צלילים והרמוניות נדונים בדרך כלל ביחס למקורות קול. שני מושגים אלה מבולבלים לעיתים קרובות זה עם זה ולעיתים משתמשים בהם לסירוגין.
אין זו הפתעה מכיוון שבמצבים מסוימים הם מתייחסים בסופו של דבר לאותה מערך תדרים. עם זאת, אמנם ייתכן שההרמוניות הן צלילים ואילו הצלילים הם ההרמוניות, אך אפשר גם שיהיו הרמוניות שאינן צלילים טובים, וצלילים שאינם הרמוניים.
מהירות גל, אורך גל ותדירות
לפני שנדון בהרמוניות ובצלצולים, חשוב להבין את יסודות הגל.
גלים הם הפרעה במדיום, שמתפשט ממקום למקום באמצעות תנודות של נקודות במדיום. צליל הוא רק דוגמה אחת לכך אך גם גלי האוקיאנוס, גלים על חוט וכו '.
האורך הגלהוא המרחק בין שיאי גל עוקבים. התדר גלהוא מספר המחזורים לשנייה של הגל. והמהירות גלהוא תוצר של אורך הגל והתדירות.
תדרים מהדהדים
אם הפרעה מתפשטת מוגבלת בתוך מדיום, היא עשויה לשקף לאחור ולהפריע לעצמה. בתדרים מסוימים זה יוצר גל עומד מתמשך. זה קורה כשאתה מורט מיתר גיטרה, נושף לשריקה או אפילו מפיל מפתח ברגים על הרצפה - השפעת הנפילה גורמת למפתח "להתנדנד" בתדירות מסוימת תוך כדי רטט קצר פְּגִיעָה.
נקרא התדרים שבהם גלים עומדים כאלה יכולים להתרחש
כפי שתראו בסעיף הבא, לרוב האובייקטים יש כמה תדרים בהם הם עשויים לרטוט באופן טבעי, והתדרים השונים הללו קשורים לעיתים קרובות זה לזה ולגיאומטריה של האובייקט את עצמה.
מהו אוברטון?
תדר תהודה הוא תדר טבעי של רטט של אובייקט. זהו התדר בו משהו רוטט ויוצר דפוס גל עומד. עבור כל אובייקט נתון, ישנם בדרך כלל מספר תדרים בהם זה קורה. התדר הנמוך ביותר כזה נקראתדר בסיסיולעתים קרובות מסומן כ-f1.
Anצְלִיל עִלִיהוא השם שניתן לכל תדר מהדהד מעל התדר הבסיסי או הטון הבסיסי.
רשימת הצלצולים העוקבים אחר אובייקט נקראתסדרת עילוי. הצלצול הראשון כמו גם כל הצלילים הבאים בסדרה עשויים להיות מכפיל שלם של היסוד. לפעמים היחסים כל כך פשוטים, ופעמים אחרות הם מורכבים יותר, תלוי בתכונות ובגיאומטריה של האובייקט הרוטט.
לדוגמא, על קרום מעגלי כמו ראש תוף, ישנם צלילים יתר ב -1.59f1, 2.14f1, 2.30f1, 2.65f1, 2.92f1וערכים רבים אחרים. צלילי יתר אלה מתרחשים בתדרים שבגללם יכול להיווצר גל עומד דו ממדי על הממברנה. כפי שאתה יכול לחשוד, המתמטיקה להפקת ערכים אלה היא הרבה פחות פשוטה מאשר קביעת מצבי גל עומד על מחרוזת!
מהם הרמוניות?
תדרים הרמונייםהם מכפילים שלמים של התדר הבסיסי, או התדר הנמוך ביותר של הרטט.
שקול חוט רוטט. מצבי הרטט הם כולם מכפלים של היסוד וקשורים לאורך המיתרים ומהירות הגל. תדרים גבוהים יותר נמצאים דרך הקשר
f_n = nf_1
אֹרֶך גַל:
\ lambda = \ frac {2L} {n}
איפהלהוא אורך המיתרים.
מכאן אתה מקבל אתסדרה הרמונית. ההרמוניה השנייהf2 = 2f1וההרמונית השלישיתf3 = 3f1 וכולי. שים לב גם שמהירות הגל - תוצר אורך הגל והתדר - זהה לכל הערכים שלנ.
בדוגמה הספציפית הזו עם המיתר, כל הצלילים הם הרמוניות, וכל ההרמוניות הן צלילים. עם זאת, זה לא תמיד המקרה, כפי שנראה בדוגמה של ראש התוף, וכפי שתראו גם בסעיף הבא.
