Розділ 2
Акустична природа і конструктивні основи аплікатури кларнета
Особливості аплікатури кларнета багато в чому визначаються специфікою його
акустичної природи. Для того щоб розібратись в останньому, необхідно згадати
деякі загальні положення музичної акустики.
З точки зору фізики, звук являє собою коливання у пружному середовищі. Коли ті
коливання досягають нашого вуха, вони, в певному відрізку частот, сприймаються
як звук.
Звук має три основні якості: висоту, гучність і тембр.
Висота звука визначається частотою коливань - чим вища частота, тим вищий звук.
Частота коливань звука вимірюється в герцах (Гц). Один Гц - одне коливання в
секунду. Наш слух сприймає звуки частотою від 20 Гц до 20000 Гц [2, c.30].
Гучність звука залежить від його сили, а сила, від величини амплітуди коливань.
Збільшення амплітуди призводить до відповідного збільшення гучності. Гучність
звука і його сила - це різні поняття. Сила звука - фізична величина, гучність -
категорія психічна, пов'язана з особливостями сприйняття звука слухом. Звуки
однакової сили, але різної висоти, сприймаються нами як різногучні.
Найголоснішими є звуки в області найбільшої чутливості слуху - 2000-3000 Гц.
Ультра та інфразвуки ми взагалі не чуємо, хоча вони можуть досягати дуже
великої і навіть руйнівної сили. Гучність звука залежить також від його тембру.
Відносна гучність вимірюється в децибелах (дБ). 1 дБ - ледь помітна зміна
гучності. Зміні гучності вдвічі відповідають приблизно 10дБ. Гучність тихої
розмови відповідає 40-50-ти дБ. Фортісимо симфонічного оркестру складає
приблизно 110 дБ [65, c.196].
Тіло, що звучить, здійснючи коливання основної частоти, які визначають висоту
звука, ділиться на частини. Коливання цих частин, що мають більшу частоту в
порівнянні з основною частотою тіла, яке звучить, сприймаються як призвуки.
Тон, створений коливаннями основної частоти, називається основним тоном.
Призвуки, створені коливаннями частин - частинними тонами, обертонами або
модами. Частинні тони, приєднуючись до основного, створюють тембр або
забарвлення звука. Частинні тони (обертони) називаються гармонічними обертонами
або гармоніками, якщо їхні частоти знаходяться в кратних відношеннях до частоти
основного тону, і негармонічними обертонами, якщо такого співвідношення немає.
В залежності від кількості і якості обертонів розрізняють простий тон, музичний
звук, шум або галас. Простий тон складається тільки з основного тону. В природі
він майже не зустрічається. Наближаються до нього звуки камертона, звуки, які
видуваються з пустої пляшки. Музичний звук складається з основного тону та
гармонік (хоча в ньому можуть бути присутні домішки "галасу"). Шум – складний
звук, обертони якого знаходяться в негармонічних співвідношеннях. Обертони
духових інструментів у більшості є гармоніками. В акустиці прийнято графічно
зображати склад складного звука (його спектр) у вигляді діаграми, на якій по
горизонтальній вісі (вісі абсцис) відкладаються частоти в Гц, або коливаннях в
секундах, а по вертикальній (вісі ординат) - сила обертонів в Дб (рис.2.1. )
Згідно з класичною теорією Г.Гельмгольца, тембр звука залежить від кількості,
висотного розташування і сили обертонів. У 30-х роках ХХ століття класична
теорія була збагачена формантною теорією, згідно з якою тембр музичного
інструмента і людського голосу багато в чому залежить від наявності в спектрі
формант [4 Форманта: 1. Група обертонів, від наявності якої залежить певна
якість звучання голосу або інструменту. 2. Зони найбільших енергій (піки) у
спектрі музичного звука [115, c.155]. ] від кількості і місця формант на
звуковисотній шкалі, від їхньої форми і відносного частотного розташування [96,
c.34].
Форманту, котра є областю спектру, в якій гармоніки досягають найбільшої
інтенсивності, можна уявити чимось подібним до "акустичної лупи". Відомо, що
все, що потрапляє в зону дії збільшувального скла,
виглядає в збільшених розмірах. Подібним чином всі обертони, які потрапляють в
частотну область форманти, стають інтенсивнішими. Збільшення інтенсивності
обертонів, котрі потрапляють у формантну область, пояснюється наявністю
резонанса в самому інструменті (як у струнних інструментах), або в об'ємі
повітря, яке знаходиться в цьому інструменті (як у духових інструментах).
А тепер перейдемо до розгляду головного питання. Будь-який духовий інструмент
(в тому числі і кларнет) складається з чотирьох основних частин: звучного тіла,
резонатора, збуджувача звукових коливань і випромінювача звукових коливань в
оточуючий простір. Збуджувачем звукових коливань кларнета є тростина, охоплена
нижньою губою виконавця. Збудження звука тростиною грунтується на принципі,
аналогічному дії звукової сирени. Головним конструктивним елементом сирени є
пристрій, здатний переривати вузький потік повітря, який посилається в неї, з
тою чи іншою частотою. Тростина являє собою в деякому роді клапан, що
знаходиться на шляху струменя повітря, котрий виконавець посилає в інструмент.
Збуджена струменем повітря тростина починає коливатись у поперечному напрямі,
модулюючи повітряний потік. Тростина духового інструмента повинна бути виконана
таким чином, щоб діапазон можливих змін частоти її коливань охоплював весь
звукоряд інструмента. При цьому вирішальне значення має правильна частотна
настройка тростини.
Частота коливань тростини, згідно теорії коливань пружних тіл, прямо
пропорційна товщині її пластинки і обернено пропорційна квадрату її довжини
[23, c.27]. Певний вплив на частоту коливань тростини мають пружність і питома
вага очерету (тростника). Чим більшу пружність і меншу питому вагу має очерет,
тим більшою виявляється частота коливань тростини.
- Київ+380960830922