P.S. По-поводу "травмирования" голосовых связок при высоком звуке... Ну вообще-то народ играет и на бересте (очень непрочный материал)... Ничего - выдерживает очень высокие ноты (связкам не чета)... Все зависит насколько широкий воздушный проход - в очень узком (а связки умеют его сужать очень сильно) возрастает скорость потока и края связок (а они - очень тонкая мембрана) могут вибрировать на весьма высокой частоте.
По-поводу 2см - простой пример (очень надеюсь, что он подойдет): язычки в баяне/гармони/аккордеоне имеют примерно такую длину. Там эти самые "струны" - плоские и закреплены только с одного конца. При таком креплении колебания происходят полуволной, т.е. полная волна - в два раза длиннее,
А если внимательно прочитать? :
Цитата:
Например варган колеблется как отрезок струны возле одного из закреплённых концов.
Зкук Ля малой можно получить на варгане 2х сантиметров, только он будет очень тихий и не продолжительный ( упругость, амплитуда,длина волны)
Всё таки :
Цитата:
Струна 2 см. длиной не может колебаться с СОБСТВЕННОЙ частотой Ля малой.
Подробно как заставить звучать такую "струну я описал выше.
Не очень понял, чего читать внимательнее... Ну опечатки могут быть - слишком длинные разборки... Если про колебания "полуволной" - может и нечетко выразился - такой язычек колеблется как полструны, подобно колебанию столба воздуха в флейте закрытого типа - там тоже стоячая полуволна, а звук в два раза ниже, чем в флейте открытого типа.
Варган же можно заставить звучать заметно дольше, если сквозь него пропускать поток воздуха... Так при дыхании через варган получают долгие и очень мощные (а не тихие) звуки. Воздух поддерживает и усиливает его колебательный резонансный процесс и модулирует его в некоторой степени, т.е. отклоняет основной тон. Т.е. имеет место управляемая девиация... Наиболее быстрая модуляция звука варгана получается гортанью и нёбом.
Последний раз редактировалось Jivatman; 18.01.2012 в 14:17..
Прошу прощения за невыносимую неуместность, но что же тогда звучит при звуках метеоризмов? Что там имеет массу и собственную частоту?
Это полный аналог "трубения" губами. Представьте себе, у губ есть собственная масса и упругость тоже... Вибрируют края очень узкого "раструба". Чем больше напряжен раструб, тем тоньше звук...
Последний раз редактировалось Jivatman; 18.01.2012 в 23:49..
При таком креплении колебания происходят полуволной, т.е. полная волна - в два раза длиннее, а частота в два раза ниже... Ля малой - легко, даже ниже... Ну чем связки хуже? Еще есть такая вещь, как Варган - аналогично - всего несколько сантиметров язычка, хотя и больше 2 см... Бывают с очень низким звуком. (G - 98 Герц - подойдет?... )
У тех варганов, у которых частоа 98 Гц, длина обычно сантиметров 10. Далее, частота колебания язычка зависит не только от длины, но и от свойств материала, из которого она сделана -- чем жёстче сталь, тем быстрее колеблется язычок, и от массы (для настройки на ноту используют капельки олова, наносимые на изогнутую часть).
Какие характеристики есть у струны? В статье Википедии приводится закон, обнаруженый Мерсеном... Частота колебания струны зависит от длины, толщины и натяжения. Меняя толщину и натяжение, можно менять частоту при фиксированной частоте...
Честно говоря, я не понимаю сути вопроса... Спорить о струне можно долго и упорно, но этот вопрос был исследован еще Пифагором (см. монохорд)...
Темный я - Мерсена не знаю, а Пифагора почему-то помню...
Струны можно сделать одинаковой длины и толщины, и натянуть одинаково, но взять разный материал - колебаться они будут совершенно на разных частотах, в зависимости от плотности материала (массы инерции). Струна - это маятник и подчиняется закону маятника. Чем тяжелее - тем реже колебания. Собственно длина струны непосредственно влияет на ее массу. Толщина может определять только жесткость (соответственно амплитуду колебаний), но при большой длине и креплении за два конца это малосущественно. Хотя, в общем, здесь должны суммироваться действия силы упругости и силы натяжения.
В общем - 2 см. и ля малой октавы никто не запрещал... В физике такого запрета нет. Вопрос в материале. Например титановый камертон легче и меньше стального, а нота та же самя - ля.
P.S. На варганах даже медведи играют (кто-то наблюдал медведя извлекающего звуки из расщепленного пня поваленного дерево, дергая и отпуская лапой щепу).
P.P.S. Если кто-то ещё не верит про 2 см. струну в контроктаве (пусть даже за два конца будет натянута), может сделать струну из короткой круглой резинки. Натяните (несильно) и прилепите в середину кусочек жувачки .
