Звук

Материал из GuitarWiki
Перейти к: навигация, поиск

Слово "звук" определяет два понятия: первое - звук как физическое явление; второе - звук как ощущение.

Звук - физическое явление, вызываемое колебаниями упругого тела (например струн). Эти колебания образуют в воздухе так называемые звуковые волны, которые достигают уха и заставляют колебаться барабанную перепонку.

Звук - как ощущение. Звуковые волны улавливаются слуховым органом и вызывают в нем раздражение, которое передается по нервной системе в головной мозг, создавая ощущение звука. Колебания барабанной перепонки в свою очередь передаются во внутреннее ухо и раздражают слуховой нерв. Так образом человек воспринимает звук.

Виды звуков

Мы воспринимаем большое количество различных звуков. Но не все звуки одинаково используются в музыке. Все существующие в природе звуки делятся на музыкальные и шумовые. Основную роль в музыке играют музыкальные звуки, хотя используются и шумовые (в частности почти все ударные инструменты издают шумовые звуки).

Шумовые звуки не имеют точно выраженной высоты, например треск, скрип, стук, гром, шорох и т. п. Шумовые инструменты применяются лишь в качестве украшения или придания музыке эмоциональной насыщенности. К таким инструментам относятся почти все ударные: треугольник, малый барабан, разнообразные виды тарелок, большой барабан и др. В этом присутствует некоторая доля условности, о которой не следует забывать. Например, такой ударный инструмент как "деревянная коробочка" имеет звучание с достаточно ясно выраженной высотностью, однако этот инструмент все равно причисляется к шумовым. Поэтому отличать шумовые инструменты надежнее по тому критерию, возможно ли на данном инструменте исполнить мелодию, или нет.

Музыкальными называются звуки, имеющие определённую высоту, которую можно измерить с абсолютной точностью. Всякий музыкальный звук можно повторить голосом или на каком-либо инструменте.

Свойства музыкального звука

Физический характер музыкального звука определяется несколькими свойствами; в их число входят: высота, громкость и тембр. Кроме того, в музыке имеет большое значение длительность звука. От того, что звук будет продолжительнее или короче, не меняется его физический характер, однако с точки зрения музыки длительность звука имеет столь же важное значение, как и остальные его свойства, поскольку от длительности зависит художественное содержание звука, или другими словами, его "настроение".

Теперь рассмотрим каждое свойство музыкального звука в отдельности.

Высота звука определяется частотой колебаний вибрирующего тела. Чем чаще колебания, тем выше звук, и наоборот.

Громкость звука определяется энергией колебательных движений, то есть амплитудой колебаний. Чем шире амплитуда колебаний, тем громче звук, и наоборот.

Тембром звука называется качественная сторона звука, его окраска. Для определения особенностей тембра в музыкальной среде применяются слова из области ощущений, термины-метафоры, например, говорят: звук мягкий, резкий, густой, звенящий, певучий и т. п. Каждый инструмент или человеческий голос обладает характерным для него тембром, и даже один инструмент способен издавать звук различной окраски. Тембр звука позволяет на слух отличать звуки, взятые на разных инструментах (например звук гитары от звука рояля). Различие тембров зависит от состава частичных тонов (натуральных призвуков или обертонов), которые присущи каждому источнику звука.

Длительность звука - продолжительность колебаний источника звука. Если звучит упругое тело, предоставленное собственной инерции (например, струна), то длительность звучания пропорциональна амплитуде колебаний в начале звучания.

Частичные тоны

Частичные тоны или обертоны (от нем. Oberton - верхний тон) - это неизбежные примеси, присутствующие в звуке любой природы. Их частоты всегда кратны частоте основного звука, а их количество и громкость может сильно варьироваться, благодаря чему и образуется различная тембровая окраска звука.

Если бы струна воспроизводила только основной тон, то форма ее волны соответствовала бы следующему графическому изображению:

Music theory sound 01.gif

Но звуковая волна на практике всегда имеет довольно сложную форму, часто далеко не походящую на математическую синусоиду. Происходит это вследствие того, что колеблющееся тело (в нашем случае струна), вибрируя, преломляется в равных частях. Эти части производят самостоятельные колебания в общем процессе вибрации тела и образуют дополнительные волны, соответствующие их длине. Дополнительные (простые) колебания и вызывают образование частичных тонов.

Высота частичных тонов различна, так как скорость колебания волн, от которых они образуются, не одинакова. Например длина волны второго частичного тона, образующейся от половины струны, в два раза короче волны основного тона, а частота колебаний ее в два раза скорее и т. д.:

Music theory sound 02.gif

Если принять за единицу число колебаний первого звука (основного тона) струны, то числа колебаний частичных тонов выразятся рядом целых чисел:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 и т. д.

Такой ряд звуков называется натуральным звукорядом. А обертоны, кратные основному тону по целому числу называются гармониками.

Пример гармонических обертонов: (абсолютная гармония)

  f   440 Hz основной тон первая гармоника
2f   880 Hz первый обертон вторая гармоника
3f 1320 Hz второй обертон третья гармоника
4f 1760 Hz третий обертон четвертая гармоника

Но в звуке струны имеются не только гармонические обертоны. Дело в том, что реальная, а не идеальная струна, может иметь утолщение или утоньшение на каком-то участке (либо производственный деффект, либо дефект от долгой игры на струне, от грязи, ржавчины и бог знает чего еще). Сделовательно этот участок будет производить обертоны немного отличающиеся от идеальной гармоники. Такие обертоны называются ингармониками. Звуковая волна ингармоники не всегда бывает идеально периодичной.

Не всегда наличие ингармоник является недостатком. В некоторых случаях способность музыкальных инструментов (барабанов, там-тамов, колокольчиков) производить обертоны, которые немного ниже или выше значения кратного основному тону, ценятся именно за это уникальное звучание. Заметим, что некоторые инструменты, например, камертон или флейта, способны выдавать чистый или практически чистый, идеальный звук, так как их обертоны находятся очень близко к кратному основному тону, т.е. ингармоники отсутствуют или неуловимы.

Столь сложная структура звучания простой одиночной струны не воспринимается нами сознательно, потому что подобное строение имеют, в принципе, все звуки, с которыми мы имеем дело в своей жизни; а также потому, что громкости, амплитуды этих призвуков чаще всего на несколько порядков меньше, чем амплитуда главной, основной частоты струны.

Обертоны использутся в игре на гитаре для извлечения флажолетов.


Ссылки