ההבדל בין צלצולים הרמוניים
כפי שנדון קודם לכן, הרמוניות הן מכפילים שלמים של התדר הבסיסי. בתדרים אלה, האובייקט עלול לחוות תהודה או לא. לעומת זאת, צלצולים הם כל תדר בו תהודה מתרחשת מעל היסוד. אלה עשויים לקרות בהרמוניות בלבד, או בהרמוניות ספציפיות בלבד או בערכים אחרים לחלוטין.
שקול את הדוגמה של גלי קול עומדים בצינור פתוח (או במיתר הרוטט): במקרה זה, הרמוניות וגוונים זהים. עם צינור סגור, לעומת זאת, צלצולים מתרחשים רק בהרמוניות מוזרות.
על קרום מלבני או מעגלי כמו ראש תוף, אתה מקבל קצת מהכל. על קרום מלבני, חלק מהצלילים הנוספים הם גם הרמוניים, אך חלקם לא.
לדוגמא, על קרום מלבני שאורכו פי 1.41 מרוחבו, הצלילים העליונים מתרחשים ב -1.41f1, 1.73f1, 2.00f1, 2.38f1, 2.71f1, 3.00f1, 3.37f1 וכולי. על קרום מעגלי, רוב ההרמוניות או כולן בסופו של דבר אינן צלילים.
מצבי רטט של ראש תוף הם דוגמאות לצלילים לא הרמוניים או לא הרמוניים. אלה מופיעים גם במצלתיים ובכלי כלי הקשה אחרים.
כלי נגינה
כלי נגינה כולל כלי נשיפה, כלי נשיפה, כלי מיתר ואחרים. הם מספקים דוגמאות ליישומים של תהודה והבחנה בין צלילים הרמוניים.
כלים מסוימים נוטים לרשום הערות בהרמוניות, אחרים בהרמוניות מוזרות, ובאחרים יש צלילים לא הרמוניים. על ידי שימוש במקשים שונים בפסנתר, מיתרים שונים בגיטרה או שינוי האצבעות בחליל, גם האוטונים וההרמוניות האפשריים משתנים.
זו גם הסיבה שחשוב לכוון מכשירים מסוימים מעת לעת. התו שמנגנת מיתר גיטרה תלוי תלוי בצפיפות המסה של המיתר אך גם במתח. לאחר משחק במשך זמן מה, המיתר עשוי להתמתח מעט, והמתח עשוי להשתנות. על ידי התאמת המתח מחדש, ניתן להחזיר את תדר הרטט הבסיסי הנכון.
טימבר ואיכות קול
גָוֶןהיא איכות הצליל הנתפסת של תו במוזיקה. אמנם אתה עלול לנגן את אותה תו על גיטרה כמו על פסנתר, אבל האוזן שלך יכולה להבדיל. מדוע זה המקרה למרות שהתדירות זהה? התשובה קשורה לצלילים.
כאשר מיתרים את מיתרי הגיטרה, מייצרים תו נתון על ידי רטט בתדר הבסיסי שלו, הוא רוטט בו זמנית גם בערכי הצליל אבל עם משרעת קטנה בהרבה (נמוכה יותר כרך). תארו לעצמכם גל שלטים שכשאתם מתקרבים אליו הוא נראה "מתפתל" או מרופד בעקומת סימנים קטנה בהרבה משל עצמו.
אותו דבר קורה כאשר מנגנים על מקש הפסנתר, וההבדלים בתכונות הפיזיקליות של הכלים הללו נותנים שילובים שונים ועוצמות יחסי של צלילים, ויוצרים צליל שונה או איכות צליל המאפשרת לך להבחין בין השניים כלים.
גורמים נוספים אשר יכולים להשפיע גם על איכות התווים הם תקיפה, ריקבון, זמן ושחרור זמן. כאשר מנגנים תו המשרעת קופצת לשיא, יורדת לרמה קבועה למשך זמן מה ואז צונחת לאפס כאשר התם מסתיים.
לִתְקוֹףהוא הזמן שבין שהצליל התחיל להתנגן עד למשרעת השיא.ריקבוןהוא הזמן שבין משרעת שיא למשרעת המתמשכת בה מנגנים את התו.לִתְמוֹךהוא הזמן שבמהלכו מנגנים את התו במשרעת קבועה.לְשַׁחְרֵרהוא הזמן שלוקח לעבור מהמשרעת המתמשכת לאפס כאשר נגמר התו.