Да - будет тихо, но колебаться-то будет...
P.P.P.S. На всякий случай... а то мало ли... - видео про метеоризм может не надо?... Ну его!...
Последний раз редактировалось Jivatman; 19.01.2012 в 15:41..
Jivatman, так, дорогой мой, трачу время на написание большого сообщения.
1. Ты не понимаешь природы духовых. Вообще. В принципе не понимаешь.
В духовых инструментах нет звучащего тела. В быту ты наработал для себя утверждение: дрожит/вибрирует - значит звучит. Это верно для идиофонов, мембранофонов, хордофонов, но вкорне неприменимо для аэрофонов. Читай внимательно и три раза.
Первичным звуковозмущателем (не нравится мне "звукообразователь" в аспекте духовых, поскольку подразумевает создание звука уже определенной частоты самим звуковозмущателем, а это не так) духовых является прибор/механизм/устройство, которое всего-то навсего иницирует области повышенного и пониженного давления.
= у тростевых инструментов
- двойная трость раскрывается/закрывается, увеличивая/уменьшая диаметр своего устья, через которое под давлением вдувается воздух
- одинарная трость колеблется увеличивая/уменьшая зазор между собой и мундштуком. Этим тоже увеличивается/уменьшается сечение.
= у медных сечение увеличивается уменьшается за счет открытия/закрытия губ. Похоже на двойной тростевой, но гидродинамика несколько иная. Иногда даже ина называют "lip reed".
= у флейт сечение струи изменяется наиболее интересным способом. Струя направляется то вовнутрь то внаружу.
Все эти явления имеют гидродинамическую природу. Но! Сами эти явления слышимых звуков не производят. Я не знаю, насколько ты упорен, но я бы на твоем месте воспроизвел дульце поперечки на половинке трубки или свисток вообще без трубки (виндвей и свистковое окно). И попытался бы подуть. Собственно, не "бы", а я такое делал. Максимум, что ты получишь - шипение. Шипение на духовом - паразитный призвук. Если дать трубачу кольцо, имитирующее мундштук трубы и попросить его сымитировать звукоизвлечение, то звука он не получит, будет лишь шипение проходящего через отверстие между губами воздуха. Если у мундштука кларнета/сакса отпилить все, кроме рамки у трости и пытаться подуть через эту конструкцию - будет лишь шипение. И шипение будет во всех случаях очень тихим, образуемые области повышенного/пониженного давления будут очень малыми по амплитуде давления.
Когда мы подключаем резонатор, мы вовсе не "выбираем" из шипения нужные частоты. Нет. Тебе стоит узнать смысл слова "резонатор", слова "резонанс". При подключении трубки:
а) однажды сгенерировання волна не утрачивается, а отражается/инвертируется (частично) на открытом конце трубки и возвращается по резонатору назад.
б) за несколько милисекунд случайным образом одна или несколько из волн, совпадая с новыми волнами, образуемыми звуковозбудителем, приобретает значимую амплитуду.
в) случайным образом усиленная волна начинает управлять !!!!!! гидродинамическими явлениями, имеющими место на звуковозбудителе. То есть, если к губам трубача подходит область повышенного давления, она "раздвигает" его губы, увеличивая сечение отверстия, через котрое в трубу поступает воздух, и таким образом разница давления усиливается (на тростевых - управление тростью, на флейтах - "всасывает" или "выпихивает" воздушную струю в свистковом окне). К слову, тебе стоит знать, что ни трость гобоя, ни губы трубача никогда не закрываются полностью.
Так работают духовые с резонатором. Здесь нет "источника звука", нет звучащего тела, все обусловлено лишь взаимодействием гидродинамических процессов в звуковозбудителе и акустических - в резонаторе. Ничто не "работает" по отдельности.
Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что есть один духовой, у которого есть звучащее тело - резонатор Гельмгольца: . В этом случае "пульсирует", сжимаясь/разжимаясь определенный объем воздуха. Но это частность.
Так вот, мил человек, у язычковых духовых инструментов звучит не язычок. Язычок всего лишь колеблется, увеличивая-уменьшая сечение отверстия через которое проходит воздух. Язычок колеблется быстро, и благодаря инертности воздуха создаются уплотнения и разрежения. Варган - это не духовой инструмент! У варгана звучит язычок, а исполнитель лишь подстраивает конфигурацию своих дыхательных путей, создает резонатор для вызвучивания того или иного обертона. Если бы язычковый духовой "звучал язычком", то он звучал бы не громче варгана.
