Podtext a harmonické sa všeobecne diskutuje vo vzťahu k zdrojom zvuku. Tieto dva pojmy sú často navzájom zamieňané a niekedy sa používajú zameniteľné.
To nie je žiadnym prekvapením, pretože v určitých situáciách skončia s rovnakou frekvenciou. Aj keď je možné, aby harmonické boli podtextom a podtextom boli harmonické, je tiež možné mať harmonické, ktoré nie sú podtextmi, a podtóny, ktoré nie sú harmonické.
Rýchlosť vlny, vlnová dĺžka a frekvencia
Pred diskusiou o harmonických a podtextoch je dôležité porozumieť základom vlny.
Vlny sú rušením média, ktoré sa šíri z jedného miesta na druhé prostredníctvom oscilácií bodov v médiu. Zvuk je len jedným príkladom toho, ale tak isto aj oceánske vlny, vlny na špagáte atď.
Thevlnová dĺžkaje vzdialenosť medzi po sebe nasledujúcimi vrcholmi vĺn. Thevlnová frekvenciaje počet cyklov vlny za sekundu. Arýchlosť vlnyje produktom vlnovej dĺžky a frekvencie.
Rezonančné frekvencie
Ak je šírenie poruchy obmedzené v médiu, môže sa odrážať späť a zasahovať do seba. Na určitých frekvenciách to vytvára trvalú stojatú vlnu. To sa stane, keď strhnete gitarovú strunu, fúknete do píšťalky alebo dokonca spadnete kľúč na podlahu - náraz kvapky spôsobí, že kľúč „vibruje“ na určitej frekvencii, keď na ňu krátko zavibruje dopad.
Frekvencie, na ktorých môžu také stojaté vlny vzniknúť, sa nazývajúrezonančné frekvencie,a hodnoty týchto frekvencií pre dané médium závisia od vlastností tohto média. Napríklad frekvencia vytvárania stojatej vlny na strune závisí od hustoty struny, napätia struny a dĺžky struny.
Ako uvidíte v nasledujúcej časti, väčšina objektov má niekoľko rôznych frekvencií, pri ktorých môžu vibrovať tieto rôzne frekvencie často súvisia navzájom a s geometriou objektu sám.
Čo je to Overtone?
Rezonančná frekvencia je prirodzená frekvencia vibrácií objektu. Je to frekvencia, pri ktorej niečo vibruje a vytvára vzorec stojatých vĺn. Pre každý daný objekt zvyčajne existuje niekoľko frekvencií, pri ktorých k tomu dôjde. Najnižšia takáto frekvencia sa nazývazákladná frekvenciaa je často označovaný akof1.
Anpodtónje názov pomenovaný pre každú rezonančnú frekvenciu nad základnou frekvenciou alebo základným tónom.
Zoznam postupných podtextov pre objekt sa nazývapodtónová séria. Prvý podtext, ako aj všetky nasledujúce podtexty v sérii môžu alebo nemusia byť celočíselným násobkom základného čísla. Niekedy je vzťah taký jednoduchý a inokedy zložitejší v závislosti od vlastností a geometrie vibrujúceho objektu.
Napríklad na kruhovej membráne, ako je hlava bubna, sú podtexty 1,59f1, 2.14f1, 2.30f1, 2.65f1, 2.92f1a mnoho ďalších hodnôt. Tieto podtexty sa vyskytujú pri frekvenciách, pre ktoré môže na membráne vzniknúť dvojrozmerná stojatá vlna. Ako by ste mohli tušiť, matematika na odvodenie týchto hodnôt je oveľa menej jasná ako na určenie režimov stojatých vĺn na strunách!
Čo sú harmonické?
Harmonické frekvenciesú násobky celého čísla základnej frekvencie alebo najnižšej frekvencie vibrácií.
Zvážte vibračnú strunu. Režimy vibrácií sú všetky násobky základnej hodnoty a súvisia s dĺžkou struny a rýchlosťou vlny. Vyššie frekvencie sa nachádzajú prostredníctvom vzťahu
f_n = nf_1
vlnová dĺžka:
\ lambda = \ frac {2L} {n}
kdeĽje dĺžka reťazca.
Z toho získateharmonické rady. Druhá harmonickáf2 = 2f1a tretia harmonickáf3 = 3f1 a tak ďalej. Tiež si všimnite, že vlnová rýchlosť - súčin vlnovej dĺžky a frekvencie - je rovnaká pre všetky hodnotyn.
