Općenito se govori o prizvucima i harmonikama u odnosu na izvore zvuka. Ova se dva pojma često međusobno brkaju i ponekad se koriste naizmjenično.
To nije iznenađenje jer se u određenim situacijama pozivaju na isti set frekvencija. Međutim, iako je moguće da harmoniki budu prizvuci i da prizvuci budu harmoniki, također je moguće imati harmonike koji nisu prizvuci i prizvuke koji nisu harmoniki.
Brzina vala, valna duljina i frekvencija
Prije rasprave o harmonikama i prizvucima, važno je razumjeti osnove vala.
Valovi su poremećaj u mediju koji se širi s jednog mjesta na drugo oscilacijama točaka u mediju. Zvuk je samo jedan primjer za to, ali i oceanski valovi, valovi na žici itd.
Theduljina valaje udaljenost između uzastopnih vrhova valova. Thefrekvencija valovaje broj ciklusa u sekundi vala. Ibrzina valaumnožak je valne duljine i frekvencije.
Rezonantne frekvencije
Ako je poremećaj širenja ograničen na medij, on se može odraziti natrag i ometati sam sebe. Na određenim frekvencijama to stvara trajni stojni val. To se događa kada otkinete gitarsku žicu, puhnete u zvižduk ili čak ispustite ključ na pod - utjecaj pada uzrokuje da ključ "zazvoni" na određenoj frekvenciji dok kratko zavibrira udarac.
Nazvane su frekvencije na kojima se mogu pojaviti takvi stojeći valovirezonantne frekvencije,a vrijednosti tih frekvencija za zadani medij ovise o svojstvima tog medija. Na primjer, učestalost stvaranja stojnog vala na žici ovisi o gustoći mase žice, napetosti žice i duljini žice.
Kao što ćete vidjeti u sljedećem odjeljku, većina objekata ima nekoliko različitih frekvencija na kojima bi mogli titrati prirodno, a te su različite frekvencije često povezane jedna s drugom i s geometrijom objekta sebe.
Što je prizvuk?
Rezonantna frekvencija je prirodna frekvencija vibracija predmeta. To je frekvencija kojom nešto vibrira stvarajući obrazac stojećeg vala. Za bilo koji dati objekt obično postoji nekoliko frekvencija na kojima se to događa. Najniža takva frekvencija naziva setemeljna frekvencijaa često se označava kaof1.
Anprizvukje naziv bilo koje rezonantne frekvencije iznad osnovne frekvencije ili osnovnog tona.
Popis uzastopnih prizvuka za objekt naziva seserija prizvuka. Prvi prizvuk, kao i svi sljedeći prizvuci u nizu, mogu i ne moraju biti cijeli broj višestruki od osnovnog. Ponekad je odnos tako jednostavan, a drugi put je složeniji, ovisno o svojstvima i geometriji vibrirajućeg objekta.
Na primjer, na kružnoj membrani, poput glave bubnja, postoje prizvuci na 1,59f1, 2.14f1, 2.30f1, 2.65f1, 2.92f1i mnoge druge vrijednosti. Ti se prizvuci javljaju na frekvencijama za koje se na membrani može pojaviti dvodimenzionalni stojeći val. Kao što možete pretpostaviti, matematika za izvođenje ovih vrijednosti puno je manje izravna nego za određivanje načina stajaćeg vala na žici!
Što su harmonika?
Harmonske frekvencijecjelobrojni su višekratnici osnovne frekvencije ili najniže frekvencije vibracija.
Razmislite o vibracijskoj žici. Načini vibracije višestruki su od osnovnih i povezani su s dužinom žice i brzinom vala. Veće frekvencije pronalaze se kroz vezu
f_n = nf_1
valna duljina:
\ lambda = \ frac {2L} {n}
gdjeLje duljina niza.
Iz ovoga dobivateharmonski niz. Drugi harmonikf2 = 2f1a treći harmonikf3 = 3f1 i tako dalje. Također imajte na umu da je brzina vala - umnožak valne duljine i frekvencije - jednaka za sve vrijednostin.