У тебя есть язычковая хулуси, ты знаешь про такой язычковый как баву. Один и тот же язычок, взаимодействуя с резонатором, участвует в воспроизведении различных звуковысотных позиций. Если бы звучал язычок, то на основной игровой трубке хулуси ты бы получал одну единственную нотку.
2. О голосе. Губы при баззинге не являются источником звука. И голосовые связки не являются. Они всего-навсего увеличивают/уменьшают сечение отверстия, через которое выходит воздух. Другое дело, что у голосовых связок (или у губ при баззинге) нет резонатора основного тона. То есть, все звукообразование осуществляется лишь гидродинамикой. Управляя гортанью, певец напрягает/растягивает голосовые связки, "баззер" изменяет общее напряжение губ. То есть, роль "резонатора", определителя основной частоты берет на себя какая-то группа мышц. На язычковых без резонатора (губная гармошка, например) определяющей является упругость язычка, да. Но он не "звенит". Он лишь открывает/закрывает отверстие.
Я пытался включить твой мозг примером метеоризма, но ты отказался думать :).
И тут же про гелиевую флейту. Эльга напишет подробнее, когда обмозгует сказанное ей (и если захочет). Флейта будет работать только в том случае, если изменяется среда внутри трубки. Идея сумашедшая, исполнимая, но бесполезная. Бесполезная по причине неосуществимости. Кроме основных принципов работы флейты. есть еще множество аспектов, и гидродинамических, и акустических, которые просто не позволят соорудить "гелиевый" инструмент так, чтобы на нем можно было бы хоть что-то удобно сыграть. Аспектов очень много, писать не буду.
Что мне нравится: тебе хочется разобраться.
Что мне не нравится: ты не изучаешь, а уже бросаешься спорить. "Представь себе, имеет массу и упругость", "не вижу ничего непонятного" и так далее. В том, что ты наговорил, во всех твоих "полуструнах" столько ереси, что какой-нибудь ревностный физик с удовольствием передал бы тебя в руки Инквизиции. Знаешь, почему ты упомянул Допплера? Потому что это единственное, что ты помнишь из школьного курса акустики. Подойди к какому-нибудь человеку лет так 40-45, не имеющему отношения к точным наукам, и спроси его: «Что ты помнишь о тригонометрии». В 90% случаях получишь ответ: «Ну, синус, косинус, тангенс, катангенс». «А что такое синус?» — «Ой, не помню, не морочь мне голову». Этот пример отображает действие замечательного высказывания: «Образование — это то, что остается у человека после того, как тот забывает всё, чему его учили». То есть, отдельные яркие запомнившиеся слова и некоторые общие (не всегда верные) суждения. Вплоть до «слышу звон, но не знаю, где он».
Короче, не нужно ничего гадать/выдумывать. Все уже обдумано, обсосано и готово к употреблению. Прочитай книгу об акустике Алдошиной. Прочитай вот этот ресурс: (соавтор Алдошиной). Хотя, могу тебя предупредить, в описании духовых в книге и в указанном ресурсе вопрос взаимодействия звуковозбудителя и резонатора описан очень невнятно. На указанном ресурсе ты найдешь и голос, и фокус с гелием.
Эльга. По поводу согласовывания терминологии. Я не вижу причин согласовывать её. "Духовой с резонатором-трубкой" - это уже термин, который подразумевает собой определенный принцип работы, не похожий ни на что другое. Попытки подобрать "аналог" лишь приводят к неверному пониманию. Можно было бы сравнить с получением звука на скрипке, где смычок - звуковозбудитель, а струна - определитель частоты, но для этого, прощу прощения, нужно знать, что происходит в период атаки на скрипке :)
О том как работает голос - все уже понятно. Нет никаких неясностей. Есть просто музыканты, которые пытаются понять физику через музыку и бытовуху.
Ах, да. Еще один момент. Нет такой волны: "стоячая волна". Словосочетанием "стоячая волна" называют интерференционный эффект. То есть, есть несколько волн с определенным соотношеним длины/частоты, движущихся в противоположных направлениях. Это не волна, а частный случай интерференции.
Стоячая волна - удобный инструмент для дудкостроителя. С её помощью удобно искать место для октавников. Можно хитро обыгрывать некоторые тембральные аспекты отдельных звуковысотных позиций. Еще это удобный индикатор. И потому рисуют всякие графики давления в трубке везде всюду. Рисуют, не понимая, частенько, что именно рисуют.
Но если хочется понимать природу духовых, то спускаться нужно к каждой отдельной волне, которая бегает по флейте, отражается/инвертируется, взаимодействует с процессами на звуковозбудителе. А их десятки - основной тон и гармоники (по несколько штук на каждый обертон).
Потому об эффекте "стоячая волна" стоит просто напросто забыть. И не употреблять.
Линейный вид
