Акустика музыкальных инструментов и человеческого голосового аппарата

Общие понятия о музыкальных инструментах

§ 1. Каждый музыкальный инструмент, независимо от его устройства, может состоять в основном из следующих главных частей:

а) з в у ч а щ е г о т е л а - основной части инструмента, издающей звук. Иногда его называют латинским словом в и б р а т о р, подразумевая при этом тело, которое возбуждает звуковые волны в окружающей нас воздушной среде. Возбуждение этих волн может происходить либо путем непосредственной передачи, либо с участием промежуточных излучателей звуковой энергии;

б) в о з б у д и т е л я к о л е б а н и й звучащего тела. Для передачи энергии звучащему телу и для возбуждения его колебаний во многих случаях применяются более или менее сложные механизмы. Их устройство и форма варьируют, в зависимости от способа возбуждения колебаний и природы звучащего тела;

в) у с и л и т е л я г р о м к о с т и з в у к а, необходимого во всех тех случаях, когда отдача энергии звучащего тела окружающим его массам воздуха слишком мала. В большинстве случаев это происходит тогда, когда звучащее тело имеет слишком малую поверхность или объем. В таких случаях колебания звучащего тела должны быть переданы другому телу, имеющему большую поверхность или объем, которое тогда явится преимущественным излучателем его колебаний в окружающее воздушное пространство.

Применение твердых поверхностных излучателей необходимо во всех струнных инструментах; в этих случаях наиболее удобным видом излучателей являются резонансные деки, представляющие собой пластинки из какого-либо упругого материала (чаще всего дерева). В тех же случаях, когда звучащее тело само по себе имеет большую поверхность (пластинки, перепонки), нет необходимости в применении добавочных излучателей колебаний.

Поверхностные излучатели звуковой энергии применяются во всех звуковоспроизводящих инструментах и приборах (патефон, граммофон, электрические воспроизводители звука - громкоговорители и т. п.). Bo всех этих случаях излучателем звука в атмосферу является колеблющаяся пластинка или мембрана. Если поверхность такой пластинки мала, как, например, в мембране граммофона или фонографа, то для усиления издаваемых ею звуков применяют раструбы; в тех же случаях, когда почему-либо нежелательно или невозможно применение раструбов, излучающую поверхность колеблющейся пластинки делают достаточно большой. Такие пластинки обычно называют диффузорами.

Для того, чтобы излучатель звуковых колебаний мог хорошо выполнять свое усиливающее назначение, необходимо, чтобы он был хорошим множественным резонатором, т. е. чтобы он мог более или менее равномерно реагировать на колебания разнообразных частот, производимые звучащим телом, и более или менее равномерно отдавать их в окружающие массы воздуха. Поэтому, хотя в качестве излучателей и применяют тела, сходные по форме я конструкции с звучащими телами, но, в отличие от последних, их сооружают таким образом, или ставят в такие специальные условия, чтобы они по возможности не имели ярко выраженных собственных частот колебаний в пределах того диапазона частот, которые они предназначены усиливать и излучать.

Излучатели звуковых колебаний, как показывает практика, обычно в большей или меньшей степени участвуют также в образовании тембра излучаемых звуков. Их физические свойства благоприятствуют изменению формы звуковой волны, излучаемой звучащим телом. Регулируя устройство излучателей, мы получаем средства к управлению не только громкостью звука музыкальных инструментов, но и их тембрами.

§ 2. Существеннейшей частью каждого музыкального инструмента является одно или несколько звучащих тел.

В музыкальных инструментах применяются твердые и газообразные звучащие тела (воздух). Хотя существуют и жидкие звучащие тела, но, ввиду практических неудобств, при их использовании, они не находят применения в музыкальной практике.

Все разнообразные звучащие тела, в зависимости от их материала, формы и акустических особенностей, чешский физик Эрнст Хладни подразделил на три основные категории:

1. Тела, упругие вследствие своей природной твердости и формы; они не требуют предварительного натяжения или сжатия для того, чтобы получить способность издавать звук. Такие тела мы будем в дальнейшем называть самозвучащими телами. Они могут иметь разнообразную форму (бруски, стержни, пластинки плоские и изогнутые в виде сосудов, трубок и пр.).

Подробно о музыке:

Incubus
Эта команда из калифорнийского городка Калабасаса была создана в 1991 году одноклассниками Брэндоном Бойдом (вокал, перкуссия), Майком Эйнзайгером (гитара), Алексом Катуничем ака Дирк Ланс (бас) и Хосе Пассиласом (ударные). Начали они с фанк-металла, позаимствовав многое у "Red hot chili pe ...

Жизнь и творчество Д.Д.Шостаковича
Природа одарила Дмитрия Дмитриевича Шостаковича характером необычайной чистоты и отзывчивости. В редкостной гармонии сливались в нем начала — творческое, духовное и нравственное. Образ человека совпадал с образом творца. То мучительное противоречие между повседневностью и нравственным идеалом, кот ...

Деревянные духовые
«В группе деревянных духовых, напротив, различие тембров отдельных ее представителей: флейт, гобоев, кларнетов и фаготов гораздо более ощутимо, так же, как и различие регистров в каждом из названных представителей. В общем деревянная духовая группа обладает меньшей гибкостью по сравнению со смычко ...