Glazbeni zvuk i njegova svojstva

Predstava “4'33”” Johna Cagea je 4 minute i 33 sekunde tišine. S izuzetkom ovog rada, svi ostali koriste zvuk.

Zvuk je za glazbu ono što je boja za sliku, riječ je za pisca, a cigla je za graditelja. Zvuk je materijal glazbe. Treba li glazbenik znati kako funkcionira zvuk? Strogo govoreći, ne. Uostalom, graditelj možda i ne poznaje svojstva materijala od kojeg gradi. To što će se zgrada srušiti nije njegov problem, to je problem onih koji će u ovoj zgradi živjeti.

Na kojoj frekvenciji zvuči nota C?

Koja svojstva glazbenog zvuka poznajemo?

Uzmimo niz kao primjer.

Volumen. Odgovara amplitudi. Što jače udaramo po žici, to je veća amplituda njezinih titraja, to će zvuk biti glasniji.

trajanje. Postoje umjetni računalni tonovi koji mogu zvučati proizvoljno dugo, ali obično se zvuk pojavi u nekom trenutku i prestane u nekom trenutku. Uz pomoć trajanja zvuka redaju se sve ritamske figure u glazbi.

Visina. Navikli smo reći da neke note zvuče više, druge niže. Visina zvuka odgovara frekvenciji titranja žice. Mjeri se u hercima (Hz): jedan herc je jedno vrijeme u sekundi. Prema tome, ako je npr. frekvencija zvuka 100 Hz, to znači da žica napravi 100 titraja u sekundi.

Ako otvorimo bilo koji opis glazbenog sustava, lako ćemo pronaći tu frekvenciju do male oktave je 130,81 Hz, dakle u sekundi emitiranje žice do, čini 130,81 oscilacija.

Ali to nije istina.

Savršen niz

Dakle, prikažimo ono što smo upravo opisali na slici (slika 1). Za sada odbacujemo trajanje zvuka i označavamo samo visinu i glasnoću.

Ovdje crvena traka grafički predstavlja naš zvuk. Što je ova traka viša, zvuk je glasniji. Što je ovaj stupac više udesno, to je zvuk viši. Na primjer, dva zvuka na slici 2 bit će iste glasnoće, ali će drugi (plavi) zvučati više od prvog (crveni).

Takav se graf u znanosti naziva amplitudno-frekvencijski odziv (AFC). Uobičajeno je proučavati sve značajke zvukova.

Sada se vratimo na niz.

Kad bi žica vibrirala kao cjelina (slika 3), tada bi stvarno proizvodila jedan zvuk, kao što je prikazano na slici 1. Taj bi zvuk imao određenu glasnoću, ovisno o jačini udarca, i dobro definiranu frekvenciju oscilacija, zbog napetosti i duljine strune.

Možemo slušati zvuk koji proizvodi takvo titranje žice.

* * *

Zvuči jadno, zar ne?

To je zato što, prema zakonima fizike, žica ne vibrira baš ovako.

Svi gudači znaju da ako dodirnete žicu točno po sredini, a da je čak i ne pritisnete uz prag, i udarite po njoj, možete dobiti zvuk tzv. flagolet. U tom će slučaju oblik vibracija žice izgledati otprilike ovako (slika 4).

Ovdje se čini da je žica podijeljena na dva dijela, a svaka polovica zvuči zasebno.

Iz fizike je poznato: što je žica kraća, to brže vibrira. Na sl. 4 svaka od polovica je dva puta kraća od cijelog niza. Sukladno tome, frekvencija zvuka koju primamo na ovaj način bit će dvostruko veća.

Trik je u tome što se takvo titranje žice nije pojavilo u trenutku kada smo počeli svirati harmoniku, bilo ga je i u “otvorenoj” žici. Samo što je kad je žica otvorena takvu vibraciju teže primijetiti, a stavljanjem prsta u sredinu otkrili smo je.

Slika 5 pomoći će odgovoriti na pitanje kako žica može istovremeno vibrirati i kao cjelina i kao dvije polovice.

Žica se savija kao cjelina, a na njoj titraju dva poluvala kao neka osmica. Osmica koja se ljulja na ljuljački je ono što je zbrajanje dvije takve vrste vibracija.

Što se događa sa zvukom kada žica vibrira na ovaj način?

Vrlo je jednostavno: kada žica kao cjelina vibrira, emitira zvuk određene visine, obično se naziva osnovni ton. A kad dvije polovice (osmice) vibriraju, dobivamo dvostruko jači zvuk. Ovi zvukovi sviraju u isto vrijeme. Na frekvencijskom odzivu to će izgledati ovako (slika 6).

Tamniji stupac je glavni ton koji proizlazi iz vibracije “cijele” žice, svjetliji je dvostruko viši od tamnog, dobiva se iz vibracije “osmice”. Svaka traka na takvom grafikonu naziva se harmonik. U pravilu viši harmonici zvuče tiše, pa je drugi stupac nešto niži od prvog.