V tomto konkrétnom príklade s reťazcom sú všetky tóny harmonické a všetky harmonické sú tóny. Nie vždy to však platí, ako je to vidieť v príklade bubnovej hlavy, a ako uvidíte aj v nasledujúcej časti.
Rozdiel medzi podtextom a harmonickými
Ako už bolo uvedené, harmonické sú celočíselné násobky základnej frekvencie. Na týchto frekvenciách predmet môže, ale nemusí zažiť rezonanciu. Naproti tomu podtextom je akákoľvek frekvencia, pri ktorej dochádza k rezonancii nad základnou hodnotou. Môžu sa to stať iba pri harmonických alebo iba pri konkrétnych harmonických alebo pri iných hodnotách úplne.
Zvážte príklad stojatých zvukových vĺn v otvorenom potrubí (alebo vibračnej strune): V tomto prípade sú harmonické a podtóny rovnaké. Pri uzavretej rúrke sa však podtexty vyskytujú iba pri nepárnych harmonických.
Na obdĺžnikovej alebo kruhovej membráne, ako je bubnová hlava, získate trochu všetkého. Na obdĺžnikovej membráne sú niektoré z podtextov tiež harmonické, iné však nie.
Napríklad na obdĺžnikovej membráne s dĺžkou 1,41-krát väčšou ako jej šírka sa podtóny vyskytujú pri hodnote 1,41f1, 1.73f1, 2.00f1, 2.38f1, 2.71f1, 3.00f1, 3.37f1 a tak ďalej. Na kruhovej membráne neskončí väčšina alebo všetky harmonické podtóny.
Vibračné režimy hlavy bubna sú príkladmi neharmonických alebo neharmonických podtextov. Vyskytujú sa tiež u cimbalov a iných bicích nástrojov.
Hudobné nástroje
Hudobné nástroje vrátane dychových, dychových, strunových a iných nástrojov. Poskytujú príklady aplikácií rezonancie a rozlíšenie medzi podtextom a harmonickými.
Niektoré nástroje majú tendenciu robiť si poznámky pri harmonických, iné pri nepárnych harmonických a iné majú neharmonické podtóny. Použitím rôznych klávesov na klavíri, rôznych strún na gitare alebo zmenou prstokladu na flaute sa menia aj možné podtexty a harmonické.
Aj preto je dôležité pravidelne ladiť určité nástroje. Nota, ktorú hrá strunová gitara, závisí od hustoty struny, ale aj od napätia. Po chvíli hry sa môže reťazec mierne natiahnuť a môže sa zmeniť napätie. Nastavením napätia je možné obnoviť správnu základnú frekvenciu vibrácií.
Timbre a kvalita zvuku
Timbreje vnímaná kvalita zvuku noty v hudbe. Aj keď môžete hrať na rovnakej gitare ako na klavíri, vaše ucho dokáže rozpoznať rozdiel. Prečo je to tak, aj keď je frekvencia rovnaká? Odpoveď súvisí s presahom.
Keď je gitarová struna zatrhnutá, vytvára danú notu vibrovaním na jej základnej frekvencii súčasne vibruje aj pri hodnotách podtextu, ale s oveľa menšou amplitúdou (nižšia objem). Predstavte si signálnu vlnu, ktorá sa pri priblížení javí ako „pokrčená“ alebo lemovaná omnoho menšou vlastnou krivkou.
To isté sa stane, keď sa hrá na klavír a rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach týchto nástrojov sa dajú kombinovať a relatívna sila podtextu, čím sa vytvára iná farba alebo zvuková kvalita, ktorá umožňuje rozlišovať medzi týmito dvoma tónmi nástrojov.
Ďalšími faktormi, ktoré môžu tiež ovplyvniť kvalitu noty, sú útok, rozpad, udržanie a doba uvoľnenia. Keď sa hrá nota, amplitúda vyskočí na vrchol, na chvíľu sa zníži na konštantnú úroveň a potom po skončení noty klesne na nulu.
Útokje čas medzi časom, keď sa nota začala hrať s maximálnou amplitúdou.Kazje čas medzi špičkovou amplitúdou a trvalou amplitúdou, o ktorú sa hrá nota.Udržaťje čas, počas ktorého sa nota hrá s konštantnou amplitúdou.Uvoľnenieje čas potrebný na prechod z ustálenej amplitúdy na nulu, keď nota končí.
