Muusikaline heli ja selle omadused

John Cage'i näidend "4'33" on 4 minutit ja 33 sekundit vaikust. Kõik teised, välja arvatud see teos, kasutavad heli.

Heli on muusikale sama, mis maalile maalile, sõna on kirjanikule ja telliskivi ehitajale. Heli on muusika materjal. Kas muusik peaks teadma, kuidas heli töötab? Rangelt võttes ei. Ehitaja ei pruugi ju teada selle materjali omadusi, millest ta ehitab. See, et hoone kokku variseb, pole tema probleem, see on nende probleem, kes selles majas elama hakkavad.

Mis sagedusega noot C kõlab?

Milliseid muusikalise heli omadusi me teame?

Võtame näiteks stringi.

Köide. See vastab amplituudile. Mida tugevamini me stringile lööme, seda suurem on selle vibratsiooni amplituud, seda valjem on heli.

kestus. On kunstlikke arvutitoone, mis võivad kõlada suvaliselt kaua, kuid tavaliselt tuleb heli ühel hetkel sisse ja ühel hetkel peatub. Heli kestuse abil on rivistatud kõik muusika rütmilised kujundid.

Kõrgus Oleme harjunud ütlema, et ühed noodid kõlavad kõrgemalt, teised madalamalt. Heli kõrgus vastab stringi vibratsiooni sagedusele. Seda mõõdetakse hertsides (Hz): üks herts on üks kord sekundis. Seega, kui heli sagedus on näiteks 100 Hz, tähendab see, et string teeb 100 vibratsiooni sekundis.

Kui avame mõne muusikalise süsteemi kirjelduse, leiame kergesti selle sageduse kuni väikese oktavini on 130,81 Hz, nii et string kiirgab sekundis et, teeb 130,81 võnkumist.

Kuid see pole tõsi.

Täiuslik string

Niisiis, kujutame äsja kirjeldatut pildil (joonis 1). Esialgu jätame heli kestuse kõrvale ja tähistame ainult helikõrgust ja valjust.

Siin kujutab punane riba graafiliselt meie heli. Mida kõrgem see riba, seda valjem on heli. Mida parem on see veerg, seda kõrgem on heli. Näiteks kaks helit joonisel 2 on sama helitugevusega, kuid teine ​​(sinine) kõlab kõrgemalt kui esimene (punane).

Sellist graafikut nimetatakse teaduses amplituud-sagedusreaktsiooniks (AFC). On tavaks uurida kõiki helide omadusi.

Nüüd tagasi stringi juurde.

Kui pael vibreeriks tervikuna (joonis 3), siis teeks see tõesti ühe heli, nagu on näidatud joonisel 1. Sellel helil oleks olenevalt löögi tugevusest teatud helitugevus ja täpselt määratletud sagedus võnkumine, mis on tingitud nööri pingest ja pikkusest.

Me saame kuulata heli, mida tekitab selline keelpilli vibratsioon.

* * *

Kõlab viletsalt, kas pole?

Seda seetõttu, et füüsikaseaduste kohaselt ei vibreeri string päris nii.

Kõik keelpillimängijad teavad, et kui puudutate nööri täpselt keskel, ilma seda isegi vastu murulauda vajutamata ja lööte, võite saada heli nn. lipnik. Sel juhul näeb stringi vibratsiooni vorm välja umbes selline (joonis 4).

Siin näib, et keel on jagatud kaheks ja kumbki pool kõlab eraldi.

Füüsikast on teada: mida lühem on nöör, seda kiiremini see vibreerib. Joonisel 4 on kumbki pool kaks korda lühem kui terve nöör. Sellest tulenevalt on sel viisil vastuvõetava heli sagedus kaks korda kõrgem.

Nipp seisneb selles, et sellist keelpilli vibratsiooni ei tekkinud hetkel, kui harmoonikat mängima hakkasime, see oli olemas ka “lahtises” keeles. Lihtsalt kui nöör on lahti, siis on sellist vibratsiooni raskem märgata ja näppu keskele pannes me selle paljastasime.

Joonis 5 aitab vastata küsimusele, kuidas saab pael vibreerida korraga nii tervikuna kui ka kahe poolena.

Nöör paindub tervikuna ja kaks poollainet võnguvad sellel nagu mingi kaheksa. Kahe sellist tüüpi vibratsiooni lisamine on kujund kaheksa, mis kiigub kiigel.

Mis juhtub heliga, kui keel niimoodi vibreerib?

See on väga lihtne: kui keelkeel vibreerib tervikuna, annab see välja teatud kõrgusega heli, mida tavaliselt nimetatakse põhitooniks. Ja kui kaks poolt (kaheksa) vibreerivad, saame kaks korda kõrgema heli. Need helid kõlavad samal ajal. Sageduskarakteristikul näeb see välja selline (joonis 6).

Tumedam sammas on “terve” nööri vibratsioonist tulenev põhitoon, heledam on kaks korda kõrgem kui tume, see saadakse “kaheksa” vibratsioonist. Sellise graafiku iga riba nimetatakse harmooniliseks. Kõrgemad harmoonilised kõlavad reeglina vaiksemalt, seega on teine ​​veerg veidi madalam kui esimene.

