Творчі зусилля та важкі науки часто йдуть рука об руку. Розуміння фізики звуку може призвести до розуміння фізики музики та того, наскільки естетично приємними можуть бути звуки та аранжування.
Звукові хвилі та частоти
Звукові хвилі є вібрації в середовищі, яке може сприйматися людським вухом. Частота звукової хвилі - це число вібрацій в секунду, виміряне в герцах.
Основною частотою об'єкта, що виробляє звук, є найнижча природна частота, на якій цей об'єкт буде вібрувати. Значення цієї частоти залежить від фізичних властивостей об’єкта.
Частоти в гармонічному ряді є цілим числом, кратним основній частоті; однак можна мати обертони (картини стоячих хвиль) на частотах, які не кратні основним. Музична гама - це сукупність музичних нот, упорядкованих за основною частотою.
Людський голос і спів
У будь-якому конкретному об’єкті - будь то ваші голосові зв’язки чи музичний інструмент, стоячі хвилі створюють специфічні звуки. Ваше сприйняття цього звуку залежить від частоти вібрацій, включаючи будь-які обертони меншої амплітуди, що сприяють тембру, або сприйману якість звуку.
Люди створюють музику, вібруючи повітряну колону в горлі. Змінюючи форму / напругу голосових зв’язок, вони можуть створювати різні вібраційні режими і звуки. Практикувані співаки навчились робити це дуже добре і можуть формувати свої голосові зв’язки так, щоб утримувати чиста нота протягом тривалого часу, а також вдарив кілька точних нот у музичному масштабі, не завадившись висота тону.
Коли люди говорять про певні музичні ноти, вони мають на увазі певні звукові частоти. Вищі частоти створюють вищі ноти, а нижчі - нижчі.
Музичних інструментів
Музичний звук також може створюватися музичними інструментами. Трубні органи, духові духові інструменти, саксофони, термін та інші електронні інструменти - все це приклади, і кожен створює музичний звук по-різному.
Духові духові апарати та інші подібні інструменти створюють звук вібраційні колони повітря. Регулюючи довжини інструментів або відкриваючи та закриваючи отвори в боках, змінюється частота власних коливань колони, створюючи різні ноти.
Струнні інструменти створюють звук, створюючи стоячі хвилі на напружених струнах, які посилюються в корпусі інструменту. Частота, з якою струна буде вібрувати, залежить від її масової щільності, довжини та натягу.
Ось чому ці інструменти можна налаштувати, регулюючи натяг струн, і чому деякі струни товщі, ніж інші. Ось чому на такому інструменті, як гітара, створюються різні ноти, натискаючи струни на лади - цим ви по суті змінюєте довжину струн.
Інші інструменти працюють за принципом вібраційної мембрани. Барабани - яскравий приклад цього. Головку барабана можна вважати двовимірною версією вібраційної струни. Частоти, на яких він буде вібрувати при ударі, залежать від його масової щільності та натягу, але оскільки це двовимірна мембрана, існує набагато більше можливих коливальних режимів.
Тактові та частотні ритми
Удар - явище, яке виникає внаслідок перешкод звукової хвилі і має багато застосувань, в тому числі в музичних інструментах. Якщо дві звукові хвилі різної частоти заважають, різна амплітуда виникає внаслідок перемикання між конструктивними перешкодами та руйнівними перешкодами між двома хвилями. Ця варіація гучності звуку відома як удари.
частота ударів визначається як різниця в частоті між двома вихідними хвилями. Це означає, що чим ближче обидві частоти, тим менша частота ударів (тобто менше ударів в секунду), що полегшує їх розрізнення з людським вухом.
Певні частоти ударів сприймаються людським вухом як "суб'єктивна частота" або "різниця частот".