El so musical i les seves propietats

L'obra “4'33”” de John Cage és de 4 minuts i 33 segons de silenci. Amb l'excepció d'aquest treball, tots els altres utilitzen el so.

El so és per a la música el que la pintura és per a la pintura, la paraula és per a l'escriptor i el maó és per al constructor. El so és el material de la música. Un músic hauria de saber com funciona el so? En sentit estricte, no. Després de tot, és possible que el constructor no conegui les propietats del material a partir del qual es construeix. El fet que l'edifici s'ensorri no és el seu problema, és el problema dels qui viuran en aquest edifici.

A quina freqüència sona la nota C?

Quines propietats del so musical coneixem?

Prenguem una cadena com a exemple.

Volum. Correspon a l'amplitud. Com més fort colpejam la corda, més àmplia serà l'amplitud de les seves vibracions, més fort serà el so.

durada. Hi ha tons artificials d'ordinador que poden sonar durant un temps arbitràriament llarg, però normalment el so s'encén en algun moment i s'atura en algun moment. Amb l'ajuda de la durada del so, totes les figures rítmiques de la música s'alineen.

Alçada. Estem acostumats a dir que unes notes sonen més altes, altres més baixes. El to del so correspon a la freqüència de la vibració de la corda. Es mesura en hertz (Hz): un hertz és una vegada per segon. En conseqüència, si, per exemple, la freqüència del so és de 100 Hz, això significa que la corda fa 100 vibracions per segon.

Si obrim qualsevol descripció del sistema musical, trobarem fàcilment que la freqüència fins a una petita octava és de 130,81 Hz, així que en un segon la corda emet a, fa 130,81 oscil·lacions.

Però això no és cert.

Corda perfecta

Per tant, representem el que acabem de descriure a la imatge (Fig. 1). De moment, descartem la durada del so i denotem només el to i la intensitat.

Aquí la barra vermella representa gràficament el nostre so. Com més alta sigui aquesta barra, més fort serà el so. Com més a la dreta aquesta columna, més alt serà el so. Per exemple, dos sons de la figura 2 tindran el mateix volum, però el segon (blau) sonarà més alt que el primer (vermell).

Aquest gràfic en ciència s'anomena resposta d'amplitud-freqüència (AFC). És costum estudiar totes les característiques dels sons.

Ara tornem a la cadena.

Si la corda vibrés en conjunt (Fig. 3), llavors realment faria un so, com es mostra a la Fig. 1. Aquest so tindria cert volum, depenent de la força del cop, i una freqüència ben definida de oscil·lació, a causa de la tensió i la longitud de la corda.

Podem escoltar el so produït per tal vibració de la corda.

* * *

Sona pobre, no?

Això es deu al fet que, segons les lleis de la física, la corda no vibra del tot així.

Tots els intèrprets de corda saben que si toqueu una corda exactament al mig, sense tan sols prémer-la contra el diapasó, i la pegueu, podeu obtenir un so anomenat flagolet. En aquest cas, la forma de vibracions de la corda semblarà a això (Fig. 4).

Aquí la corda sembla dividida en dos, i cadascuna de les meitats sona per separat.

Des de la física se sap: com més curta és la corda, més ràpid vibra. A la figura 4, cadascuna de les meitats és dues vegades més curta que tota la corda. En conseqüència, la freqüència del so que rebem d'aquesta manera serà el doble.

El truc és que aquesta vibració de la corda no va aparèixer en el moment en què vam començar a tocar l'harmònic, també estava present a la corda "oberta". És que quan la corda està oberta, aquesta vibració és més difícil de notar, i posant un dit al mig, ho vam revelar.

La figura 5 ajudarà a respondre la pregunta de com una corda pot vibrar simultàniament tant com un tot com dues meitats.

La corda es doblega com un tot i dues mitges ones oscil·len sobre ella com una espècie de vuit. La figura vuit que es balanceja en un gronxador és el que suposa l'addició de dos tipus de vibracions.

Què passa amb el so quan la corda vibra d'aquesta manera?

És molt senzill: quan una corda vibra en conjunt, emet un so d'un to determinat, se sol anomenar to fonamental. I quan dues meitats (vuit) vibren, obtenim un so el doble d'alt. Aquests sons sonen al mateix temps. A la resposta de freqüència, es veurà així (Fig. 6).

La columna més fosca és el to principal que sorgeix de la vibració de la corda "completa", la més clara és el doble d'alta que la fosca, s'obté de la vibració del "vuit". Cada barra d'aquest gràfic s'anomena harmònic. Com a regla general, els harmònics més alts sonen més tranquils, de manera que la segona columna és lleugerament més baixa que la primera.

