چنگال ها و الگوهای هارمونیک

4. 2 سری Overtone ، افزودن امواج و کیفیت تن

ما تاکنون نکته بسیار مهمی را کنار گذاشته ایم. ما در مورد فرکانس اساسی یک سیستم ارتعاش و مقیاس بندی آن با طول بحث کرده ایم. ما همچنین از این واقعیت آگاه هستیم که بسیاری از حالت های ممکن برای لرزش وجود دارد که هر یک فرکانس ارتعاش خود را دارند. این مجموعه از فرکانس ها یک سری Overtone نامیده می شود و می تواند یک سری هارمونیک غیر هارمونیک ، هارمونیک یا یک سری هارمونیک جزئی باشد. نکته اصلی در اینجا این است که وقتی یک یادداشت بر روی یک ساز به صدا در می آید ، همه حالت های مختلف ساز می توانند لرزش را شروع کنند و هر حالت فرکانس خاص خود را به صدای کلی تولید شده کمک می کند. این همان چیزی است که باعث می شود هر ساز متفاوت به نظر برسد ، یا آنچه به هر ساز می دهد کیفیت تن یا Timbre خود را می دهد.

با این حال ، حتی کمی پیچیده تر می شود ، زیرا هر حالت لزوماً به همان میزان صدا کمک نمی کند ، حتی برای همان نت در همان ساز. اگر یک گیتار را در وسط رشته قرار دهید ، کاملاً متفاوت از آن است که رشته را بسیار نزدیک به یک انتهای رشته بکشید. حتی اگر این همان ساز همان نت را بازی کند ، دو روش برای پخش نت می تواند متفاوت به نظر برسد. ویولن قابل جمع شدن یا تعظیم است. این دو روش برای پخش نت ، دوباره ، بسیار متفاوت به نظر می رسند ، حتی اگر زمین یکسان باشد و ساز یکسان است. آنچه در حال تغییر است ، میزان هر سبقت است که به کیفیت تن کمک می کند.

ما به رشته های ارتعاش نگاه کرده ایم ، اما یک فرض این بود که رشته کاملاً انعطاف پذیر است. به عبارت دیگر ، سختی ندارد. یک تکه نخ یا نخ دندان در این گروه قرار می گیرد. رشته های روی گیتار نیز نسبتاً انعطاف پذیر هستند در حالی که رشته های ویولن کمی سفتی دارند. شدیدترین مورد یک رشته پیانو است. رشته های پیانو آنقدر سفت هستند که کار با آنها بسیار سخت است. همانطور که خواهیم دید ، این مجموعه سری Overtone را تغییر می دهد و علاوه بر نحوه تنظیم آن ، بر کیفیت تن پیانو نیز تأثیر می گذارد.

افزودن امواج

در بخش 2. 1 ، ما در مورد این واقعیت بحث کردیم که شکل یک موج کیفیت تن آن را تعیین می کند ، با این حال ، اکنون می گوییم که این بیش از حد است که کیفیت تن را تعیین می کند. چه خبره؟خوب ، اینها در واقع همان جمله هستند!

یک نت خالص ، یکی بدون سبقت ، شکل ای دارد که موج سینوسی است:

یک نت خالص با دو برابر فرکانس دارای شکلی است که به نظر می رسد:

حال ، بیایید در نظر بگیریم که ما یادداشتی را در حال بازی هستیم که حاوی هارمونیک دوم است (که دو برابر فرکانس اساسی است). شکل به نظر می رسد؟در واقع ، تمام کاری که ما باید انجام دهیم این است که دو شکل را به هم اضافه کنیم و به دست می آوریم:

چندین جنبه مهم برای این شکل جدید وجود دارد. اول ، شکل آن موج سینوسی ساده نیست ، بنابراین غنی تر از یک لحن خالص به نظر می رسد. دوم ، حتی اگر شکل متفاوت باشد ، دوره و فرکانس همانند اساسی فوق است. این بسیار مهم است ، زیرا این بدان معنی است که زمین یکسان باقی می ماند. بنابراین ، اکنون می توانیم ارتباط بین شکل ، هارمونیک و کیفیت تن را مشاهده کنیم. اگر هارمونیک را به بنیادی اضافه کنید ، شکل موج را تغییر می دهیم ، اما وضعیت آن نیست ، بنابراین این راهی برای کنترل مستقل از کیفیت تن بدون تأثیرگذاری بر زمین به ما می دهد. فرقی نمی کند موج در 3F ، 7F یا 32F اضافه کنیم. شکل تغییر خواهد کرد اما زمین نخواهد بود.

