Kreativa ansträngningar och hårdvetenskap går ofta hand i hand. Att förstå ljudets fysik kan leda till en förståelse för musikens fysik och hur estetiskt tilltalande ljud och arrangemang kan göras.
Ljudvågor och frekvenser
Ljudvågor är vibrationer i ett medium som kan uppfattas av det mänskliga örat. Frekvensen för en ljudvåg är antalet vibrationer per sekund, mätt i Hertz.
Grundfrekvensen för ett objekt som producerar ljud är den lägsta naturliga frekvensen vid vilken objektet kommer att vibrera. Värdet på denna frekvens beror på objektets fysiska egenskaper.
Frekvenserna i en harmonisk serie är heltalsmultiplar av grundfrekvensen; det är dock möjligt att ha övertoner (stående vågmönster) vid frekvenser som inte är multiplar av det grundläggande. En musikalisk skala är en uppsättning musiknoter ordnade efter grundläggande frekvens.
Human Voice and Singing
I något speciellt objekt - oavsett om det är dina vokalband eller ett musikinstrument, skapar stående vågor specifika ljud. Din uppfattning om det ljudet beror på vibrationsfrekvensen, inklusive övertoner med lägre amplitud som bidrar till klangfärgen eller upplevd ljudkvalitet.
Människor skapar musik genom att vibrera luftpelaren i halsen. Genom att ändra form / spänning i stämbanden kan de skapa olika vibrationslägen och ljud. Övade sångare har lärt sig att göra detta mycket bra och kan forma sina stämband så att de håller en ren ton under lång tid, liksom slå flera exakta toner på musikalisk skala utan att vackla in tonhöjd.
När människor pratar om vissa noter hänvisar de till vissa specifika ljudfrekvenser. Högre frekvenser skapar högre toner och lägre frekvenser skapar lägre toner.
Musikinstrument
Musikaliskt ljud kan också skapas av musikinstrument. Rörorgan, träblåsare, saxofoner, tereminer och andra elektroniska instrument är alla exempel, och var och en skapar musikaliskt ljud på olika sätt.
Träblåsare och andra liknande instrument skapar ljud av vibrerande luftpelare. Genom att justera längden på instrumenten, eller öppna och stänga hål i sidorna, ändras kolonnens naturliga vibrationsfrekvens, vilket ger olika toner.
Stränginstrument skapar ljud genom att producera stående vågor på strama strängar som förstärks i instrumentets kropp. Frekvensen med vilken en sträng kommer att vibrera beror på dess massdensitet, längd och spänning.
Det är därför som dessa instrument kan ställas in genom att justera strängarnas spänning och varför några av strängarna är tjockare än andra. Det är också anledningen till att på ett instrument som en gitarr skapas olika toner genom att trycka ner strängarna vid banden - därigenom varierar du i huvudsak strängarnas längder.
Andra instrument fungerar på principen om ett vibrerande membran. Trummor är ett utmärkt exempel på detta. Ett trumhuvud kan ses som den tvådimensionella versionen av den vibrerande strängen. De frekvenser som den kommer att vibrera vid träff beror på dess massdensitet och spänning, men eftersom det är ett tvådimensionellt membran finns det många fler möjliga vibrationslägen.
Beats och beatfrekvenser
Beats är ett fenomen som härrör från ljudvågsstörningar och har många tillämpningar inklusive musikinstrument. Om två ljudvågor med olika frekvenser stör uppstår en varierande amplitud från en växling mellan konstruktiv interferens och destruktiv interferens mellan de två vågorna. Denna variation i ljudstyrkan kallas beats.
De taktfrekvens definieras som skillnaden i frekvens mellan de två ursprungliga vågorna. Detta betyder att ju närmare de två frekvenserna är, desto mindre är taktfrekvensen (vilket betyder färre slag per sekund), vilket gör dem lättare att skilja med det mänskliga örat.
Vissa slagfrekvenser uppfattas av det mänskliga örat som en "subjektiv frekvens" eller "skillnadsfrekvens."