U ovom konkretnom primjeru sa nizom, svi prizvuci su harmonika, a svi harmonika su prizvuci. Međutim, to nije uvijek slučaj, kao što se vidi u primjeru glave bubnja, kao što ćete vidjeti i u sljedećem odjeljku.
Razlika između prizvuka i harmonike
Kao što je prethodno spomenuto, harmoniki su cjelobrojni višekratnici osnovne frekvencije. Na tim frekvencijama objekt može ili ne mora doživjeti rezonanciju. Suprotno tome, prizvuci su bilo koja frekvencija kod koje se rezonancija javlja iznad osnovne. To se mogu dogoditi samo na harmonicima, ili samo na određenim harmonikima ili u potpunosti na drugim vrijednostima.
Razmotrimo primjer stojećih zvučnih valova u otvorenoj cijevi (ili vibracijskoj žici): U ovom su slučaju harmoniki i prizvuci isti. Međutim, kod zatvorene cijevi prizvuci se javljaju samo na neparnim harmonikama.
Na pravokutnoj ili kružnoj membrani, poput glave bubnja, dobijete pomalo svega. Na pravokutnoj membrani neki su prizvuci također harmonski, ali neki nisu.
Na primjer, na pravokutnoj membrani čija je duljina 1,41 puta veća od širine, prizvuci se javljaju na 1,41f1, 1.73f1, 2.00f1, 2.38f1, 2.71f1, 3.00f1, 3.37f1 i tako dalje. Na kružnoj membrani većina ili svi harmoniki ne završe kao prizvuk.
Načini vibracije glave bubnja primjeri su neharmoničnih ili neharmoničnih prizvuka. Također se javljaju kod činela i drugih udaraljki.
Glazbeni instrumenti
Glazbeni instrumenti, uključujući puhače, limene limene instrumente, gudačke instrumente i drugi. Daju primjere primjene rezonancije i razliku između prizvuka i harmonika.
Određeni instrumenti imaju tendenciju da prave note na harmonikama, drugi na neparnim, a drugi imaju neharmonična prizvuka. Korištenjem različitih tipki na klaviru, različitih žica na gitari ili promjenom ukazivanja na flauti, mijenjaju se i mogući prizvuci i harmonike.
Zbog toga je važno povremeno podešavati određene instrumente. Nota koju svira iščupana gitarska žica ovisi o gustoći mase žice, ali i napetosti. Nakon nekog vremena sviranja žica se može lagano razvući i napetost se promijeniti. Prilagodbom napetosti može se vratiti ispravna temeljna frekvencija vibracija.
Kvaliteta zvuka i zvuka
Timbreje percepcija kvalitete zvuka note u glazbi. Iako biste na gitari mogli svirati istu notu kao i na klaviru, vaše uho može razlikovati. Zašto je to slučaj iako je frekvencija ista? Odgovor je povezan s prizvukom.
Kad se gitarska žica iščupa, stvarajući zadanu notu vibrirajući na svojoj osnovnoj frekvenciji, ona istovremeno vibrira i na vrijednostima prizvuka, ali s mnogo manjom amplitudom (nižom volumen). Zamislite znakovni val koji se, kada ga zumirate, pojavljuje "škrticasto" ili obložen puno manjom vlastitom krivuljom znakova.
Isto se događa kada se svira klavirska tipka, a razlike u fizičkim svojstvima ovih instrumenata daju različite kombinacije i relativne jačine prizvuka, stvarajući različit ton i zvuk koji vam omogućuju razlikovanje između njih instrumenti.
Ostali čimbenici koji također mogu utjecati na kvalitetu note su napad, raspad, održavanje i vrijeme izdavanja. Kako se nota svira, amplituda skače do vrha, neko vrijeme se spušta na konstantnu razinu, a zatim pada na nulu kad nota završi.
Napadje vrijeme između kada je nota počela svirati do vršne amplitude.Propadanjeje vrijeme između vršne amplitude i trajne amplitude na kojoj se svira nota.Održavatije vrijeme tijekom kojeg se nota svira konstantnom amplitudom.Otpustiteje vrijeme potrebno za prelazak s održane amplitude na nulu kada nota završi.