Ali harmonici nisu ograničeni na prva dva. Zapravo, osim već zamršenog dodatka osmice sa zamahom, žica se u isto vrijeme savija kao tri poluvala, kao četiri, kao pet, i tako dalje. (slika 7).

U skladu s tim, prva dva harmonika dodaju zvukove koji su tri, četiri, pet itd. puta viši od glavnog tona. Na frekvencijskom odzivu to će dati takvu sliku (Sl. 8).

Takav složeni konglomerat dobiva se kada zvuči samo jedna žica. Sastoji se od svih harmonika od prvog (koji se naziva osnovnim) do najvišeg. Svi harmonici osim prvog također se nazivaju prizvuci, tj. u prijevodu na ruski - "gornji tonovi".

Još jednom ističemo da je ovo najosnovnija ideja zvuka, tako zvuče sve žice svijeta. Uz to, uz manje izmjene, sva puhačka glazbala daju istu zvučnu strukturu.

Kada govorimo o zvuku, mislimo upravo na ovu konstrukciju:

ZVUK = TEMELNI TON + SVI VIŠE OVERTONA

Na temelju te strukture izgrađuju se u glazbi sve njezine harmonijske značajke. Svojstva intervala, akorda, ugađanja i još mnogo toga mogu se lako objasniti ako poznajete strukturu zvuka.

Ali ako sve žice i sve trube zvuče ovako, zašto možemo razlikovati klavir od violine, a gitaru od flaute?

boja zvuka

Gore formulirano pitanje može se postaviti još teže, jer profesionalci čak mogu razlikovati jednu gitaru od druge. Dva instrumenta istog oblika, s istim žicama, zvuče, a čovjek osjeti razliku. Slažete se, čudno?

Prije nego riješimo ovu neobičnost, čujmo kako bi zvučala idealna žica opisana u prethodnom paragrafu. Ozvučimo graf na slici 8.

* * *

Čini se da je sličan zvuku pravih glazbenih instrumenata, ali nešto nedostaje.

Nije dovoljno "neidealno".

Činjenica je da u svijetu ne postoje dvije apsolutno identične žice. Svaka žica ima svoje karakteristike, iako mikroskopske, ali utječu na to kako zvuči. Nesavršenosti mogu biti vrlo raznolike: mijenjanje debljine po dužini žice, različite gustoće materijala, mali nedostaci upletenice, promjene napetosti tijekom vibracija itd. Osim toga, zvuk se mijenja ovisno o tome gdje udaramo po žici, svojstvima materijala instrumenta (kao što je osjetljivost na vlagu), kako je instrument postavljen u odnosu na slušatelja i još mnogo toga, sve do geometrije prostorije.

Što ove značajke rade? Oni malo modificiraju grafikon na slici 8. Harmonici na njemu mogu se pokazati ne baš višestrukim, blago pomaknutima udesno ili ulijevo, glasnoća različitih harmonika može se jako promijeniti, mogu se pojaviti prizvuci smješteni između harmonika (Sl. 9 .).

Obično se sve nijanse zvuka pripisuju nejasnom konceptu boje.

Čini se da je timbar vrlo prikladan izraz za osobitosti zvuka instrumenta. Međutim, postoje dva problema s ovim pojmom na koja bih želio istaknuti.

Prvi problem je taj što ako definiramo boju zvuka kao što smo to učinili gore, tada instrumente razlikujemo na sluh uglavnom ne po njemu. U pravilu, razlike hvatamo u prvom djeliću sekunde zvuka. Ovo razdoblje se obično naziva napad, u kojem se zvuk samo pojavljuje. Ostatak vremena, svi srunovi zvuče vrlo slično. Da bismo to provjerili, poslušajmo notu na klaviru, ali s "odsječenim" periodom napada.

* * *

Slažem se, prilično je teško prepoznati dobro poznati klavir u ovom zvuku.

Drugi problem je što se obično, kada se govori o zvuku, izdvaja glavni ton, a sve ostalo pripisuje timbru, kao da je beznačajan i ne igra nikakvu ulogu u glazbenim konstrukcijama. Međutim, to uopće nije slučaj. Potrebno je razlikovati pojedine značajke, kao što su prizvuci i odstupanja harmonika, od temeljne strukture zvuka. Individualne karakteristike doista malo utječu na glazbene konstrukcije. Ali temeljna struktura – višestruki harmonici, prikazani na slici 8. – ono je što određuje svu bez iznimke harmoniju u glazbi, bez obzira na razdoblja, trendove i stilove.

Sljedeći put ćemo govoriti o tome kako ova struktura objašnjava glazbene konstrukcije.

Autor - Roman Oleinikov Audio zapisi – Ivan Sošinski