Częstotliwości dźwięków
Częstotliwości dźwięków
barbie barbie
2812
BLOG

Jeszcze o fizyce i muzyce

barbie barbie Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 55

Dyskusja poszła w innym kierunku – spróbuję więc odejść od techniki (zwłaszcza cyfrowej) i wrócić do związków muzyki i fizyki.

Jeden z dyskutantów na moją uwagę o tym, że wzmacniacze Single Endedd wprowadzają zniekształcenia głównie w postaci parzystych harmonicznych słusznie zauważył, że przecież druga harmoniczna to dźwięk wyższy o oktawę! A przecież oktawa to jeden z interwałów czystych i dość często na fortepianie stosuje się dla wzbogacenia dźwięku grę oktawami. Kto dysponuje instrumentem może spróbować zagrać choćby „Wlazł kotek na płotek” jednym palcem, a potem oktawami. Słychać różnicę – nieprawdaż?

Jeśli dysponujemy pewną techniką pianistyczną możemy spróbować potraktować dolny ton oktawy jako prowadzący (zagramy go głośniej), a górny jako uzupełnienie (zagramy go ciszej). Taki właśnie charakter mają zniekształcenia wnoszone przez wzmacniacze niesymetryczne.

A teraz drugi eksperyment – zagrajmy ton „a” (440 Hz) i spróbujmy znaleźć trzecią harmoniczną. Mnie się nie chciało liczyć, ale mam niezły generator akustyczny i włączyłem równocześnie ton 1320 Hz. Nie było to przyjemne wrażenie – radzę spróbować. Na fortepianie dokładnie się nie da (patrz obrazek) – ale wyjdzie to mniej więcej „a” oraz „e” (o dwie oktawy wyżej). Nie jest to zbyt przyjemne współbrzmienie – a właśnie takimi zniekształceniami charakteryzują się wzmacniacze symetryczne (przeciwsobne). Rezultat jest zadziwiający:

The subject of sound quality is not at all clear-cut. Even though tube amplifiers have higher measured distortion, a lot of knowledgeable people swear that they sound better. I finally dove into this subject in August 2006. I can clearly hear THD at 0.5% for a pure 440 Hz tone and the type of harmonics produced by a typical solid-state amp; for the type of harmonics produced by a single-ended triode amp I could not detect distortion until it reached a level of 10%”. (http://www.silcom.com/~aludwig/EARS.htm).

Warto też pamiętać, że stosowany obecnie strój równomiernie temperowany jest uproszczeniem i wielu naszych przodków uznałoby go za fałszywy. Proszę nie próbować samemu stroić fortepianu (nawet z generatorem) – nie zgodzi się! Słynne Wohltemperierte Klavier to przecież doświadczenia Bacha z zabawą tonacjami.

 

Wprowadzanie lub ograniczanie harmonicznych umożliwia kształtowanie barwy dźwięku – niektóre fortepiany posiadały dodatkową (czwartą) strunę alikwotową aby wzbogacić dźwięk. Niektórzy kompozytorzy (np. Albeniz) często wprowadzają oznaczenie „una corda”, aby uzyskać z fortepianu brzmienie zbliżone do gitary: http://www.youtube.com/watch?v=ZCUHU8gdxCE. W Wykonaniu dobrej pianistki (lub pianisty) efekt jest wspaniały.

Muzycy grający na innych instrumentach mają nawet większe możliwości.

Drugi problem to rozchodzenie się fal dźwiękowych. Warto policzyć – dźwięk o częstotliwości 20 Hz to fala o długości ok. 16,5 m, zaś 10 kHz to 3,3 cm! To ogromna różnica i rozchodzeniu się tych fal (zwłaszcza w pomieszczeniach) towarzyszą zupełnie inne efekty fizyczne. Przeciętny pokój to świetna wnęka rezonansowa dla niskich częstotliwości. To poważne wyzwanie dla akustyka. Jeśli ktoś próbował słuchać muzyki w komorze bezechowej wie jednak, że nie jest to rozwiązanie. Dlatego wiele nagrań realizowano np. w sali ratusza w Watford (k.Londynu) lub innych salach znanych z dobrej akustyki.

Fizyka muzyki to pasjonująca dziedzina - a przy okazji jest świetnym wprowadzeniem w świat fal i ich właściwości.

barbie
O mnie barbie

Nazywam się Tomasz Barbaszewski. Na Świat przyszedłem 77 lat temu wraz z nadejściem wiosny - była to wtedy niedziela. Potem było 25 lat z fizyką (doktorat z teoretycznej), a później drugie tyle z Xeniksem,  Uniksem i Linuksem. Dziś jestem emerytem oraz bardzo dużym wdowcem! Nigdy nie korzystałem z MS Windows (tylko popróbowałem) - poważnie! Poza tym - czwórka dzieci, już szóstka! wnucząt, dwa koty (schroniskowe dachowce), mnóstwo wspaniałych wspomnień i dużo czasu na czytanie i myślenie.

Nowości od blogera

Komentarze

Pokaż komentarze (55)

Inne tematy w dziale Technologie