Nada dan harmonik umumnya dibahas dalam hubungannya dengan sumber suara. Kedua konsep ini sering membingungkan satu sama lain dan terkadang digunakan secara bergantian.
Ini tidak mengherankan karena dalam situasi tertentu, mereka akhirnya mengacu pada rangkaian frekuensi yang sama. Namun, sementara harmonik mungkin menjadi nada lebih dan nada lebih menjadi harmonik, ada juga kemungkinan untuk memiliki harmonik yang bukan nada lebih, dan nada lebih yang bukan harmonik.
Kecepatan Gelombang, Panjang Gelombang dan Frekuensi
Sebelum membahas harmonik dan nada, penting untuk memahami dasar-dasar gelombang.
Gelombang adalah gangguan dalam medium, yang merambat dari satu tempat ke tempat lain melalui osilasi titik-titik dalam medium. Suara hanyalah salah satu contohnya, tetapi begitu juga gelombang laut, gelombang pada tali, dll.
Itupanjang gelombangadalah jarak antara puncak gelombang yang berurutan. Itufrekuensi gelombangadalah jumlah siklus per detik gelombang. Dankecepatan gelombangadalah produk dari panjang gelombang dan frekuensi.
Frekuensi Resonansi
Jika gangguan yang merambat dibatasi dalam suatu medium, gangguan tersebut dapat dipantulkan kembali dan mengganggu dirinya sendiri. Pada frekuensi tertentu, ini menciptakan gelombang berdiri yang berkelanjutan. Ini terjadi ketika Anda memetik senar gitar, meniup peluit, atau bahkan menjatuhkan kunci pas ke lantai – dampak jatuhnya menyebabkan kunci pas "ding" pada frekuensi tertentu saat bergetar sebentar briefly dampak.
Frekuensi di mana gelombang berdiri seperti itu dapat terjadi disebutfrekuensi resonansi,dan nilai frekuensi ini untuk media tertentu bergantung pada sifat media itu. Misalnya, frekuensi di mana gelombang berdiri pada string dibuat tergantung pada kepadatan massa string, ketegangan string dan panjang string.
Seperti yang akan Anda lihat di bagian berikutnya, sebagian besar objek memiliki beberapa frekuensi yang berbeda di mana mereka mungkin bergetar secara alami, dan frekuensi yang berbeda itu sering terkait satu sama lain dan dengan geometri objek diri.
Apa itu Overtone?
Frekuensi resonansi adalah frekuensi alami getaran suatu benda. Ini adalah frekuensi di mana sesuatu bergetar menciptakan pola gelombang berdiri. Untuk objek apa pun, biasanya ada beberapa frekuensi di mana ini terjadi. Frekuensi terendah seperti itu disebutfrekuensi dasardan sering dilambangkan sebagaif1.
Sebuahnada tambahanadalah nama yang diberikan untuk setiap frekuensi resonansi di atas frekuensi dasar atau nada dasar.
Daftar nada tambahan yang berurutan untuk suatu objek disebutseri nada tambahan. Nada atas pertama serta semua nada tambahan berikutnya dalam deret tersebut mungkin atau mungkin bukan kelipatan bilangan bulat dari nada dasar. Terkadang hubungannya sesederhana itu, dan di lain waktu lebih kompleks, tergantung pada sifat dan geometri objek yang bergetar.
Misalnya, pada membran melingkar seperti kepala drum, ada nada tambahan di 1,59f1, 2.14f1, 2.30f1, 2.65f1, 2.92f1dan banyak nilai lainnya. Nada tambahan ini terjadi pada frekuensi di mana gelombang berdiri dua dimensi dapat terjadi pada membran. Seperti yang Anda duga, matematika untuk menurunkan nilai-nilai ini jauh lebih mudah daripada untuk menentukan mode gelombang berdiri pada string!
Apa Itu Harmonik?
Frekuensi harmonikadalah kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar, atau frekuensi getaran terendah.
Pertimbangkan string bergetar. Modus getaran semua kelipatan dari fundamental dan terkait dengan panjang string dan kecepatan gelombang. Frekuensi yang lebih tinggi ditemukan melalui hubungan
f_n=nf_1
panjang gelombang:
\lambda = \frac{2L}{n}
dimanaLadalah panjang tali.
Dari sini Anda mendapatkanseri harmonik. Harmonik keduaf2 = 2f1dan harmonik ketigaf3 = 3f1 dan seterusnya. Juga perhatikan bahwa kecepatan gelombang – produk dari panjang gelombang dan frekuensi – adalah sama untuk semua nilaitidak.