Però els harmònics no es limiten als dos primers. De fet, a més de l'addició ja complexa d'una figura de vuit amb un gronxador, la corda es doblega alhora com tres mitges ones, com quatre, com cinc, etc. (Fig. 7).

En conseqüència, els sons s'afegeixen als dos primers harmònics, que en tres, quatre, cinc, etc. vegades més alt que el to principal. Sobre la resposta en freqüència, això donarà aquesta imatge (Fig. 8).

Un conglomerat tan complex s'obté quan només sona una corda. Consta de tots els harmònics des del primer (que s'anomena fonamental) fins al més agut. Tots els harmònics excepte el primer també s'anomenen armònics, és a dir, traduïts al rus: "tons superiors".

Destaquem una vegada més que aquesta és la idea més bàsica del so, així sonen totes les cordes del món. A més, amb petits canvis, tots els instruments de vent donen la mateixa estructura sonora.

Quan parlem de so, ens referim exactament a aquesta construcció:

SO = TO DEL SÒL + TOTES LES MÚLTIPLES AMBITOS

És a partir d'aquesta estructura que totes les seves característiques harmòniques es construeixen en la música. Les propietats dels intervals, els acords, les afinitats i molt més es poden explicar fàcilment si coneixeu l'estructura del so.

Però si totes les cordes i totes les trompetes sonen així, per què podem distingir el piano del violí i la guitarra de la flauta?

Timbre

La pregunta formulada anteriorment es pot plantejar encara més difícil, perquè els professionals fins i tot poden distingir una guitarra d'una altra. Dos instruments de la mateixa forma, amb les mateixes cordes, sons i la persona sent la diferència. D'acord, estrany?

Abans de resoldre aquesta raresa, escoltem com sonaria la corda ideal descrita al paràgraf anterior. Anem a sonar el gràfic de la figura 8.

* * *

Sembla ser semblant al so dels instruments musicals reals, però falta alguna cosa.

No n'hi ha prou amb el "no ideal".

El fet és que al món no hi ha dues cordes absolutament idèntiques. Cada corda té les seves característiques, encara que microscòpiques, però afecten com sona. Les imperfeccions poden ser molt diverses: canvis de gruix al llarg de la longitud de la corda, diferents densitats de material, petits defectes de la trena, canvis de tensió durant la vibració, etc. A més, el so canvia en funció d'on toquem la corda, de les propietats del material de l'instrument. (com la susceptibilitat a la humitat), com es col·loca l'instrument en relació amb l'oient i molt més, fins a la geometria de l'habitació.

Què fan aquestes característiques? Modifiquen lleugerament el gràfic de la figura 8. Els harmònics que hi ha poden resultar no gaire múltiples, lleugerament desplaçats cap a la dreta o l'esquerra, el volum dels diferents harmònics pot variar molt, poden aparèixer armònics situats entre els harmònics (Fig. 9). .).

En general, tots els matisos del so s'atribueixen al concepte vague de timbre.

El timbre sembla ser un terme molt convenient per a les peculiaritats del so d'un instrument. Tanmateix, hi ha dos problemes amb aquest terme que m'agradaria assenyalar.

El primer problema és que si definim el timbre com hem fet anteriorment, distingim els instruments principalment per l'oïda, no per ella. Per regla general, captem les diferències en la primera fracció de segon del so. Aquest període se sol anomenar l'atac, en el qual només apareix el so. La resta del temps, tots els sruns sonen molt semblants. Per comprovar-ho, escoltem una nota al piano, però amb un període d'atac "tallat".

* * *

D'acord, és bastant difícil reconèixer el conegut piano en aquest so.

El segon problema és que normalment, quan es parla de so, se'n destaca el to principal, i tota la resta s'atribueix al timbre, com si fos insignificant i no tingués cap paper en les construccions musicals. Tanmateix, aquest no és gens així. Cal distingir les característiques individuals, com ara els tons i les desviacions dels harmònics, de l'estructura fonamental del so. Les característiques individuals realment tenen poc efecte en les construccions musicals. Però l'estructura fonamental –múltiples harmònics, mostrats a la figura 8.– és la que determina tota l'harmonia, sense excepció, en la música, independentment de les èpoques, tendències i estils.

La propera vegada parlarem de com aquesta estructura explica les construccions musicals.

Autor: Roman Oleinikov Enregistraments d'àudio - Ivan Soshinsky