Kreative bestrebelser og harde vitenskaper går ofte hånd i hånd. Å forstå lydens fysikk kan føre til en forståelse av musikkens fysikk og hvordan estetisk tiltalende lyder og arrangementer kan gjøres.
Lydbølger og frekvenser
Lydbølger er vibrasjoner i et medium, som kan oppfattes av det menneskelige øret. Frekvensen til en lydbølge er antall vibrasjoner per sekund, målt i Hertz.
Den grunnleggende frekvensen til et objekt som produserer lyd er den laveste naturlige frekvensen der objektet vil vibrere. Verdien av denne frekvensen avhenger av objektets fysiske egenskaper.
Frekvensene i en harmonisk serie er hele tallmultipler av grunnfrekvensen; det er imidlertid mulig å ha overtoner (stående bølgemønstre) ved frekvenser som ikke er multipler av det grunnleggende. En musikalsk skala er et sett med noter ordnet etter grunnleggende frekvens.
Menneskelig stemme og sang
I et bestemt objekt - enten det er stemmebåndene dine eller et musikkinstrument, skaper stående bølger spesifikke lyder. Din oppfatning av den lyden avhenger av vibrasjonsfrekvensen, inkludert overtoner med lavere amplitude som bidrar til klangfargen eller opplevd lydkvalitet.
Mennesker lager musikk ved å vibrere luftkolonnen i halsen. Ved å endre form / spenning i stemmebåndene, kan de skape forskjellige vibrasjonsmodus og lyder. Øvede sangere har lært å gjøre dette veldig bra og kan forme stemmebåndene slik at de holder en ren tone i lang tid, i tillegg til å treffe flere eksakte toner på musikalsk skala uten å vakle inn tonehøyde.
Når folk snakker om bestemte noter, refererer de til bestemte spesifikke lydfrekvenser. Høyere frekvenser skaper høyere toner, og lavere frekvenser skaper lavere toner.
Musikkinstrumenter
Musikalsk lyd kan også skapes av musikkinstrumenter. Rørorganer, treblåsere, saksofoner, tereminer og andre elektroniske instrumenter er alle eksempler, og hver og en skaper musikalsk lyd på forskjellige måter.
Treblåsere og andre lignende instrumenter skaper lyd av vibrerende søyler med luft. Ved å justere lengden på instrumentene, eller åpne og lukke hull i sidene, blir den naturlige vibrasjonsfrekvensen i kolonnen endret, og produserer forskjellige toner.
Strengeinstrumenter skaper lyd ved å produsere stående bølger på stramme strenger som forsterkes i instrumentets kropp. Hvor ofte en streng vil vibrere avhenger av dens massetetthet, lengde og spenning.
Det er grunnen til at disse instrumentene kan stilles inn ved å justere strengens spenning, og hvorfor noen av strengene er tykkere enn andre. Det er også grunnen til at på et instrument som en gitar, opprettes forskjellige toner ved å trykke strengene ned på båndene - på den måten varierer du i hovedsak lengden på strengene.
Andre instrumenter fungerer på prinsippet om en vibrerende membran. Trommer er et godt eksempel på dette. Et trommelhode kan betraktes som den todimensjonale versjonen av den vibrerende strengen. Frekvensene der den vil vibrere når den treffes, avhenger av dens massetetthet og spenning, men fordi det er en todimensjonal membran, finnes det mange flere mulige vibrasjonsmodi.
Beats og Beat Frequences
Beats er et fenomen som skyldes lydbølgeforstyrrelser og har mange bruksområder, inkludert i musikkinstrumenter. Hvis to lydbølger med forskjellige frekvenser forstyrrer, resulterer en varierende amplitude fra en bytte mellom konstruktiv interferens og destruktiv interferens mellom de to bølgene. Denne variasjonen i lydens lydstyrke er kjent som beats.
De slåfrekvens er definert som forskjellen i frekvens mellom de to opprinnelige bølgene. Dette betyr at jo nærmere de to frekvensene er, desto mindre er beatfrekvensen (noe som betyr færre slag per sekund), noe som gjør dem lettere å skille med det menneskelige øret.
Visse slagfrekvenser oppfattes av det menneskelige øret som en "subjektiv frekvens" eller "forskjellsfrekvens."
