Zenei hangzás és tulajdonságai

John Cage „4'33” című darabja 4 perc és 33 másodperc csend. E mű kivételével az összes többi hangot használ.

A hang az a zenének, mint a festék a festészetnek, a szó az írónak, és a tégla az építőnek. A hang a zene anyaga. Tudnia kell egy zenésznek a hangzás működését? Szigorúan véve nem. Hiszen az építtető nem ismerheti annak az anyagnak a tulajdonságait, amelyből épít. Az, hogy az épület összedől, nem az ő problémája, hanem azoké, akik ebben az épületben fognak lakni.

Milyen frekvencián szólal meg a C hang?

Milyen tulajdonságait ismerjük a zenei hangzásnak?

Vegyünk példának egy karakterláncot.

Hangerő. Az amplitúdónak felel meg. Minél erősebben ütjük meg a húrt, annál szélesebb lesz a rezgéseinek amplitúdója, annál hangosabb lesz a hang.

időtartamát. Vannak mesterséges számítógépes hangok, amelyek tetszőlegesen hosszú ideig szólhatnak, de általában a hang egy ponton megszólal, és egy ponton elhallgat. A hangtartam segítségével a zenében minden ritmikus figura sorba kerül.

Magasságot. Azt szoktuk mondani, hogy egyes hangok magasabban, mások alacsonyabban szólnak. A hang magassága megfelel a húr rezgésének frekvenciájának. Hertzben (Hz) mérik: egy hertz másodpercenként egyszer. Ennek megfelelően, ha például a hang frekvenciája 100 Hz, ez azt jelenti, hogy a húr másodpercenként 100 rezgést kelt.

Ha megnyitunk egy leírást a zenei rendszerről, könnyen rájövünk, hogy a frekvencia egészen egy kis oktávig 130,81 Hz, tehát egy másodperc alatt a húr kibocsát nak nek, 130,81 oszcillációt végez.

De ez nem igaz.

Perfect String

Tehát ábrázoljuk az imént leírtakat a képen (1. ábra). Egyelőre elvetjük a hang időtartamát, és csak a hangmagasságot és a hangerőt jelöljük.

Itt a piros sáv grafikusan ábrázolja a hangunkat. Minél magasabb ez a sáv, annál hangosabb a hang. Minél jobbra van ez az oszlop, annál magasabb a hang. Például a 2. ábrán két hang azonos hangerővel rendelkezik, de a második (kék) magasabb, mint az első (piros).

A tudományban egy ilyen grafikont amplitúdó-frekvencia-válasznak (AFC) neveznek. Szokás a hangok összes jellemzőjét tanulmányozni.

Most térjünk vissza a húrhoz.

Ha a húr egészében vibrálna (3. ábra), akkor valóban egy hangot adna ki, ahogy az 1. ábrán látható. Ennek a hangnak az ütés erősségétől függően némi hangereje és jól meghatározott frekvenciája lenne. oszcilláció, a húr feszültsége és hossza miatt.

Meghallgathatjuk a húr ilyen rezgése által keltett hangot.

* * *

Gyengén hangzik, nem?

Ennek az az oka, hogy a fizika törvényei szerint a húr nem egészen így rezeg.

Minden vonós tudja, hogy ha egy húrt pontosan a közepén érintünk meg anélkül, hogy a fogólaphoz nyomnánk, és megütnénk, akkor egy hangot kaphatunk, ún. flagolet. Ebben az esetben a húr rezgésének formája valahogy így fog kinézni (4. ábra).

Itt úgy tűnik, hogy a húr két részre oszlik, és mindegyik fele külön szól.

A fizikából ismert: minél rövidebb a húr, annál gyorsabban rezeg. A 4. ábrán a felek mindegyike kétszer rövidebb, mint a teljes húr. Ennek megfelelően az így kapott hang frekvenciája kétszer akkora lesz.

A trükk az, hogy ekkora húrrezgés nem jelentkezett abban a pillanatban, amikor elkezdtük a harmonikát játszani, a „nyitott” húrban is jelen volt. Csak hát amikor a húr nyitva van, az ilyen rezgést nehezebb észrevenni, és az ujjat középre helyezve felfedtük.

Az 5. ábra segít megválaszolni azt a kérdést, hogy egy húr hogyan rezeghet egyszerre egészében és két felében.

A húr egészében meghajlik, és két félhullám oszcillál rajta, mint egy nyolcas. A hintán lengő nyolcas szám két ilyen típusú rezgés összeadása.

Mi történik a hanggal, ha a húr így rezeg?

Nagyon egyszerű: amikor egy húr egészében rezeg, akkor egy bizonyos magasságú hangot ad ki, ezt általában alaphangnak nevezik. És amikor két fél (nyolc) rezeg, kétszer akkora hangot kapunk. Ezek a hangok egyszerre szólalnak meg. A frekvenciameneten ez így fog kinézni (6. ábra).

A sötétebb oszlop az „egész” húr rezgéséből fakadó főhang, a világosabb kétszer olyan magas, mint a sötét, a „nyolcas” rezgéséből adódik. Egy ilyen grafikonon minden oszlopot harmonikusnak nevezünk. A magasabb harmonikusok általában halkabban szólnak, így a második oszlop valamivel alacsonyabban van, mint az első.

