правіла, мы ўлоўліваем адрозненні ў першыя долі секунды гуку. Гэты перыяд звычайна называюць прыступам, у якім гук толькі з'яўляецца. У астатні час усе срун гучаць вельмі падобна. Каб пераканацца ў гэтым, паслухаем ноту на фартэпіяна, але з «адрэзаным» перыядам атакі.

* * *

Пагадзіцеся, пазнаць у гэтым гучанні знакамітае піяніна даволі складана.

Другая праблема ў тым, што звычайна, гаворачы пра гук, вылучаюць асноўны тон, а ўсё астатняе адносяць да тэмбру, як бы нязначнага і не граючага ніякай ролі ў музычных пабудовах. Аднак гэта зусім не так. Неабходна адрозніваць асобныя асаблівасці, такія як абертоны і адхіленні гармонікі, ад фундаментальнай структуры гуку. Індывідуальныя асаблівасці сапраўды мала ўплываюць на музычныя пабудовы. Але фундаментальная структура – ​​множная гармоніка, паказаная на мал. 8. – гэта тое, што вызначае ўсю без выключэння гармонію ў музыцы, незалежна ад эпох, плыняў і стыляў.

Пра тое, як гэтая структура тлумачыць музычныя канструкцыі, мы пагаворым наступным разам.

Аўтар – Раман Алейнікаў Аўдыёзапісы – Іван Сошынскі