הפיזיקה של המוסיקה: גלים, פעימות ותדרים

מאמצים יצירתיים והמדעים הקשים הולכים לעתים קרובות יד ביד. הבנת הפיזיקה של הצליל יכולה להוביל להבנה של הפיזיקה של המוסיקה וכיצד ניתן לבצע צלילים ועיבודים אסתטיים.

גלי קול הם רעידות במדיום, אשר יכול להיתפס על ידי האוזן האנושית. תדירות גל הקול היא מספר הרטט לשנייה, הנמדד בהרץ.

התדר הבסיסי של אובייקט המפיק צליל הוא התדר הטבעי הנמוך ביותר בו אותו רטט ירטוט. הערך של תדר זה תלוי בתכונות הפיזיקליות של האובייקט.

התדרים בסדרה הרמונית הם מכפילים שלמים של התדר הבסיסי; עם זאת, ניתן לקבל צלילים רווחים (דפוסי גל עומדים) בתדרים שאינם מכפילים מהיסוד. סולם מוזיקלי הוא סט תווים מוסיקליים מסודרים לפי תדר בסיסי.

בכל אובייקט מסוים - בין אם זה מיתרי הקול שלך או כלי נגינה, גלים עומדים יוצרים צלילים ספציפיים. תפיסתך את הצליל תלויה בתדירות הרטט, כולל צלילי משרעת נמוכים יותר התורמים לגוון, או באיכות הצליל הנתפסת.

בני אדם יוצרים מוזיקה על ידי רטטת עמוד האוויר בגרונם. על ידי שינוי הצורה / המתח במיתרי הקול שלהם, הם יכולים ליצור שונה מצבי רטט וצלילים. זמרים מתורגלים למדו לעשות זאת היטב ויכולים לעצב את מיתרי הקול שלהם כדי להחזיק א צליל טהור במשך זמן רב, כמו גם להכות כמה תווים מדויקים בקנה מידה מוזיקלי מבלי להתנדנד גובה הצליל.

כשאנשים מדברים על תווי מוסיקה מסוימים, הם מתייחסים לתדרי צליל ספציפיים מסוימים. תדרים גבוהים יותר יוצרים תווים גבוהים יותר, ותדרים נמוכים יותר יוצרים תווים נמוכים יותר.

ניתן ליצור צליל מוזיקלי גם על ידי כלי נגינה. איברי צינור, כלי נשיפה מעץ, סקסופונים, תרמינים וכלים אלקטרוניים אחרים הם כולם דוגמאות, וכל אחד מהם יוצר צליל מוזיקלי בדרכים שונות.

כלי נשיפה מעץ וכלים דומים אחרים יוצרים צליל מאת עמודי אוויר רוטטים. על ידי כוונון אורכי הכלים, או פתיחה וסגירת חורים בצדדים, משתנה תדר הרטט הטבעי של העמוד, ויוצר תווים שונים.

כלי מיתר יוצרים צליל על ידי הפקת גלים עומדים על מיתרים מתוחים המוגברים בגוף הכלי. התדירות בה מחרוזת תרטוט תלויה בצפיפות המסה שלה, באורך ובמתח שלה.

לכן ניתן לכוון כלים אלה על ידי כוונון המתח של המיתרים, ומדוע חלק מהמיתרים עבים יותר מאחרים. זו גם הסיבה שבכלי כמו גיטרה נוצרים תווים שונים על ידי לחיצה על המיתרים כלפי מטה - ובכך אתה משתנה למעשה את אורכי המיתרים.

מכשירים אחרים פועלים על פי העיקרון של קרום רוטט. תופים הם דוגמה מצוינת לכך. ראש תוף יכול להיחשב כגרסה הדו מימדית של המיתר הרוטט. התדרים שבהם הוא ירטוט בעת מכה תלויים בצפיפות המסה שלו ובמתח, אך מכיוון שמדובר בקרום דו מימדי, קיימים מצבי רטט רבים יותר.

ביטים הם תופעה הנובעת מהפרעה של גלי הקול ויש להם יישומים רבים כולל בכלי נגינה. אם שני גלי קול בתדרים שונים מפריעים, משרעת משתנה נובעת ממעבר בין הפרעה קונסטרוקטיבית לבין הפרעה הרסנית בין שני הגלים. וריאציה זו בעוצמת הצליל מכונה פעימות.

ה תדירות פעימה מוגדר כהפרש בתדירות בין שני הגלים המקוריים. המשמעות היא שככל ששני התדרים קרובים יותר, כך תדר הפעימות קטן יותר (כלומר פחות פעימות בשנייה), מה שמקל על הבחנתם עם האוזן האנושית.

תדרי פעימות מסוימים נתפסים על ידי האוזן האנושית כ"תדירות סובייקטיבית "או" תדירות הבדל ".