ابزارهای ملودیک در مقابل غیر ملودیک:

تا به امروز ، ما فقط تأثیر اضافه کردن یک سبقت هارمونیک به بنیادی را در نظر گرفتیم ، زیرا اگر بیش از حد هارمونیک باشد یا خیر ، تفاوت بزرگی وجود دارد. اگر اورتون هارمونیک باشد ، زمین تغییر نمی کند. بیایید ببینیم چه اتفاقی می افتد اگر یک سبقت اضافه کنیم که هارمونیک نباشد ، به عنوان مثال ، اولین بار از یک نوار ارتعاش در 2. 76F:

در اینجا ، اساسی به رنگ سیاه است و اولین سبقت با رنگ قرمز است. مجموع این دو به رنگ سبز است. همانطور که می بینیم ، موج سبز با یک دوره کاملاً تعریف شده تکرار نمی شود. اگر به این صدا گوش دهید ، زمین مشخصی نخواهد داشت. شما هم بنیادی و هم بیش از حد را می شنوید ، اما آنها در ایجاد زمین از یکدیگر پشتیبانی نمی کنند. صدایی بدون زمین مجزا معمولاً ناخوشایند تلقی می شود.

بنابراین ، ابزاری با سبقت هارمونیک به این معنی است که می توانید هارمونیک ها را در مقادیر مختلف اضافه کنید تا کیفیت لحن را در حالی که احساس زمین را حفظ می کنید و صدای دلپذیر ایجاد می کنید ، تنظیم کنید. یک بازیکن ماهر می تواند ترکیبی از هارمونیک ها را تغییر دهد تا کیفیت لحن را متناسب با روحیه موسیقی تغییر دهد ، خواه روشن و روشن ، ملایم یا تاریک و غنی باشد.

این با یک ابزار غیر هارمونیک امکان پذیر نیست. در بیشتر مواقع ، اورتونها باید سرکوب شوند ، یا صدای ناخوشایند و بدون زمین قوی تولید شود. البته ، گاهی اوقات ، این همان چیزی است که به دنبال آن است. به عنوان مثال ، سمبل ها در این گروه قرار می گیرند. آنها برای جلوه های صوتی استفاده می شوند ، اما نه برای زمین ، ملودی یا هارمونی.

از ابزاری مانند زیلوفون می‌توان برای نواختن ملودی استفاده کرد، اما این فقط به این دلیل کار می‌کند که اهنگ‌ها تا حد زیادی سرکوب می‌شوند - شما فقط چیزهای اساسی را می‌شنوید. در حالی که این کار از سختی تون های غیر هارمونیک جلوگیری می کند، همچنین هیچ توانایی برای تغییر کیفیت تون وجود ندارد. بنابراین، دامنه بیان در این نوع ابزار بسیار محدود است. به همین دلیل است که آنها هنوز به بخش ضربی سقوط می کنند.

طبل ها مانند سنج هستند، از این نظر که برای افکت استفاده می شوند، نه آهنگ یا هارمونی. یک استثناء تیمپانی (یا کتری درام) است. در اینجا نیز تلاش زیادی برای طراحی تیمپانی انجام شده است تا رنگ آنها به هارمونیک نزدیک شود. هنگامی که این امر محقق می شود، درام حسی از زمین به دست می آورد. به همین دلیل است که تمپانی سمفونی بسیار گران است.

یکی از راه هایی که می توان مخلوط overtone را در یک نوار ارتعاشی کنترل کرد، نحوه پشتیبانی میله است. برای شنیدن حرف های اساسی، انتهای آن باید آزاد باشد تا ارتعاش داشته باشد. بنابراین میله را نمی توان در انتها نگه داشت. با این حال، از آنجایی که گره‌ها موقعیت‌هایی هستند که میله در آن‌ها ارتعاش نمی‌کند، می‌توان آن را در آن نقاط بدون میرایی ارتعاش نگه داشت. این نقطه حدود 22 درصد طول میله از هر انتها است و شما می توانید آن را در هر زیلوفون مشاهده کنید. اما، این نقاط گره‌هایی برای حالت‌های بالاتر ارتعاش نیستند، بنابراین تمام حالت‌های بالاتر میرا می‌شوند. بنابراین، فقط با نحوه نگهداشتن میله‌ها، اجازه می‌دهد تا فاندامنتال ارتعاش کند و همه حالت‌های دیگر را سرکوب کند. اگر میله ای دقیقاً در یک نقطه دقیقاً در وسط میله نگه داشته شود چه اتفاقی می افتد؟

فراتون و ابزار

اهنگ ها نیز بر ساخت سازها تأثیر می گذارند. نمونه ای از آن در قسمت آخر مشاهده شد که در آن ذکر شد که شکل یک میله ارتعاشی می تواند روی سری تون تأثیر بگذارد. اولین تونن یک نوار در 2. 76f است. این به هیچ هارمونیک یا حتی هیچ یک از بازه هایی که ما می شناسیم نزدیک نیست. با این حال، اگر یک اکتاو و یک چهارم کامل از پایه بالا برویم، به 2(4/3)f = (8/3)f = 2. 67f می رسیم. بنابراین، اگر می‌توانستیم اهنگ اول نوار را کمی تنظیم کنیم و آن را از 2. 76 به 2. 67 کاهش دهیم، صدای نوار بسیار بهتر خواهد بود.

در همین راستا دو نمونه دیگر را مورد بحث قرار خواهیم داد: پیانوهای گرند و چنگال کوک.

