Viršbalsiai ir harmonikos paprastai aptariami santykyje su garso šaltiniais. Šios dvi sąvokos dažnai yra painiojamos ir kartais vartojamos pakaitomis.
Tai nenuostabu, nes tam tikrose situacijose jie galų gale nurodo tą patį dažnių rinkinį. Tačiau, nors harmonikai gali būti tonai, o tonai - harmonikos, taip pat galima turėti harmonikų, kurios nėra tonai, ir tonų, kurios nėra harmonikos.
Bangos greitis, bangos ilgis ir dažnis
Prieš diskutuojant apie harmonikas ir užuominas, svarbu suprasti bangos pagrindus.
Bangos yra terpės trikdžiai, kurie sklinda iš vienos vietos į kitą terpės taškų virpesiais. Garsas yra tik vienas pavyzdys, bet taip pat yra vandenyno bangos, bangos ant stygos ir kt.
Thebangos ilgisyra atstumas tarp vienas po kito einančių bangų smailių. Thebangos dažnisyra ciklų skaičius per sekundę bangos. Irbangos greitisyra bangos ilgio ir dažnio sandauga.
Rezonansiniai dažniai
Jei plintantis trikdymas apsiriboja terpėje, jis gali atsispindėti ir trukdyti sau. Tam tikrais dažniais tai sukuria ilgalaikę stovinčią bangą. Tai atsitinka, kai jūs nuplėšiate gitaros stygas, smūgiuojate į švilpuką ar net numetate veržliaraktį ant grindų - dėl lašo smūgio veržliaraktis „dingsta“ tam tikru dažniu, kai jis trumpai vibruoja poveikis.
Vadinami dažniai, kuriais gali atsirasti tokios stovinčios bangosrezonansiniai dažniai,ir šių dažnių vertės tam tikrai terpei priklauso nuo tos terpės savybių. Pavyzdžiui, dažnumas, kuriuo sukuriama stygos stovi banga, priklauso nuo stygos masės tankio, stygos įtempimo ir stygos ilgio.
Kaip pamatysite kitame skyriuje, dauguma objektų turi keletą skirtingų dažnių, kuriais jie gali vibruoti natūraliai, ir tie skirtingi dažniai dažnai yra susiję vienas su kitu ir su objekto geometrija pats.
Kas yra Overtone?
Rezonansinis dažnis yra natūralus daikto vibracijos dažnis. Tai dažnis, kuriuo kažkas vibruoja, kurdamas nuolatinės bangos modelį. Bet kuriam objektui tai paprastai būna keli dažniai. Mažiausias toks dažnis vadinamaspagrindinis dažnisir dažnai žymimas kaipf1.
Anužuominayra vardas, suteiktas bet kuriam rezonansiniam dažniui, viršijančiam pagrindinį dažnį ar pagrindinį toną.
Nuoseklių objekto užtemimų sąrašas vadinamasovertono serijos. Pirmasis pustonis, taip pat visos vėlesnės pustoniai serijoje gali būti pamatinio skaičiaus kartotinis skaičius. Kartais santykiai yra tokie paprasti, o kartais sudėtingesni, atsižvelgiant į vibruojančio objekto savybes ir geometriją.
Pavyzdžiui, ant apskritos membranos, tokios kaip būgno galvutė, yra užtaisai ties 1,59f1, 2.14f1, 2.30f1, 2.65f1, 2.92f1ir daug kitų vertybių. Šie pustoniai atsiranda tokiais dažniais, kuriems ant membranos gali atsirasti dvimatė stovėjimo banga. Kaip galite įtarti, matematika, kaip išgauti šias reikšmes, yra daug nesudėtingesnė, nei nustatant stygos nuolatinės bangos režimus!
Kas yra armonika?
Harmoniniai dažniaiyra sveiko skaičiaus pagrindinio dažnio kartotiniai arba žemiausias vibracijos dažnis.
Apsvarstykite vibruojančią stygą. Visi vibracijos būdai yra daugybiniai pagrindo ir yra susiję su stygos ilgiu ir bangos greičiu. Aukštesni dažniai randami per santykius
f_n = nf_1
bangos ilgis:
\ lambda = \ frac {2L} {n}
kurLyra stygos ilgis.
Iš to jūs gaunateharmonikos serija. Antroji harmonikaf2 = 2f1o trečioji harmonikaf3 = 3f1 ir taip toliau. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad bangos greitis - bangos ilgio ir dažnio sandauga - yra vienodas visoms reikšmėmsn.