Kuid harmoonilised ei piirdu kahe esimesega. Tegelikult, lisaks juba keerulisele kaheksakujulisele lisamisele kiigega, paindub pael samal ajal nagu kolm poollainet, nagu neli, nagu viis jne. (joonis 7).

Vastavalt sellele lisatakse kahele esimesele harmoonilisele helid, mis on põhitoonist kolm, neli, viis jne korda kõrgemad. Sageduskarakteristiku kohta annab see sellise pildi (joonis 8).

Selline keeruline konglomeraat tekib siis, kui kõlab ainult üks keel. See koosneb kõigist harmoonilistest alates esimesest (mida nimetatakse põhiliseks) kuni kõrgeima. Kõiki harmoonilisi peale esimese nimetatakse ka ülemtoonideks ehk vene keelde tõlgituna – “ülemised toonid”.

Rõhutame veel kord, et see on heli kõige elementaarsem idee, nii kõlavad kõik maailma keelpillid. Lisaks annavad kõik puhkpillid väiksemate muudatustega sama kõlastruktuuri.

Helist rääkides peame silmas täpselt seda konstruktsiooni:

HELI = MAHANDUSTOON + KÕIK MITME ÜLETOONI

Just selle struktuuri alusel on muusikasse üles ehitatud kõik selle harmoonilised omadused. Intervallide, akordide, häälestuse ja palju muu omadusi saab hõlpsasti selgitada, kui tunnete heli struktuuri.

Aga kui kõik keelpillid ja trompetid kõlavad nii, siis miks me saame eristada klaverit viiulist ja kitarri flöödist?

Tämber

Eespool sõnastatud küsimuse võib veelgi karmimaks seada, sest professionaalid suudavad isegi üht kitarri teisest eristada. Kaks sama kujuga pilli, samade keelte, kõlaga ja inimene tunneb erinevust. Nõus, kummaline?

Enne kui selle veidruse lahendame, kuulame, kuidas kõlaks eelmises lõigus kirjeldatud ideaalne string. Helistame graafikut joonisel 8.

* * *

Tundub, et see sarnaneb päris muusikariistade kõlaga, kuid midagi on puudu.

Pole piisavalt "mitteideaalset".

Fakt on see, et maailmas pole kahte absoluutselt identset stringi. Igal stringil on oma omadused, kuigi mikroskoopilised, kuid need mõjutavad selle kõla. Ebatäiused võivad olla väga mitmekesised: jämedus muutub keele pikkuses, erinevad materjalitihedused, väikesed punutise defektid, pingemuutused vibratsiooni käigus jne. Lisaks muutub heli sõltuvalt sellest, kus me keelt lööme, mis on pilli materjali omadused (näiteks vastuvõtlikkus niiskusele), kuidas instrument on kuulaja suhtes paigutatud ja palju muud, kuni ruumi geomeetriani välja.

Mida need funktsioonid teevad? Need muudavad veidi joonisel 8 olevat graafikut. Sellel olevad harmoonilised võivad osutuda mitte päris mitmekordseks, veidi paremale või vasakule nihkunud, erinevate harmooniliste helitugevus võib oluliselt muutuda, tekkida võivad harmooniliste vahel paiknevad ülemtoonid (joon. 9 .).

Tavaliselt omistatakse kõik kõla nüansid ebamäärasele tämbrikontseptsioonile.

Tämber tundub olevat väga mugav termin instrumendi kõla iseärasuste kohta. Selle terminiga on aga kaks probleemi, millele tahaksin tähelepanu juhtida.

Esimene probleem on selles, et kui defineerida tämbrit nii, nagu eespool tegime, siis me eristame pille peamiselt kõrva järgi, mitte selle järgi. Erinevused tabame reeglina heli sekundi esimeses murdosas. Seda perioodi nimetatakse tavaliselt rünnakuks, mille käigus heli lihtsalt ilmub. Ülejäänud aja kõlavad kõik srunid väga sarnaselt. Selle kontrollimiseks kuulakem nooti klaveril, kuid "lõigatud" rünnakuperioodiga.

* * *

Nõus, selles helis on tuntud klaverit üsna raske ära tunda.

Teiseks probleemiks on see, et tavaliselt tuuakse helist rääkides välja põhitoon ning kõik muu omistatakse tämbrile, mis on justkui tähtsusetu ega mängi muusikalistes konstruktsioonides mingit rolli. See pole aga sugugi nii. Heli põhistruktuurist tuleb eristada üksikuid tunnuseid, nagu ülemtoonid ja harmooniliste kõrvalekalded. Individuaalsed omadused mõjutavad muusikalisi konstruktsioone tõesti vähe. Kuid põhistruktuur – mitmed harmoonilised, mis on näidatud joonisel 8. – on see, mis määrab eranditult kogu muusika harmoonia, sõltumata ajastutest, suundumustest ja stiilidest.

Sellest, kuidas see struktuur muusikalisi konstruktsioone selgitab, räägime järgmisel korral.

Autor – Roman Oleinikov Helisalvestised – Ivan Sošinski