Podtexty a harmonické jsou obecně diskutovány ve vztahu ke zdrojům zvuku. Tyto dva pojmy jsou často navzájem zaměňovány a někdy se používají zaměnitelně.
To není žádným překvapením, protože v určitých situacích končí odkazem na stejnou sadu frekvencí. I když je možné, aby harmonické byly podtóny a podtóny byly harmonické, je také možné mít harmonické, které nejsou podtóny, a podtóny, které nejsou harmonické.
Rychlost, vlnová délka a frekvence vln
Před diskusí o harmonických a podtextech je důležité porozumět základům vlny.
Vlny jsou narušení média, které se šíří z jednoho místa na druhé prostřednictvím oscilací bodů v médiu. Zvuk je jen jedním z příkladů, ale stejně tak i oceánské vlny, vlny na provázku atd.
Thevlnová délkaje vzdálenost mezi po sobě jdoucími vlnovými vrcholy. Thevlnová frekvenceje počet cyklů vlny za sekundu. Arychlost vlnyje produktem vlnové délky a frekvence.
Rezonanční frekvence
Pokud je propagační porucha omezena na médiu, může se odrážet zpět a interferovat sama se sebou. Na určitých frekvencích to vytváří trvalou stojatou vlnu. To se stane, když vytáhnete kytarovou strunu, fouknete do píšťalky nebo dokonce pustíte klíč na podlahu - náraz kapky způsobí, že klíč „vibruje“ na určité frekvenci, jak na ni krátce vibruje dopad.
Frekvence, na kterých se takové stojaté vlny mohou vyskytovat, se nazývajírezonanční frekvence,a hodnoty těchto frekvencí pro dané médium závisí na vlastnostech daného média. Například frekvence, při které se vytváří stojatá vlna na struně, závisí na hustotě struny, napětí struny a délce struny.
Jak uvidíte v další části, většina objektů má několik různých frekvencí, na kterých mohou vibrovat přirozeně a tyto různé frekvence často souvisejí navzájem a s geometrií objektu sám.
Co je to Overtone?
Rezonanční frekvence je přirozená frekvence vibrací objektu. Je to frekvence, při které něco vibruje a vytváří stojatý vlnový vzor. U libovolného daného objektu obvykle existuje několik frekvencí, při kterých k tomu dochází. Nejnižší taková frekvence se nazývázákladní frekvencea je často označován jakoF1.
Anpodtónje jméno dané rezonanční frekvenci nad základní frekvencí nebo základním tónem.
Seznam po sobě jdoucích podtextů pro objekt se nazývápodtónová řada. První podtón i všechny následující podtóny v řadě mohou nebo nemusí být celočíselným násobkem základního. Někdy je vztah tak jednoduchý a jindy složitější v závislosti na vlastnostech a geometrii vibrujícího objektu.
Například na kruhové membráně, jako je bubnová hlava, jsou podtóny 1,59F1, 2.14F1, 2.30F1, 2.65F1, 2.92F1a mnoho dalších hodnot. Tyto podtexty se vyskytují na frekvencích, pro které může na membráně dojít k dvojrozměrné stojaté vlně. Jak možná tušíte, matematika pro odvozování těchto hodnot je mnohem méně přímočará než pro určování režimů stojatých vln na struně!
Co jsou harmonické?
Harmonické frekvencejsou celé násobky základní frekvence nebo nejnižší frekvence vibrací.
Zvažte vibrační strunu. Režimy vibrací jsou násobky základního a vztahují se k délce řetězce a rychlosti vln. Vyšší frekvence se nacházejí prostřednictvím vztahu
f_n = nf_1
vlnová délka:
\ lambda = \ frac {2L} {n}
kdeLje délka řetězce.
Z toho získáteharmonická řada. Druhá harmonickáF2 = 2f1a třetí harmonickáF3 = 3f1 a tak dále. Všimněte si také, že vlnová rychlost - součin vlnové délky a frekvence - je stejná pro všechny hodnotyn.
