Физические свойства и качества звука

      Звук как физическое явление представляет собой колебания какого-либо тела – источника звука. Колебаться могут натянутые струны, кожа, столб воздуха, пластинки стеклянные, деревянные, металлические, мышцы голосовых связок человека. Вибрирующее тело обладает следующими физическими свойствами: частотой, амплитудой, продолжительностью и составом колебаний.

       Частота – количество колебаний в единицу времени. Измеряется в герцах. Человек воспринимает звуки с частотой от 16 до 20 000 гц, в музыке  частота звуков колеблется от 16 до 4 000 гц. Амплитуда – размах колебания. Продолжительность колебаний не может быть короче 0,015 -0, 020 сек.

     Составом колебаний называется способность всякого вибрирующего тела колебаться целиком и частями: струна колеблется всей длиной, половинами, третьими частями, четвертыми и т.д.

Колебания частей рождают призвуки (обертоны, элементарные тоны, гармоники), поглощаемые основным тоном. Образующаяся шкала звуков называется частотным спектром или натуральным рядом звуков. Первые 10 гармоник находятся в простых соотношениях с колебаниями основного тона, хорошо прослушиваются и сливаются друг с другом в гармонические комплексы. Высокие гармоники – окрашивающие, воспринимаются слухом по их тембровым качествам.

Для того, чтобы построить обертоновый ряд берём саму ноту, дальше от нее строим октаву, чистую квинту, чистую кварту, дальше большая терция, малая терция, ещё одна малая терция, 4 больших секунды, 2 малых секунды, снова большая секунда, увеличенная прима, малая секунда:

                                              ч.8, ч.5, ч.4, б.3, м.3, м.3, б.2, б.2, б.2, б.2, м.2,м.2, ув.1, м.2

 

         При восприятии звуковых волн человеком происходит моделирование качеств звука:

  • высота зависит от частоты – чем больше частота, тем выше звук. На музыкальных инструментах частота регулируется изменением толщины и длины вибрирующего тела. Если струна (воздушный столб) короче в 2 раза, частота  будет больше в 2 раза, возникнет звук октавой выше. Чем толще колеблющееся тело, тем ниже звук;
  • длительность звука определяется количеством времени, на протяжении которого колеблется упругое тело;

  • громкость зависит от амплитуды - чем больше амплитуда, тем громче звук. Степень громкости в физике измеряется в беллах и децибеллах, в музыке она относительна. Различные варианты громкости образуют динамические оттенки (от греч. dinamicos – имеющий силу);

  • тембр – окраска звука. Обусловлен яркостью одних и приглушенностью других гармоник.        

         Все многообразие звуков, воспринимаемых человеком, можно разделить на 3 категории: звуки с точной высотой - музыкальные звуки; звуки, лишенные точной высоты - шумы; звуки, высота которых не фокусирована. Музыкальные звуки отличаются высокой степенью организованности прежде всего  высотных и временных отношений, богатством тембровых и динамических ресурсов. Звуковысотные  системы – это строй, лад, серия, интонация, модальная и функциональная гармония. Способы организации звуков во времени – это метр, соотношение длительностей звуков, ритмические рисунки,  ритмическая регулярность и нерегулярность, акцентуация. Тембровая сторона звука не подвержена такой жесткой регламентации, однако и в этом направлении музыкальная практика выработала различные виды певческих голосов и музыкальных инструментов, правила их соединения друг с другом (разные виды вокальных и инструментальных ансамблей, оркестров). Кроме того, разные участки диапазона любого  голоса или инструмента – регистры - имеют разный тембр. Огромные тембровые ресурсы скрыты в различных способах организации голосов музыкального произведения, их соотношении, функционировании, то, что образует музыкальную ткань или фактуру произведения.

          Предмет «Элементарная теория музыки» изучает все, что связано с музыкальным звуком, начиная со способов его графической фиксации («Нотное письмо») и завершая  изучением таких элементов музыкальной речи, как мелодия и фактура.

 

Тест 1.1