Музички звук и његова својства

Представа „4'33” Џона Кејџа је 4 минута и 33 секунде тишине. Са изузетком овог дела, сви остали користе звук.

Звук је за музику оно што је боја за сликарство, реч је за писца, а цигла је за градитеља. Звук је материјал музике. Да ли музичар треба да зна како звук функционише? Строго говорећи, не. На крају крајева, градитељ можда не познаје својства материјала од којег гради. То што ће се зграда срушити није његов проблем, проблем је оних који ће живети у овој згради.

На којој фреквенцији звучи нота Ц?

Која својства музичког звука познајемо?

Узмимо низ као пример.

Волуме. Одговара амплитуди. Што јаче ударамо о жицу, што је шира амплитуда њених вибрација, звук ће бити гласнији.

трајање. Постоје вештачки компјутерски тонови који могу да звуче произвољно дуго, али обично се звук у неком тренутку укључи и у неком тренутку престане. Уз помоћ трајања звука ређају се све ритмичке фигуре у музици.

Висина. Навикли смо да кажемо да неке ноте звуче више, друге ниже. Висина звука одговара фреквенцији вибрације жице. Мери се у херцима (Хз): један херц је један пут у секунди. Сходно томе, ако је, на пример, фреквенција звука 100 Хз, то значи да струна прави 100 вибрација у секунди.

Ако отворимо било који опис музичког система, лако ћемо пронаћи ту фреквенцију до мале октаве је 130,81 Хз, тако да у секунди струна емитује до, прави 130,81 осцилација.

Али ово није тачно.

Перфецт Стринг

Дакле, представимо оно што смо управо описали на слици (слика 1). За сада одбацујемо трајање звука и означавамо само висину и гласноћу.

Овде црвена трака графички представља наш звук. Што је ова трака већа, то је звук гласнији. Што је ова колона удесно, звук је јачи. На пример, два звука на слици 2 ће бити исте јачине, али ће други (плави) звучати више од првог (црвени).

Такав графикон у науци се назива амплитудно-фреквентни одзив (АФЦ). Уобичајено је проучавати све карактеристике звукова.

Сада се вратимо на жицу.

Ако би струна вибрирала као целина (слика 3), онда би заиста произвела један звук, као што је приказано на слици 1. Овај звук би имао одређену јачину, у зависности од јачине ударца, и добро дефинисану фреквенцију од осцилација, услед напетости и дужине струне.

Можемо слушати звук који производи таква вибрација жице.

* * *

Звучи лоше, зар не?

То је зато што, према законима физике, струна не вибрира баш овако.

Сви гудачи знају да ако додирнете жицу тачно по средини, а да је чак и не притиснете на наставку, и ударите је, можете добити звук који се зове флаголет. У овом случају, облик вибрација струне ће изгледати отприлике овако (слика 4).

Овде се чини да је жица подељена на два, а свака од половине звучи засебно.

Из физике је познато: што је струна краћа, то брже вибрира. На слици 4, свака од половина је два пута краћа од целог низа. Сходно томе, фреквенција звука који примамо на овај начин биће дупло већа.

Трик је у томе што се таква вибрација жице није појавила у тренутку када смо почели да свирамо хармонику, већ је била присутна и у „отвореној” жици. Само што када је струна отворена, такву вибрацију је теже приметити, а стављањем прста у средину ми смо је открили.

Слика 5 ће помоћи да се одговори на питање како струна може истовремено да вибрира и као целина и као две половине.

Струна се савија као целина, а два полуталаса на њој осцилирају као нека врста осмице. Осмица која се љуља на љуљашци је додатак две такве врсте вибрација.

Шта се дешава са звуком када жица вибрира на овај начин?

Врло је једноставно: када жица вибрира као целина, она емитује звук одређене висине, обично се назива основним тоном. А када две половине (осам) вибрирају, добијамо дупло виши звук. Ови звуци свирају у исто време. На фреквенцијском одзиву то ће изгледати овако (слика 6).

Тамнија колона је главни тон који произилази из вибрације „целе“ жице, светлија је дупло већа од тамне, добија се од вибрације „осмице“. Свака трака на таквом графу се назива хармоником. По правилу, виши хармоници звуче тише, па је друга колона нешто нижа од прве.

