Ustvarjalna prizadevanja in trde znanosti pogosto gredo z roko v roki. Razumevanje fizike zvoka lahko privede do razumevanja fizike glasbe in do tega, kako estetsko so prijetni zvoki in aranžmaji.
Zvočni valovi in frekvence
Zvočni valovi so vibracije v mediju, ki ga lahko zazna človeško uho. Frekvenca zvočnega vala je število vibracij na sekundo, izmerjeno v Hertzih.
Temeljna frekvenca predmeta, ki proizvaja zvok, je najnižja naravna frekvenca, pri kateri bo predmet vibriral. Vrednost te frekvence je odvisna od fizikalnih lastnosti predmeta.
Frekvence v harmonski vrsti so celo število, večkratniki osnovne frekvence; vendar je možno imeti prizvoke (vzorce stoječih valov) na frekvencah, ki niso večkratniki osnovnega. Glasbena lestvica je niz glasbenih not, urejenih po temeljni frekvenci.
Človeški glas in petje
V katerem koli določenem predmetu - najsi gre za vaše glasilke ali glasbilo, stoječi valovi ustvarjajo posebne zvoke. Vaše zaznavanje tega zvoka je odvisno od frekvence vibracij, vključno z vsemi nižjimi prizvoki amplitude, ki prispevajo k zvoku, ali zaznani kakovosti zvoka.
Ljudje ustvarjamo glasbo z vibriranjem zračnega stebra v grlu. S spreminjanjem oblike / napetosti v glasilkah lahko ustvarijo drugačno vibracijski načini in zvoki. Vadbeni pevci so se tega zelo dobro naučili in lahko oblikujejo glasilke tako, da držijo a čista nota že dolgo časa, kot tudi zadel več natančnih not na glasbeni lestvici, ne da bi se zaletel višina tona.
Ko ljudje govorijo o določenih glasbenih notah, se sklicujejo na določene zvočne frekvence. Višje frekvence ustvarjajo višje note, nižje frekvence pa nižje.
Glasbila
Glasbeni zvok lahko ustvarijo tudi glasbila. Orgeli za pipe, pihala, saksofoni, tromini in drugi elektronski instrumenti so vsi primeri in vsak ustvarja glasbeni zvok na različne načine.
Pihala in drugi podobni instrumenti ustvarjajo zvok vibrirajoči zračni stebri. S prilagajanjem dolžin instrumentov ali odpiranjem in zapiranjem lukenj na straneh se spremeni naravna frekvenca vibracij kolone, kar daje različne note.
Godalni instrumenti ustvarjajo zvok tako, da na napetih strunah ustvarjajo stoječe valove, ki so ojačani v telesu instrumenta. Pogostost vibriranja strune je odvisna od njene masne gostote, dolžine in napetosti.
Zato je mogoče te instrumente uglasiti s prilagajanjem napetosti strun in zakaj so nekatere strune debelejše od drugih. Tudi zato na instrumentu, kot je kitara, s pritiskom na strune na prečkah nastanejo različne note - s tem v bistvu spreminjate dolžino strun.
Drugi instrumenti delujejo po principu vibrirajoče membrane. Vrhunski primer tega so bobni. Glavo bobna lahko predstavljamo kot dvodimenzionalno različico vibrirajoče vrvice. Frekvence, na katerih bo vibrirala ob udarcu, so odvisne od njegove masne gostote in napetosti, a ker gre za dvodimenzionalno membrano, obstaja še veliko možnih načinov vibracij.
Utripi in frekvence utripov
Utripi so pojav, ki je posledica motenj zvočnih valov in ima veliko aplikacij, tudi v glasbenih instrumentih. Če se motita dva zvočna vala z različnimi frekvencami, je različna amplituda posledica preklopa med konstruktivnimi in destruktivnimi motnjami med obema valoma. Ta sprememba glasnosti zvoka je znana kot utripi.
The frekvenca utripov je definirana kot razlika v frekvenci med dvema prvotnima valovanjem. To pomeni, da bližje kot sta frekvenci, manjša je frekvenca utripov (kar pomeni manj utripov na sekundo), zaradi česar jih je lažje ločiti s človeškim ušesom.
Določene frekvence utripov človeško uho zazna kot "subjektivno frekvenco" ali "razliko frekvence".