سیم روی پیانو بزرگ

همانطور که در بالا ذکر شد ، در واقع یک پیوستار بین رشته های فولادی و نوار فلزی وجود دارد. یک سیم فلزی بسیار نازک بسیار انعطاف پذیر است و مانند یک رشته ایده رفتار می کند. به عنوان مثال ، اولین بار در فرکانس هارمونیک 2F است. اکنون ، هرچه سیم ضخیم تر شود ، سفتی می شود. این امر باعث می شود که بیش از حد بیش از آنچه که باید باشد بالاتر باشد. اصطلاح موسیقی برای این امر این است که سبقت ها واضح تر می شوند. رشته یا سیم سخت تر ، برآمدگی های واضح تر. در حد مجاز که سیم آنقدر ضخیم شود که شما آن را به جای یک رشته یا سیم ، نوار در نظر بگیرید ، اولین سبوس دار در 2. 76f و نه 2f است.

بنابراین ، بر روی پیانو ، به دلیل رشته های سیم ضخیم ، اورتونها کمی تیز هستند. قابل توجه است و یک تیونر پیانو خوب برای این کار اصلاح می کند. بگویید شما ابتدا میانه C را به زمین استاندارد آن تنظیم می کنید ، که ما آن را f می نامیم. سه اکتاو بالاتر باید در (2) 3 = 8f باشد. بیش از حد دوم از میانی C نیز باید 8F باشد. با این حال ، به دلیل سختی ، بیشتر شبیه 8. 1f است. از آنجا که بسیاری از اورتونها وقتی به یک پیانو یادداشت می کنید ، به نظر می رسد که او اکتاو سوم را بالاتر از میانه C به دومین بار از میانه C تنظیم کنید ، نه اینکه دقیقاً 3 اکتاو را بالاتر بگذارید. به این روش تنظیم "کشش اکتاوها" گفته می شود زیرا هر اکتاو کمی بزرگتر از آنچه که به طور معمول وجود دارد ، می شود. اگر یک پیانو با گوش تنظیم شود ، این اتفاق می افتد ، زیرا اگر اورتونها در هماهنگی باشند ، اکتاو ها بهتر به نظر می رسند.

البته محدودیتی در این مورد وجود دارد. اگر بیش از حد خیلی تیز باشد ، اکتاو ها بیش از حد از ارزش ایده آل خود منحرف می شوند. بنابراین ، این ، به نوبه خود ، اندازه پیانو را محدود می کند. کنسرت کامل پیانوهای بزرگ بزرگترین ابزار موجود در آنجا است. هدف این است که تا حد ممکن رشته استفاده شود ، زیرا این امر باعث می شود پیانو بلندتر و لحن غنی تر شود. با این حال ، اگر شما مرتباً رشته ها را طولانی تر می کنید ، یا تنش باید افزایش یابد ، یا رشته هایی که نازک تر می شوند تا بتوانند زمین را یکسان نگه دارند ، مطابق رابطه:

مشکل این است که رشته های نازک تر شکسته می شوند. بنابراین تنش باید افزایش یابد ، که این رشته ها را نیز می شکند. بنابراین ، در پایان رشته ها باید ضخیم تر شوند. اگرچه رشته ضخیم تر اکنون فرکانس را کاهش می دهد ، اما این بیشتر از افزایش تنش ممکن توسط رشته ضخیم تر جبران می شود. در نهایت ، رشته ها آنقدر سفت می شوند که بیش از حد خیلی دور از نظر خوب به نظر می رسد. در حقیقت ، پیانوهای بزرگ مدرن از نظر اندازه خود به حد خود رسیده اند ، مگر اینکه ، البته مواد جدید ، که قوی تر است ، اما سخت تر نیست ، می توان یافت. سرانجام ، اگر رشته یا نوار به اندازه کافی ضخیم باشد ، برای لرزش آن به هیچ تنشی احتیاج ندارید

یک رشته دارای بیش از حد هارمونیک بسیاری است که کیفیت لحن گرم و غنی را نشان می دهد. با این حال ، داشتن همه هارمونیک های موجود ، زمین را کمی مجزا می کند. بنابراین ، تنظیم یک ساز دقیقاً به ویولن یا هر ساز دیگر سخت تر است. یک نوار فلزی به شکل "U" در واقع یک جایگزین مفید را ارائه می دهد:

کمترین حالت بعدی ، 5. 3F - فرکانس بسیار بالا

این ترتیب هوشمندانه باعث می شود که هر "رنگ" چنگال مانند نوار فلزی که در یک انتها بسته شده است عمل کند. ما در این مورد حالت های احتمالی را در این مورد ، در بخش قبلی بررسی کردیم. در شکل بالا ، می بینیم که حالت بالاتر بعدی در 5. 3F است. این آنقدر زیاد است که گوش به راحتی می تواند آن را نادیده بگیرد. به همین دلیل ، مغز می تواند فقط روی اساسی متمرکز شود. این یک زمین خالص و دقیق برای تنظیم یک ساز فراهم می کند. علاوه بر این ، تمام چنگال های تنظیم یکسان به نظر می رسند ، زیرا هیچ تفاوتی در الگوی سبقت از یک چنگال تنظیم به دیگری وجود ندارد ، زیرا اصلاً هیچ سبقت قابل توجهی وجود ندارد.