संगीत का भौतिकी: लहरें, धड़कन और आवृत्तियां

रचनात्मक प्रयास और कठिन विज्ञान अक्सर साथ-साथ चलते हैं। ध्वनि की भौतिकी को समझने से संगीत की भौतिकी की समझ पैदा हो सकती है और सौंदर्य की दृष्टि से मनभावन ध्वनियाँ और व्यवस्थाएँ कैसे की जा सकती हैं।

ध्वनि तरंगें हैं कंपन एक माध्यम में, जिसे मानव कान द्वारा माना जा सकता है। ध्वनि तरंग की आवृत्ति प्रति सेकंड कंपन की संख्या है, जिसे हर्ट्ज़ में मापा जाता है।

ध्वनि उत्पन्न करने वाली वस्तु की मौलिक आवृत्ति वह न्यूनतम प्राकृतिक आवृत्ति है जिस पर वह वस्तु कंपन करेगी। इस आवृत्ति का मान वस्तु के भौतिक गुणों पर निर्भर करता है।

एक हार्मोनिक श्रृंखला में आवृत्तियां मौलिक आवृत्ति की पूर्ण संख्या गुणक होती हैं; हालांकि, आवृत्तियों पर ओवरटोन (खड़े तरंग पैटर्न) होना संभव है जो मौलिक के गुणक नहीं हैं। एक संगीत पैमाना मौलिक आवृत्ति द्वारा क्रमबद्ध संगीत नोट्स का एक सेट है।

किसी विशेष वस्तु में - चाहे वह आपके मुखर तार हों या कोई संगीत वाद्ययंत्र, खड़ी तरंगें विशिष्ट ध्वनियाँ पैदा करती हैं। उस ध्वनि के बारे में आपकी धारणा कंपन की आवृत्ति पर निर्भर करती है, जिसमें किसी भी कम आयाम वाले ओवरटोन शामिल हैं जो कि समय, या कथित ध्वनि गुणवत्ता में योगदान करते हैं।

मनुष्य अपने गले में वायु स्तंभ को कंपन करके संगीत बनाते हैं। अपने मुखर रस्सियों में आकार/तनाव को बदलकर, वे अलग-अलग बना सकते हैं कंपन मोड और ध्वनियाँ। अभ्यास करने वाले गायकों ने इसे बहुत अच्छी तरह से करना सीख लिया है और वे अपने वोकल कॉर्ड्स को आकार दे सकते हैं ताकि वे एक को पकड़ सकें एक लंबे समय के लिए शुद्ध नोट, साथ ही बिना लड़खड़ाए संगीत के पैमाने पर कई सटीक नोटों को हिट किया पिच

जब लोग विशेष संगीत नोट्स के बारे में बात करते हैं, तो वे कुछ विशिष्ट ध्वनि आवृत्तियों की बात कर रहे होते हैं। उच्च आवृत्तियाँ उच्च नोट बनाती हैं, और कम आवृत्तियाँ कम नोट बनाती हैं।

संगीत वाद्ययंत्रों द्वारा भी संगीतमय ध्वनि बनाई जा सकती है। पाइप अंग, वुडविंड, सैक्सोफोन, थेरेमिन और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, सभी उदाहरण हैं, और प्रत्येक अलग-अलग तरीकों से संगीतमय ध्वनि बनाता है।

वुडविंड और अन्य समान उपकरण किसके द्वारा ध्वनि उत्पन्न करते हैं हवा के कंपन स्तंभ. उपकरणों की लंबाई को समायोजित करके, या पक्षों में छेद खोलने और बंद करने से, कॉलम की प्राकृतिक कंपन आवृत्ति बदल जाती है, जिससे अलग-अलग नोट बनते हैं।

तार वाले वाद्य यंत्र के शरीर में प्रवर्धित तनी हुई तारों पर खड़ी तरंगें उत्पन्न करके ध्वनि उत्पन्न करते हैं। जिस आवृत्ति पर एक तार कंपन करेगा वह उसके द्रव्यमान घनत्व, लंबाई और तनाव पर निर्भर करता है।

यही कारण है कि इन उपकरणों को तार के तनाव को समायोजित करके ट्यून किया जा सकता है, और क्यों कुछ तार दूसरों की तुलना में अधिक मोटे होते हैं। यही कारण है कि गिटार जैसे वाद्य यंत्र पर, स्ट्रिंग्स को फ्रेट्स पर नीचे दबाकर अलग-अलग नोट्स बनाए जाते हैं - ऐसा करने में, आप अनिवार्य रूप से स्ट्रिंग्स की लंबाई बदल रहे हैं।

अन्य उपकरण कंपन झिल्ली के सिद्धांत पर काम करते हैं। ड्रम इसका एक प्रमुख उदाहरण हैं। एक ड्रम हेड को वाइब्रेटिंग स्ट्रिंग के दो आयामी संस्करण के रूप में माना जा सकता है। जिस आवृत्ति पर यह कंपन करेगा, वह उसके द्रव्यमान घनत्व और तनाव पर निर्भर करता है, लेकिन क्योंकि यह एक दो आयामी झिल्ली है, इसलिए कई और संभावित कंपन मोड मौजूद हैं।

बीट्स एक ऐसी घटना है जो ध्वनि तरंग के हस्तक्षेप के परिणामस्वरूप होती है और इसमें संगीत वाद्ययंत्र सहित कई अनुप्रयोग होते हैं। यदि अलग-अलग आवृत्तियों की दो ध्वनि तरंगें हस्तक्षेप करती हैं, तो दो तरंगों के बीच रचनात्मक हस्तक्षेप और विनाशकारी हस्तक्षेप के बीच एक अलग आयाम का परिणाम होता है। ध्वनि की प्रबलता में इस भिन्नता को बीट्स के रूप में जाना जाता है।

हरा आवृत्ति दो मूल तरंगों के बीच आवृत्ति में अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। इसका मतलब यह है कि दो आवृत्तियां जितनी करीब होती हैं, बीट आवृत्ति उतनी ही कम होती है (मतलब प्रति सेकंड कम बीट्स), जिससे उन्हें मानव कान के साथ अंतर करना आसान हो जाता है।

कुछ हरा आवृत्तियों को मानव कान द्वारा "व्यक्तिपरक आवृत्ति" या "अंतर आवृत्ति" के रूप में माना जाता है।