mechanizm wytwarzania dźwięków w instrumentach muzycznych

MECHANIZM WYTWARZANIA DŹWIĘKÓW W INSTRUMENTACH MUZYCZNYCH

Proste melodie mogą być odegrane nawet przy użyciu przedmiotów codziennego użytku, na przykład butelek. Jednak najlepsze instrumenty muzyczne wymagają skomplikowanej technologii w celu osiągnięcia odpowiedniej jakości i skali dźwięku.

Jak powstaje dźwięk?

Instrumenty muzyczne można podzielić na szereg podstawowych grup, w zależności od materiału z jakiego są wykonane oraz sposobu wydobywania z nich dźwięku. Główne rodzaje to instrumenty perkusyjne, dęte, blaszane, dęte blaszane, dęte drewniane, strunowe i klawiszowe.

Dźwięki są to drgania, które w formie fali docierają za pośrednictwem powietrza do naszych uszu. Drgania są wywoływane w różny sposób. Instrumenty perkusyjne, takie jak bęben czy trójkąt, są uderzane w celu wprawienia ich w drgania.

W przypadku instrumentów dętych - zarówno blaszanych, jak i drewnianych - źródłem dźwięku jest drgający słup powietrza, który powstaje na skutek dmuchania przez grającego. Instrumenty strunowe produkują dźwięk w wyniku szarpania lub uderzenia strun, albo przeciągania po nich smyczkiem – prętem z napiętym włosiem.

CZĘSTOTLIWOŚĆ I WYSOKOŚĆ

Częstotliwość dźwięku to liczba pełnych cykli drgań w jednostce czasu. Częstotliwość dźwięku instrumentów zależy od różnych czynników fizycznych, takich na przykład jak długość drgającego słupa powietrza czy naciąg membrany bębna.

Częstotliwość dźwięków słyszalnych dla ludzkiego ucha mieści się w granicach od 20 do 20 000 pełnych cykli na sekundę. Częstotliwość wyraża się w hercach (Hz). Jeden herc to częstotliwość zjawiska okresowego o jednym pełnym cyklu na sekundę.

ALIKWOTYAlikwoty

Instrumenty mogą wywoływać różne wrażenia słuchowe, nawet jeśli wysokość granego dźwięku jest identyczna. Wynika to stąd, że na dźwięk składa się szereg różnych tonów, z których jeden jest tonem podstawowym, o częstotliwości decydującej o wysokości całego dźwięku.

Tony składowe mogą się różnić od siebie wysokością, w zależności od rodzaju instrumentu, dzięki czemu każdy instrument ma swoje niepowtarzalne brzmienie. Te dodatkowe tony noszą nazwę alikwotów, a ich częstotliwość stanowi wielokrotność tonu podstawowego.

Sposób wydobywania dźwięku i sposób w jaki zmienia się on w czasie, pozwalają odróżnić jeden instrument od drugiego. Na przykład dźwięk zagrany na fortepianie, którego źródłem jest uderzenie mechanizmu młoteczkowego o strunę, jest na początku stosunkowo głośny. Reszta dźwięku jest cichsza, ponieważ jej źródłem jest swobodnie wybrzmiewająca struna..

W przypadku organów te różnice nie są tak słyszalna, jako że dźwięk powstaje w wyniku stałego tłoczenia powietrza do piszczałek.

INSTRUMENTY PERKUSYJNE

Kocioł był pierwotnie zwykłym naczyniem kuchennym, na które naciągnięto skórę i w ten sposób otrzymano instrument muzyczny. Dzięki zastosowaniu mechanizmy pedałowego, przy pomocy którego można zmienić naciąg skóry, na współczesnych kotłach możliwe jest odgrywanie dźwięków o różnej wysokości.

Kolejnym instrumentem perkusyjnym są dzwonki, zbudowane z metalowych płytek umieszczonych na korpusie rezonansowym, które drgają stosunkowo długo po tym, jak zostaną uderzone młoteczkiem lub drewnianą pałeczką.

Talerze wykuwa się z mosiądzu i starannie wyklepuje po to, by wydobywany z nich dźwięk charakteryzował się odpowiednim brzmieniem i czasem trwania. Instrumenty te produkują tak wiele różnych drgań, że nie sposób precyzyjnie określić ich wysokości.

INSTRUMENTY DĘTE BLASZANE

Instrumenty dęte blaszane to najogólniej mówiąc blaszane rury, z jednej strony zakończone ustnikiem, a z drugiej - ,,dzwonowatym” otworem. By wydobyć z nich dźwięk, grający dmie ustami w ustnik.

Powietrze znajdujące się wewnątrz rury zaczyna drgać, tworząc szereg fal stojących, których węzły dzielą słup, powietrza na dwie, trzy itd. części. Powstały w ten sposób szereg tonów tworzy tzw. skalę naturalną, której tonem podstawowym jest najsilniej brzmiący ton najniższy. Grający reguluje wysokość dźwięku poprzez odpowiednie ułożenie ust i zmianę ciśnienie powietrza wdmuchiwanego do wnętrza.

INSTRUMENTY DĘTE DREWNIANE

Instrumenty dęte drewniane dzielą się na wargowe i stroikowe. Do instrumentów wargowych należy flet. Gra się na nim ustami, skierowując powietrze w stronę otworu, który znajduje się na jednym z końców fletu. Częstotliwość drgającego słupa powietrza może być zwiększona przez siłę dmuchania.

INSTRUMENTY STRUNOWE

W przypadku struny wysokość otrzymanego dźwięku zależy od jej długości i naprężenia. W trakcie gry muzyk przyciska struny palcami do podstrunnicy, skracając w ten sposób ich drgającą część, co zwiększa wysokość uzyskanego dźwięku

Przyciśnięcie struny w połowie jej długości dwukrotnie zwiększa

częstotliwość drgań, przez co dźwięk jest o oktawę wyższy od

podstawowego tonu tej struny. Brzmienie drgających strun z reguły

musi zostać wzmocnione. Do tego celu służą przeważnie drewniane pudła

rezonansowe, które stanowią korpus instrumentu.

INSTRUMENTY KLAWISZOWE

Instrumenty klawiszowe charakteryzują się znacznie bardziej skomplikowanymi mechanizmami niż inne rodzaje instrumentów. Bezpośrednim poprzednikiem fortepianu był klawikord. W instrumencie tym metalowe płytki, zwane tangentami – poruszane przez uderzenie w klawisze – szarpały struny i w ten sposób wydobywały z nich charakterystyczny dźwięk. Jednak w klawikordzie niemożliwe było modulowanie głośności dźwięku.

Z fortepianu dźwięk wydobywany jest przez uderzenie mechanizmu młoteczkowego. Siła tego uderzenia uzależniona jest od siły uderzenia w klawisze, co pozwala muzykowi kontrolować głośność instrumentu. Stąd też pochodzi nazwa ,, fortepian ” – od włoskiego forte ,, głośno” i piano ,, cicho ”.

Prezentację wykonały: Emilia Strybuć i Magda Weiwer.