V tomto konkrétním příkladu s řetězcem jsou všechny podtóny harmonické a všechny harmonické jsou podtóny. To však neplatí vždy, jak je vidět v příkladu hlavy bubnu, a jak uvidíte také v další části.
Rozdíl mezi podtexty a harmonickými
Jak již bylo řečeno, harmonické jsou celočíselné násobky základní frekvence. Na těchto frekvencích může nebo nemusí dojít k rezonanci objektu. Naproti tomu podtóny jsou jakákoli frekvence, při které dochází k rezonanci nad základní. K tomu může dojít pouze u harmonických, nebo pouze u určitých harmonických nebo u jiných hodnot úplně.
Zvažte příklad stojatých zvukových vln v otevřené trubce (nebo vibrační struně): V tomto případě jsou harmonické a podtóny stejné. U uzavřené trubky se však podtóny vyskytují pouze u lichých harmonických.
Na obdélníkové nebo kruhové membráně, jako je bubnová hlava, získáte trochu všeho. Na obdélníkové membráně jsou některé podtexty také harmonické, ale některé nejsou.
Například na obdélníkové membráně o délce 1,41násobku její šířky se podtóny vyskytují na hodnotě 1,41F1, 1.73F1, 2.00F1, 2.38F1, 2.71F1, 3.00F1, 3.37F1 a tak dále. Na kruhové membráně většina nebo všechny harmonické neskončí jako podtext.
Vibrační režimy hlavy bubnu jsou příklady neharmonických nebo neharmonických podtextů. Ty se také vyskytují u činelů a jiných bicích nástrojů.
Hudební nástroje
Hudební nástroje včetně dechových nástrojů, dechových nástrojů, smyčcových nástrojů a dalších. Poskytují příklady aplikací rezonance a rozlišení mezi podtextem a harmonickými.
Některé nástroje mají tendenci dělat poznámky harmonickými, jiné lichými harmonickými a jiné mají neharmonické podtóny. Použitím různých kláves na klavíru, různých strun na kytaru nebo změnou prstokladu na flétnu se také mění možné podtexty a harmonické.
I proto je důležité pravidelně ladit určité nástroje. Poznámka, na kterou hraje strunná kytarová struna, závisí na hustotě struny, ale také na napětí. Po chvíli hraní se může struna mírně natáhnout a napětí se může změnit. Nastavením napětí lze obnovit správnou základní frekvenci vibrací.
Kvalita zabarvení a zvuku
Témbrje vnímaná kvalita zvuku noty v hudbě. I když můžete hrát na stejnou kytaru jako na klavír, vaše ucho pozná rozdíl. Proč tomu tak je, i když frekvence je stejná? Odpověď souvisí s podtextem.
Když je struna na kytaru zatažena, vytváří danou notu vibrací na její základní frekvenci současně vibruje i při hodnotách podtextu, ale s mnohem menší amplitudou (nižší objem). Představte si signální vlnu, která se při přiblížení zobrazí jako „klikatá“ nebo lemovaná mnohem menší vlastní křivkou znaménka.
Totéž se stane, když se hraje na klavír a rozdíly ve fyzikálních vlastnostech těchto nástrojů se dají kombinovat a relativní sílu podtónů, což vytváří různé zabarvení nebo kvalitu zvuku, která vám umožňuje rozlišovat mezi těmito dvěma nástroje.
Dalšími faktory, které mohou také ovlivnit kvalitu noty, jsou útok, rozpad, udržení a doba uvolnění. Při přehrávání noty vyskočí amplituda na vrchol, na chvíli se sníží na konstantní úroveň a poté po skončení noty klesne na nulu.
Záchvatje doba mezi okamžikem, kdy se nota začala přehrávat s maximální amplitudou.Rozkladje doba mezi špičkovou amplitudou a trvalou amplitudou, ve které se nota hraje.Udržetje doba, během které se nota hraje s konstantní amplitudou.Uvolněníje čas potřebný k přechodu z trvalé amplitudy na nulu, když nota končí.