Али хармоници нису ограничени на прва два. У ствари, поред већ замршеног додавања осмице са замахом, струна се у исто време савија као три полуталаса, као четири, као пет, и тако даље. (слика 7).

Сходно томе, прва два хармоника се додају звуци који су три, четири, пет, итд. пута већи од главног тона. На фреквенцијском одзиву, ово ће дати такву слику (слика 8).

Такав сложени конгломерат се добија када звучи само једна жица. Састоји се од свих хармоника од првог (који се назива основним) до највишег. Сви хармоници осим првог називају се још и призвуком, односно преведено на руски – „горњи тонови“.

Још једном наглашавамо да је ово најосновнија идеја звука, тако звуче све жице на свету. Поред тога, уз мање измене, сви дувачки инструменти дају исту звучну структуру.

Када говоримо о звуку, мислимо управо на ову конструкцију:

ЗВУК = ЗВУЧНИ ТОН + СВИ ВИШЕ ОВЕРТОНА

На основу ове структуре у музици су изграђене све њене хармонијске карактеристике. Особине интервала, акорда, штимова и још много тога могу се лако објаснити ако познајете структуру звука.

Али ако све жице и све трубе звуче овако, зашто можемо разликовати клавир од виолине, а гитару од флауте?

Тимбре

Горе формулисано питање може се поставити још теже, јер професионалци чак могу да разликују једну гитару од друге. Два инструмента истог облика, са истим жицама, звуком и човек осети разлику. Слажем се, чудно?

Пре него што решимо ову необичност, хајде да чујемо како би звучала идеална жица описана у претходном параграфу. Озвучимо график на слици 8.

* * *

Чини се да је сличан звуку правих музичких инструмената, али нешто недостаје.

Није довољно „неидеално“.

Чињеница је да на свету не постоје две апсолутно идентичне жице. Свака жица има своје карактеристике, иако микроскопске, али утичу на то како звучи. Несавршености могу бити веома разноврсне: дебљина се мења дуж дужине жице, различита густина материјала, мали дефекти плетенице, промена напетости током вибрација итд. Осим тога, звук се мења у зависности од тога где ударамо о жицу, од својстава материјала инструмента. (као што је осетљивост на влагу), како је инструмент позициониран у односу на слушаоца, и још много тога, све до геометрије просторије.

Шта ове карактеристике раде? Они незнатно модификују графикон на слици 8. Хармоници на њему могу да се испостави да нису баш вишеструки, благо померени удесно или улево, јачина различитих хармоника може се значајно променити, могу се појавити призвуци који се налазе између хармоника (слика 9). .).

Обично се све нијансе звука приписују нејасном концепту тембра.

Чини се да је тембар веома погодан израз за особености звука неког инструмента. Међутим, постоје два проблема са овим термином на које бих желео да укажем.

Први проблем је у томе што ако дефинишемо тембар као што смо горе урадили, онда инструменте разликујемо углавном по слуху, а не по њему. По правилу, хватамо разлике у првом делу секунде звука. Овај период се обично назива нападом, у којем се звук управо појављује. Остатак времена, сви срунови звуче веома слично. Да бисмо то проверили, слушајмо ноту на клавиру, али са „пресеченим“ периодом напада.

* * *

Слажем се, прилично је тешко препознати познати клавир у овом звуку.

Други проблем је што се обично, када се говори о звуку, издваја главни тон, а све остало се приписује тембру, као да је безначајан и не игра никакву улогу у музичким конструкцијама. Међутим, то уопште није случај. Неопходно је разликовати појединачне карактеристике, као што су призвуци и девијације хармоника, од основне структуре звука. Индивидуалне карактеристике заиста мало утичу на музичке конструкције. Али основна структура – ​​вишеструки хармоници, приказани на слици 8. – је оно што одређује све без изузетка хармонију у музици, без обзира на епохе, трендове и стилове.

О томе како ова структура објашњава музичке конструкције, говорићемо следећи пут.

Аутор – Роман Олеиников Аудио снимци – Иван Сошински