Dalam contoh khusus ini dengan senar, semua nada tambahan adalah harmonik, dan semua harmonik adalah nada tambahan. Namun, ini tidak selalu terjadi, seperti yang terlihat pada contoh kepala drum, dan seperti yang akan Anda lihat di bagian selanjutnya juga.
Perbedaan Antara Nada dan Harmonik
Seperti dibahas sebelumnya, harmonik adalah kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar. Pada frekuensi ini, objek mungkin atau mungkin tidak mengalami resonansi. Sebaliknya, nada tambahan adalah frekuensi di mana resonansi terjadi di atas nada dasar. Ini mungkin terjadi pada harmonik saja, atau pada harmonik tertentu saja atau pada nilai lain seluruhnya.
Perhatikan contoh gelombang suara berdiri di pipa terbuka (atau tali yang bergetar): Dalam hal ini, harmonik dan nada tambahan adalah sama. Dengan pipa tertutup, bagaimanapun, nada hanya terjadi pada harmonik ganjil.
Pada membran persegi panjang atau melingkar seperti kepala drum, Anda mendapatkan sedikit dari segalanya. Pada membran persegi panjang, beberapa nada juga harmonik, tetapi ada juga yang tidak.
Misalnya, pada membran persegi panjang dengan panjang 1,41 kali lebarnya, nada tambahan terjadi pada 1,41 .f1, 1.73f1, 2.00f1, 2.38f1, 2.71f1, 3.00f1, 3.37f1 dan seterusnya. Pada membran melingkar, sebagian besar atau semua harmonik tidak berakhir menjadi nada tambahan.
Mode getaran kepala drum adalah contoh nada non-harmonik atau tidak harmonis. Ini juga terjadi pada simbal dan instrumen perkusi lainnya.
Alat-alat musik
Alat musik termasuk alat musik tiup, alat musik tiup, alat musik gesek dan lain-lain. Mereka memberikan contoh aplikasi resonansi dan perbedaan antara nada dan harmonik.
Instrumen tertentu cenderung membuat nada pada harmonik, yang lain pada harmonik ganjil, dan yang lainnya memiliki nada tidak harmonis. Dengan menggunakan tuts yang berbeda pada piano, senar yang berbeda pada gitar atau mengubah fingering pada seruling, kemungkinan nada tambahan dan harmonik juga berubah.
Ini juga mengapa penting untuk menyetel instrumen tertentu secara berkala. Nada yang dimainkan oleh senar gitar yang dipetik bergantung pada kerapatan massa senar tetapi juga tegangannya. Setelah bermain beberapa saat, senarnya mungkin sedikit meregang, dan tegangannya mungkin berubah. Dengan menyesuaikan kembali tegangan, frekuensi getaran dasar yang benar dapat dipulihkan.
Timbre dan Kualitas Suara
Warnanadaadalah kualitas suara yang dirasakan dari sebuah nada dalam musik. Meskipun Anda mungkin memainkan nada yang sama pada gitar seperti pada piano, telinga Anda dapat membedakannya. Mengapa demikian meskipun frekuensinya sama? Jawabannya ada hubungannya dengan nada.
Ketika senar gitar dipetik, menghasilkan nada tertentu dengan bergetar pada frekuensi dasarnya, itu secara bersamaan bergetar pada nilai nada juga tetapi dengan amplitudo yang jauh lebih kecil (lebih rendah volume). Bayangkan sebuah gelombang tanda yang ketika Anda memperbesarnya tampak "berlekuk-lekuk" atau dilapisi dengan kurva tanda yang jauh lebih kecil.
Hal yang sama terjadi ketika kunci piano dimainkan, dan perbedaan sifat fisik dari instrumen ini menghasilkan kombinasi yang berbeda dan kekuatan relatif nada, menciptakan timbre atau kualitas suara berbeda yang memungkinkan Anda membedakan keduanya instrumen.
Faktor lain yang juga dapat mempengaruhi kualitas nada adalah serangan, peluruhan, sustain, dan waktu rilis. Saat nada dimainkan, amplitudo melonjak ke puncak, turun ke tingkat konstan untuk sementara waktu, lalu turun ke nol saat nada berakhir.
Menyerangadalah waktu antara saat nada mulai dimainkan hingga amplitudo puncak.Kerusakanadalah waktu antara amplitudo puncak dan amplitudo berkelanjutan nada dimainkan.Menopangadalah waktu di mana not dimainkan pada amplitudo konstan.Melepaskanadalah waktu yang dibutuhkan untuk berpindah dari amplitudo tetap ke nol saat nada berakhir.