 | Это включает в себя список ссылок , связанную литературу или внешние ссылки , но его источники остаются неясными, поскольку в нем отсутствуют встроенные цитаты . ( Март 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
В музыке , то зануда из духового инструмента ( в том числе деревянных духовых и латуни ) является его внутренняя камера. Это определяет путь потока, по которому движется воздух, который приводится в вибрацию для создания звуков. Форма отверстия сильно влияет на тембр инструмента .
Формы отверстий [ править ]
Конус и цилиндр являются двумя идеализированными формами , используемых для описания отверстий духовых инструментов . Инструменты могут состоять в основном из цилиндрической трубы, заканчивающейся раструбом или раструбом . Эти формы влияют на выраженность гармоник, связанных с тембром инструмента.
Цилиндрический канал [ править ]
Диаметр цилиндрического отверстия остается постоянным по всей длине. Акустическое поведение зависит от того, остановлен ли инструмент (закрыт с одного конца и открыт с другого) или открыт (с обоих концов). Для открытой трубы длина волны, создаваемая первой нормальной модой ( основное примечание), примерно в два раза больше длины трубы. Длина волны, создаваемая второй нормальной модой, вдвое меньше длины трубы, поэтому ее высота на октаву выше; таким образом, инструмент с открытым цилиндрическим отверстием выходит за пределыв октаве. Это соответствует второй гармонике, и обычно спектр гармоник инструмента с открытым цилиндрическим отверстием является сильным как для четных, так и для нечетных гармоник. Для остановленной трубы длина волны, создаваемая первой нормальной модой, примерно в четыре раза больше длины трубы. Длина волны, создаваемая второй нормальной модой, составляет одну треть от длины, т. Е. 4/3 длины трубы, поэтому ее шаг на двенадцать больше; Остановленный инструмент с цилиндрическим отверстием дает избыточный удар на двенадцатой. Это соответствует третьей гармонике; как правило, спектр гармоник остановленного инструмента с цилиндрическим отверстием, особенно в его нижнем регистре, является сильным только на нечетных гармониках. Однако современные медные духовые инструменты обычно используют всю длину инструмента для каждой высоты звука.и поэтому на них значительно влияют эффекты мундштука иколокол . Они изменяют резонансы прибора, чтобы они напоминали резонансы конической трубы, даже если отверстие в основном цилиндрическое. [1]
К инструментам с цилиндрическим или в основном цилиндрическим отверстием относятся:
Коническое отверстие [ править ]
Диаметр конического отверстия линейно зависит от расстояния от конца инструмента. Полное коническое отверстие должно начинаться с нулевого диаметра - вершины конуса. Однако фактические отверстия инструмента напоминают усеченный конус. Длина волны, создаваемая первой нормальной модой, примерно в два раза больше длины конуса, измеренного от вершины. Длина волны, создаваемая второй нормальной модой, примерно равна длине конуса, поэтому его высота на октаву выше. Следовательно, инструмент с коническим отверстием, как и инструмент с открытым цилиндрическим отверстием, имеет избыточный удар в октаве и обычно имеет гармонический спектр, сильный как в четных, так и в нечетных гармониках.
Инструменты с коническим или приблизительно коническим отверстием включают:
- Альпхорн
- Фагот
- Раковина
- Корнет
- Дульциан
- Эуфониум
- Флюгельгорн
- Флейта (до Бема)
- Валторна
- диктофон (барочные и самые современные рекордеры)
- Гобой
- Ракетт (барокко)
- Rauschpfeife
- Саксхорн
- Саксофон
- Shawm
- Туба
- Трубки Uilleann
Деревянные духовые [ править ]
Участки отверстий деревянных духовых инструментов отклоняются от истинного конуса или цилиндра. Например, хотя у гобоев и гобоев д'амур одинаковая высота, они имеют разную форму концевых колокольчиков. Соответственно, голос гобоя описывается как «пронзительный» по сравнению с более «полным» голосом гобоя д'амур.
Хотя форма отверстия деревянных духовых инструментов обычно определяет их тембр, внешняя геометрия инструментов обычно мало влияет на их голос. Кроме того, внешняя форма деревянных духовых инструментов может не совпадать с формой их отверстий. Например, в то время как гобой и кларнеты могут внешне казаться похожими, у гобоев коническое отверстие, а у кларнета - цилиндрическое отверстие.
Канал барочного рекордера имеет «перевернутый» конус, более широкий у головки и более узкий у основания инструмента. Большинство современных рекордеров также имеют такое коническое отверстие, поскольку они очень похожи на рекордеры эпохи барокко. Тем не менее, многократные ренессансные , средневековые и современные регистраторы имеют цилиндрическое отверстие.
Brasses [ править ]
Медные духовые инструменты также иногда классифицируются как конические или цилиндрические, хотя на самом деле большинство из них имеет цилиндрические секции между конической секцией ( конус мундштука или выводная трубка ) и неконической , нецилиндрической расширяющейся секцией (раструб). Бенаде приводит следующие типичные пропорции: [2]
| Труба | Тромбон | Рог | |
|---|---|---|---|
| Конус мундштука | 21% | 9% | 11% |
| Цилиндрическая часть | 29% | 52% | 61% |
| Колокол | 50% | 39% | 28% |
Эти пропорции меняются в зависимости от того, работают ли клапаны или задвижки; Вышеупомянутые числа относятся к инструментам с открытыми клапанами или полностью вставленными задвижками. Это отклонение от стандартных моделей цилиндрических и конических трубок означает, что частоты нормального режима медных инструментов не соответствуют целым числам, кратным первому режиму, который не используется для игры . Тем не менее, более высокие режимы справедливо соответствуют целым числам, кратным «фиктивной основной», которую часто все еще можно играть как педальный звук . [3] Исполнители медных духовых инструментов (в отличие от деревянных духовых инструментов) могут существенно повышать или понижать ноты, а на некоторых инструментах использовать привилегированные частоты (тоны педали и ложные тона ), чтобы получить тонкие ноты за пределами допустимый диапазон нормальных режимов.[2]
См. Также [ править ]
- Акустический резонанс
- Гармонический ряд (музыка)
- Квадратная волна
- Треугольник волна
Источники [ править ]
- ^ «Создание гармонической последовательности нот с помощью трубы» . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu .
- ^ a b Бенаде, Артур Х. (1992). Валторны, струнные и гармония . Нью-Йорк: Дувр. п. 192.
- ^ "Тон педали" . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Недервен, Корнелис Йоханнес, Акустические аспекты деревянных духовых инструментов . Амстердам, Фриц Кнуф, 1969.
- для формы волны и гармонических характеристик, кларнет и сравнение конической цилиндрической формы . Брайан Х. Суитс , Phy.MTU.edu .
- Предыдущий автор ссылается на: «Коническое отверстие в музыкальной акустике», написанное Р. Д. Айерсом, Л. Дж. Элиасоном и Д. Магерефте, Американский журнал физики , Том 53, № 6, стр. 528-537, (1985).
- Краткое описание формы волны фагота . Также общее обсуждение акустики (с расчетами и формами волн ) в духовых инструментах 18 января 2011 г. GSU.edu .
