Гармонический ряд (также ряд обертонов ) — это последовательность частот , музыкальных тонов или чистых тонов , в которой каждая частота является целым кратным основного тона .
Музыкальные инструменты с высотой тона часто основаны на акустическом резонаторе , таком как струна или столб воздуха, который колеблется одновременно на нескольких модах . На частотах каждой формы колебаний волны распространяются в обоих направлениях вдоль струны или воздушного столба, усиливая и нейтрализуя друг друга, образуя стоячие волны . Взаимодействие с окружающим воздухом вызывает слышимые звуковые волны , которые распространяются от инструмента. Из-за типичного расстояния между резонансами эти частоты в основном ограничены целыми кратными или гармониками самой низкой частоты, и такие кратные образуют ряд гармоник ..
Музыкальная высота ноты обычно воспринимается как самая низкая частичная присутствующая частота (основная частота), которая может быть вызвана вибрацией по всей длине струны или воздушного столба, или более высокой гармоникой, выбранной исполнителем. На музыкальный тембр устойчивого тона такого инструмента сильно влияет относительная сила каждой гармоники.
«Сложный тон» (звук ноты с тембром, характерным для инструмента, играющего ноту) «может быть описан как комбинация многих простых периодических волн (т. е. синусоидальных волн ) или частичных волн, каждая со своей собственной частотой вибрации. , амплитуда и фаза ». [1] (См. также Анализ Фурье .)
Частичный — это любая из синусоид (или «простых тонов», как их называет Эллис [2] при переводе Гельмгольца ), из которых состоит сложный тон, не обязательно с целым числом, кратным низшей гармонике.
Гармоника - это любой член гармонического ряда, идеальный набор частот, которые являются положительными целыми кратными общей основной частоты . Основная гармоника , очевидно, является гармоникой, потому что она сама по себе один раз. Гармонический парциал — это любой реальный парциальный компонент сложного тона, который соответствует (или почти соответствует) идеальной гармонике. [3]