Eforturile creative și științele dure merg adesea mână în mână. Înțelegerea fizicii sunetului poate duce la o înțelegere a fizicii muzicii și a modului în care se pot face sunete și aranjamente plăcute din punct de vedere estetic.
Valuri sonore și frecvențe
Undele sonore sunt vibrații într-un mediu, care poate fi perceput de urechea umană. Frecvența unei unde sonore este numărul de vibrații pe secundă, măsurate în Hz.
Frecvența fundamentală a unui obiect care produce sunet este cea mai mică frecvență naturală la care acel obiect va vibra. Valoarea acestei frecvențe depinde de proprietățile fizice ale obiectului.
Frecvențele dintr-o serie armonică sunt multipli ai numărului întreg al frecvenței fundamentale; cu toate acestea, este posibil să aveți supratonii (tipare de undă staționară) la frecvențe care nu sunt multipli ai fundamentalului. O scară muzicală este un set de note muzicale ordonate după frecvența fundamentală.
Vocea umană și cântarea
În orice obiect anume - fie că este vorba de corzile voastre sau de un instrument muzical, undele staționare creează sunete specifice. Percepția dvs. asupra acelui sunet depinde de frecvența vibrațiilor, inclusiv de orice tonuri de amplitudine mai mică care contribuie la timbru sau de calitatea percepută a sunetului.
Oamenii creează muzică prin vibrarea coloanei de aer din gât. Prin schimbarea formei / tensiunii din corzile vocale, pot crea diferite moduri vibraționale și sunete. Cântăreții practicați au învățat să facă acest lucru foarte bine și își pot modela corzile vocale astfel încât să țină un notă pură pentru o lungă perioadă de timp, precum și a lovit mai multe note exacte pe o scară muzicală fără a se clătina pas.
Când oamenii vorbesc despre anumite note muzicale, se referă la anumite frecvențe sonore specifice. Frecvențele mai mari creează note mai mari, iar frecvențele mai mici creează note mai mici.
Instrumente muzicale
Sunetul muzical poate fi creat și de instrumente muzicale. Organele de țevi, vânturile din lemn, saxofoanele, tereminele și alte instrumente electronice sunt toate exemple și fiecare creează sunet muzical în moduri diferite.
Vânturile din lemn și alte instrumente similare creează sunet prin coloane vibrante de aer. Prin ajustarea lungimilor instrumentelor sau prin deschiderea și închiderea orificiilor laterale, se schimbă frecvența naturală de vibrație a coloanei, producând note diferite.
Instrumentele cu coarde creează sunet producând unde staționare pe corzi întinse care sunt amplificate în corpul instrumentului. Frecvența la care un șir va vibra depinde de densitatea sa de masă, lungime și tensiune.
De aceea aceste instrumente pot fi reglate ajustând tensiunea corzilor și de ce unele dintre corzi sunt mai groase decât altele. De asemenea, de ce pe un instrument ca o chitară, se creează diferite note prin apăsarea corzilor în jos pe freturi - în acest fel, variați în esență lungimile corzilor.
Alte instrumente funcționează pe principiul unei membrane vibrante. Tobele sunt un prim exemplu în acest sens. Un cap de tambur poate fi considerat versiunea bidimensională a șirului vibrant. Frecvențele la care va vibra atunci când este lovit depind de densitatea și tensiunea sa de masă, dar pentru că este o membrană bidimensională, există mai multe moduri de vibrație posibile.
Bătăi și frecvențe de bătăi
Bătăile sunt un fenomen care rezultă din interferența undelor sonore și au multe aplicații, inclusiv în instrumentele muzicale. Dacă două unde sonore de frecvențe diferite interferează, o amplitudine variabilă rezultă dintr-o comutare între interferența constructivă și interferența distructivă între cele două unde. Această variație a intensității sunetului este cunoscută sub numele de bătăi.
frecvența bătăilor este definit ca diferența de frecvență între cele două unde originale. Aceasta înseamnă că, cu cât cele două frecvențe sunt mai apropiate, cu atât este mai mică frecvența bătăilor (adică mai puține bătăi pe secundă), ceea ce le face mai ușor de distins cu urechea umană.
Anumite frecvențe ale bătăilor sunt percepute de urechea umană ca „frecvență subiectivă” sau „frecvență diferențială”.