Šiame konkrečiame stygos pavyzdyje visos potekstės yra harmonikos, o visos harmonikos yra potekstės. Tačiau tai ne visada būna, kaip matyti būgno galvutės pavyzdyje ir kaip pamatysite ir kitame skyriuje.
Skirtumas tarp prieskonių ir armonikų
Kaip jau aptarta anksčiau, harmonikos yra pagrindinio dažnio sveikieji skaičiai. Šiais dažniais objektas gali patirti rezonansą arba jo nepatirti. Priešingai, užuomina yra bet koks dažnis, kuriuo rezonansas įvyksta aukščiau pamatinio. Tai gali atsitikti tik esant harmonikoms, tik tam tikroms harmonikoms arba visai kitoms vertybėms.
Panagrinėkime stovinčių garso bangų atvirame vamzdyje (arba vibruojančios stygos) pavyzdį: šiuo atveju harmonikos ir potekstės yra vienodos. Tačiau esant uždaram vamzdžiui, potekstė atsiranda tik esant nelyginėms harmonikoms.
Ant stačiakampės ar apskritos formos membranos, tokios kaip būgno galvutė, jūs gaunate šiek tiek visko. Stačiakampio formos membranoje kai kurie atspalviai taip pat yra harmonikos, tačiau kai kurie ne.
Pavyzdžiui, stačiakampio formos membranoje, kurios ilgis yra 1,41 karto didesnis už jos plotį, viršgarsiai būna 1,41f1, 1.73f1, 2.00f1, 2.38f1, 2.71f1, 3.00f1, 3.37f1 ir taip toliau. Apskritoje membranoje dauguma ar visos harmonikos nesibaigia potekstėmis.
Būgno galvutės vibracijos režimai yra neharmoninių ar neharmoninių potėpių pavyzdžiai. Jų taip pat būna cimboluose ir kituose mušamuosiuose instrumentuose.
Muzikos instrumentai
Muzikos instrumentai, įskaitant pučiamuosius, varinius, styginius ir kitus instrumentus. Juose pateikiami rezonanso taikymo pavyzdžiai ir potonų bei harmonikų atskyrimas.
Tam tikri instrumentai linkę daryti pastabas dėl harmonikų, kiti - prie nelyginių, o kiti - neharmoninių atspalvių. Naudojant skirtingus fortepijono klavišus, skirtingas gitaros stygas ar keičiant pirštu ant fleitos, keičiasi ir galimi atspalviai bei harmonikos.
Štai kodėl svarbu periodiškai derinti tam tikrus instrumentus. Nata, kurią groja gitaros stygos, priklauso nuo stygos masės tankio, bet ir nuo įtampos. Kurį laiką grojus, stygos gali šiek tiek patempti, o įtampa gali pasikeisti. Pakoregavus įtampą, galima atkurti teisingą pagrindinį vibracijos dažnį.
Timbre ir garso kokybė
Timbreyra suvokiama muzikos natos garso kokybė. Nors jūs galite groti tą pačią natą gitara kaip ir fortepijonu, jūsų ausis gali pasakyti skirtumą. Kodėl taip yra, nors dažnis yra tas pats? Atsakymas susijęs su užuominomis.
Nuskynus gitaros stygą, ji sukuria tam tikrą natą vibruodama pagrindiniu dažniu tuo pačiu metu vibruoja ir esant potekstės vertėms, tačiau yra daug mažesnės amplitudės (mažesnė tūris). Įsivaizduokite ženklo bangą, kuri priartinus ją atrodo „šmaikšta“ arba išklota žymiai mažesne savo ženklo kreive.
Tas pats atsitinka, kai grojamas fortepijono klavišas, o šių instrumentų fizinių savybių skirtumai suteikia skirtingus derinius ir santykines potekstės stiprybes, sukuriant skirtingą tembrą ar garso kokybę, leidžiančią atskirti šias dvi instrumentai.
Kiti veiksniai, kurie taip pat gali turėti įtakos natų kokybei, yra ataka, irimas, palaikymas ir išleidimo laikas. Grojant natai, amplitudė šokteli į viršūnę, kuriam laikui nusileidžia iki pastovaus lygio, o pasibaigus natai nukrenta iki nulio.
Puolimasyra laikas nuo tada, kai nata buvo pradėta groti iki didžiausios amplitudės.Skilimasyra laikas tarp didžiausios amplitudės ir ilgalaikės amplitudės, kuria grojama nata.Išlaikytiyra laikas, per kurį nata grojama pastovia amplitude.Atleiskiteyra laikas, per kurį iš pastovios amplitudės reikia nulio, kai nata baigiasi.