Все о технике и науке

Окружающие нас предметы, в повседневной жизни, издают разные музыкальные звуки. Но самые лучшие музыкальные инструменты производят из качественно отобранных материалов, которые наиболее пригодны для получения чистого звука.


Музыкальные инструменты делятся на несколько групп, которые зависят от их конструкции и метода получения звука. Основной группой инструментов являются ударные, деревянные духовые, медные духовые, клавишные и струнные.

Издаваемые звуки этими инструментами – это по сути колебания, которые передаются по воздуху и воспринимаются при помощи органов слуха. Каждый инструмент дает свое звуковое колебание.


Частота и высота звука


Частотой звука является кол-во звуковых колебаний или волн за одну секунду. У каждого музыкального инструмента своя частота звука, которая зависит от кое-каких физических параметров: от длины клавиатуры или от плотности натянутой поверхности барабана. Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой от 20 до 20тыс. колебаний в секунду. Герц - единица измерения частоты (1 герц - это одно колебание в секунду).


У каждого звука своя высота. Ухо человека различает как высокие так и низкие звуки. Например, все в курсе, что скрипка издает высокие звуки, а контрабас - низкие.


На разных музыкальных инструментах одна и та же нота будет звучать по-разному. Так как частота колебаний одна и та же, то и одинаковая высота звуков, но у каждого инструмента свои дополнительные уникальные колебания, что и дает своеобразное звучание. Эти так называемые призвуки называются обертонами.


Звучание ноты у каждого инструмента не меняется, что дает нам возможность различать звучание разных инструментов. Например, нота, издаваемая на фортепиано, звучит довольно громко, так как струна издает ее при помощи удара молоточка, а потом становится все тише: некоторое время колеблется а, потом вовсе замирает. У органа, не такие изменения в звуке так как в органные трубы воздух постоянно закачивается.

Ударные инструменты

Ударный инструмент может издавать очень широкий диапазон звуков. Ударник регулирует натяжение кожи при помощи специальной педали, которая в свою очередь меняет высоту звука. Колокола делаются из металлов с очень высоким удельным весом, которые после удара долго вибрируют. Так как большие колокола использовать в оркестре совсем не удобно, их заменяют металлическими пластинами и трубами.

Тарелки изготавливают из меди и делают специальной формой, чтобы получить нужное качество и протяженность звука. Ударные инструменты не имеют определенной высоты и издают очень разные звуки.
 
Медные духовые
 
Каждый медный духовой инструмент это по сути металлическая трубка с мундштуком на одном конце и раструбом на другом.

Воздух вдувается в трубку музыкантом через мундштук губами. Воздух оказавшись внутри трубки, образует воздушный столб и начинает вибрировать.
 
Деревянные духовые
 
Деревянные духовые инструменты состоят из 2-хгрупп - флейты и язычковые. В оркестровой флейте, музыкант вдувает струю воздуха в дульце, губами, что придает воздушному потоку правильное направление. Если дуть сильнее, то частота звуковых колебаний в разы возрастает. На флейте имеется шесть, а иногда и семь отверстий, которые при закрывании их пальцами выдают различные ноты. Но если отверстие оставить открытым, то высота звука возрастает, а длина воздушного столба уменьшается.
Иные деревянные духовые инструменты работают по иной схеме. Язычок инструмента приводится в движение музыкантом, и заставляет колебаться воздушный столб внутри корпуса, который имеет цилиндрическую форму.

Струнные инструменты
 
Колебание струны создает звуковую волну, а высота нот зависит от ее натяжения а также от длины струны. Прижимая струны к грифу музыкант укорачивает звучащую часть струны и повышает таким путем извлекаемый звук. Если звучание струны прервется музыкантом на середине длины ее, то высота звука возрастет вдвое. Для того чтобы звук струн был очень хорошо слышен, его необходимо усилить, это достигается особой конструкцией корпуса инструмента.

Ладовые струнные
 
Гитара, банджо, балалайка и остальные похожие инструменты относятся к ладовым струнным. Их грифы имеют специальные металлические полоски - лады; если прижимать струны на ладах, то можно регулировать их длину и брать нужные ноты.
В больших джаз-бандах и оркестрах, которые в 30-х годах исполняли танцевальную музыку, появилась потребность в усилении звучания гитар.

Добились этого при помощи специальных электрических устройств, которые давали нужную громкость через динамики.

Клавишные инструменты
 
Клавишные инструменты самые сложные из любых других, с точки зрения конструкции. При нажатии клавиш фортепиано, обитые войлоком молоточки бьют по натянутым на деревянную или чугунную раму струнам, а скорость удара регулируется силой воздействия на клавиши. Соответственно, инструмент звучит то громче, то тише, от этого он и получил название, которое в переводе с итальянского означает: «форте» - «громко», а «пиано» - тихо».
Большой орган является клавишным духовым инструментом, который снабжен педалями. Система его клапанов направляет механически производимые воздушные потоки в органные трубы. Органистам в старые времена помогали их ученики, которые раздували меха, в настоящее время воздух качается с помощью электричества.
Благодаря электронным генераторам и усилителям звука электрический орган имитирует звуки большого органа. Электрический орган стал основой синтезатора, который может воспроизвести звучание любого инструмента или создавать совершенно новые звуки.