De a harmonikusok nem korlátozódnak az első kettőre. Valójában az amúgy is bonyolult nyolcas hintával kiegészítés mellett a húr egyszerre hajlik, mint három félhullám, mint négy, mint öt, és így tovább. (7. ábra).

Ennek megfelelően az első két harmonikushoz hangokat adnak, amelyek háromszor, négyszeresen, ötször stb. magasabbak, mint a fő hang. A frekvenciameneten ez ilyen képet ad (8. ábra).

Ilyen összetett konglomerátum akkor keletkezik, ha csak egy húr szólal meg. Ez az összes harmonikusból áll az elsőtől (amit alapvetőnek neveznek) a legmagasabbig. Az első kivételével minden harmonikust felhangnak is neveznek, vagyis oroszra fordítva – „felső hangoknak”.

Még egyszer hangsúlyozzuk, hogy ez a hang legalapvetőbb ötlete, így szól a világ összes húrja. Ráadásul kisebb változtatásokkal minden fúvós hangszer ugyanazt a hangszerkezetet adja.

Amikor hangról beszélünk, pontosan ezt a konstrukciót értjük:

HANG = FÖLDHANG + MINDEN TÖBB FELHANG

Ennek a szerkezetnek az alapján épül fel minden harmonikus jellemzője a zenében. Az intervallumok, akkordok, hangolások és még sok más tulajdonságai könnyen megmagyarázhatók, ha ismerjük a hang szerkezetét.

De ha minden vonós és trombita így szól, miért különböztethetjük meg a zongorát a hegedűtől és a gitárt a furulyától?

Hangszín

A fent megfogalmazott kérdés még keményebben fogalmazható meg, mert a profik még az egyik gitárt is meg tudják különböztetni a másiktól. Két azonos alakú hangszer, azonos húrokkal, hanggal, és az ember érzi a különbséget. Egyetértek, furcsa?

Mielőtt feloldanánk ezt a furcsaságot, hallgassuk meg, hogyan hangzik az előző bekezdésben leírt ideális karakterlánc. Hangosítsuk fel a 8. ábra grafikonját.

* * *

Úgy tűnik, hasonlít az igazi hangszerek hangjára, de valami hiányzik.

Nem elég „nem ideális”.

Az a tény, hogy a világon nincs két teljesen egyforma húr. Minden húrnak megvannak a sajátosságai, bár mikroszkopikusak, de befolyásolják a hangzást. A tökéletlenségek nagyon sokfélék lehetnek: vastagság változik a húr hosszában, eltérő anyagsűrűség, apró fonathibák, feszültségváltozások rezgés közben stb. Ezen kívül a hangzás attól függően változik, hogy hol ütjük meg a húrt, milyen anyagtulajdonságok vannak a hangszeren. (mint például a nedvességre való érzékenység), hogyan helyezkedik el a hangszer a hallgatóhoz képest, és még sok más, egészen a helyiség geometriájáig.

Mit csinálnak ezek a funkciók? Kissé módosítják a 8. ábrán látható grafikont. Előfordulhat, hogy a rajta lévő felharmonikusok nem egészen többszörösek, kissé jobbra vagy balra eltolódnak, a különböző harmonikusok hangereje nagymértékben változhat, a felharmonikusok között elhelyezkedő felhangok jelenhetnek meg (9. ábra). .).

Általában a hang minden árnyalatát a hangszín homályos fogalmának tulajdonítják.

A hangszín nagyon kényelmes kifejezésnek tűnik a hangszer hangzásának sajátosságaira. Ezzel a kifejezéssel azonban van két probléma, amire szeretnék rámutatni.

Az első probléma az, hogy ha a hangszínt úgy határozzuk meg, ahogy fent tettük, akkor a hangszereket elsősorban hallás alapján különböztetjük meg, nem pedig attól. A különbségeket általában a hang másodpercének első töredékében észleljük. Ezt az időszakot általában támadásnak nevezik, amikor a hang éppen megjelenik. A fennmaradó időben az összes futás nagyon hasonlóan hangzik. Ennek ellenőrzésére hallgassunk meg egy hangot a zongorán, de „levágott” támadási periódussal.

* * *

Egyetértek, ebben a hangzásban meglehetősen nehéz felismerni a jól ismert zongorát.

A második probléma az, hogy a hangzásnál általában a fő hangot különítik el, és minden mást a hangszínnek tulajdonítanak, mintha jelentéktelen lenne, és nem játszana szerepet a zenei konstrukciókban. Ez azonban egyáltalán nem így van. A hang alapvető szerkezetétől meg kell különböztetni az egyes jellemzőket, például a felhangokat és a harmonikus eltéréseket. Az egyéni jellemzők valóban kevéssé hatnak a zenei konstrukciókra. Ám az alapvető struktúra – a 8. ábrán látható többszörös harmonikus – az, ami kivétel nélkül meghatározza a zene összhangját, korszaktól, irányzattól és stílustól függetlenül.

Arról, hogy ez a szerkezet hogyan magyarázza a zenei konstrukciókat, legközelebb beszélünk.

Szerző – Roman Oleinikov Hangfelvételek – Ivan Soshinsky