Müzikal akustik - Musical acoustics

Müzik akustiği veya müzik akustiği , diğer disiplinler arasında fizik , psikofizik , organoloji (enstrümanların sınıflandırılması), fizyoloji , müzik teorisi , etnomüzikoloji , sinyal işleme ve enstrüman yapımından gelen bilgileri birleştiren çok disiplinli bir alandır . Akustiğin bir dalı olarak , müziğin fiziğini araştırmak ve açıklamakla ilgilenir - müzik yapmak için seslerin nasıl kullanıldığı. Çalışma alanlarına örnekler, müzik aletlerinin işlevi , insan sesi ( konuşma ve şarkı söylemenin fiziği ), melodinin bilgisayar analizi ve müzik terapisinde müziğin klinik kullanımıdır .

Müzik akustiğinin öncüsü , 19. yüzyılın etkili bir doktor , fizikçi , fizyolog, müzisyen, matematikçi ve filozof olan Alman bilgesi Hermann von Helmholtz'du . Müzik Teorisi için Fizyolojik Bir Temel olarak Ton Duyumları Üzerine adlı kitabı , müzik teorisi , müzik performansı, müzik psikolojisi ve müzik aletlerinin fiziksel davranışına tamamen yeni bir bakış açısı sağlayan çeşitli çalışma ve yaklaşımların devrim niteliğinde bir özetidir .

Yöntemler ve çalışma alanları

Bedensel yönler

Bir nota çalan bir kemanın spektrogramı ve ardından onun üzerinde mükemmel bir beşinci. Paylaşılan kısımlar beyaz kısa çizgilerle vurgulanır.

Aynı anda iki farklı perde çalındığında, ses dalgaları birbiriyle etkileşime girer - hava basıncındaki yüksek ve alçak basınçlar, farklı bir ses dalgası üretmek için birbirini güçlendirir. Sinüs dalgası olmayan herhangi bir yinelenen ses dalgası, uygun frekans ve genliklerdeki (bir frekans spektrumu ) birçok farklı sinüs dalgasıyla modellenebilir . Olarak insan işitme (oluşan düzenek kulak ve beyin ), genellikle, bu tonları izole etmek ve belirgin bunları duyabilir. Aynı anda iki veya daha fazla ton çalındığında, kulaktaki hava basıncının bir varyasyonu her birinin perdesini "içerir" ve kulak ve/veya beyin bunları izole eder ve farklı tonlara dönüştürür.

Orijinal ses kaynakları mükemmel bir şekilde periyodik olduğunda, nota , temel ve harmonikler , kısmiler veya yüksek tonlar olarak adlandırılan (birbirine matematiksel olarak eklenen) birkaç ilişkili sinüs dalgasından oluşur . Seslerin harmonik frekans spektrumları vardır . Mevcut en düşük frekans temeldir ve tüm dalganın titreştiği frekanstır. Vurgular temelden daha hızlı titreşir, ancak toplam dalganın her döngüde tam olarak aynı olması için temel frekansın tam sayı katlarında titreşmelidir. Gerçek enstrümanlar periyodikliğe yakındır, ancak üst tonların frekansları biraz kusurludur, bu nedenle dalganın şekli zamanla biraz değişir.

öznel yönler

Kulak zarına karşı hava basıncındaki değişiklikler ve ardından gelen fiziksel ve nörolojik işleme ve yorumlama, ses denen öznel deneyime yol açar . İnsanların müzikal olarak kabul ettiği çoğu ses, periyodik olmayan titreşimlerden ziyade periyodik veya düzenli titreşimlerin egemenliğindedir ; yani, müzikal seslerin tipik olarak belirli bir perdesi vardır . Bu varyasyonların hava yoluyla iletilmesi bir ses dalgası yoluyla olur . Çok basit bir durumda, bir ses dalga formunun en temel modeli olarak kabul edilen sinüs dalgasının sesi, hava basıncının düzenli bir şekilde artıp azalmasına neden olur ve çok saf bir ton olarak duyulur. Saf tonlar, akort çatalları veya ıslık çalarak üretilebilir . Oran, hava basıncı salınan bir frekans adı verilen saniye başına salınım ölçülür tonu, bir Hertz . Frekans, algılanan perdenin birincil belirleyicisidir . Hava basıncının değişmesi nedeniyle müzik aletlerinin frekansı irtifa ile değişebilir.

Müzik aletlerinin perde aralıkları

:Eighth octave C Middle C :Eighth octave C Middle C gong struck idiophone tubular bells struck idiophone crotales glockenspiel vibraphone celesta metallophones xylophone marimba xylophones idiophones timpani membranophones piccolo trumpet trumpet cornet bass trumpet trumpets wagner tuba wagner tuba flugelhorn alto horn baritone horn French horn horn (instrument) cimbasso types of trombone types of trombone soprano trombone alto trombone tenor trombone bass trombone contrabass trombone trombones euphonium bass tuba contrabass tuba subcontrabass tuba tuba brass instruments Organ (music) garklein recorder sopranino recorder soprano recorder alto recorder tenor recorder bass recorder great bass recorder contrabass recorder sub-great bass recorder sub-contrabass recorder Recorder (musical instrument) fipple piccolo concert flute alto flute bass flute contra-alto flute contrabass flute subcontrabass flute double contrabass flute hyperbass flute western concert flute family side-blown flute flutes harmonica harmonica accordion harmonium free reed sopranissimo saxophone sopranino saxophone soprano saxophone alto saxophone tenor saxophone baritone saxophone bass saxophone contrabass saxophone subcontrabass saxophone saxophone family sopranino clarinet soprano clarinet alto clarinet bass clarinet contra-alto clarinet contrabass clarinet octocontra-alto clarinet octocontrabass clarinet clarinet family single reed oboe oboe d'amore cor anglais heckelphone oboes bassoon contrabassoon bassoons exposed double reed woodwind instruments aerophones cymbalum hammered dulcimer piano zither ukulele 5-string banjo mandolin guitar bass guitar harpsichord harp Plucked string instrument violin viola cello double bass octobass violin family Bowed string instrument chordophones soprano mezzo-soprano alto tenor baritone bass (sound) Vocal range

* Boardwalk Hall Oditoryum Orgu gibi bazı borulu organlar C -1'e (C 0'ın bir oktav altında ) kadar uzansa da, bu çizelge yalnızca C 0'a kadar gösterir . Aynı zamanda, temel frekans subcontrabass tuba B ♭ -1 .


Harmonikler, kısmiler ve üst tonlar

harmonik ölçeği

Temel frekans de tüm dalga titreştirir. Üst tonlar, temelin üzerindeki frekanslarda bulunan diğer sinüzoidal bileşenlerdir. Temel ve yüksek tonlar dahil olmak üzere toplam dalga biçimini oluşturan tüm frekans bileşenlerine kısmi denir . Birlikte harmonik diziyi oluştururlar .

Temelin tam tamsayı katları olan üst tonlara harmonik denir . Bir üst ton harmonik olmaya yakın olduğunda, ancak kesin olmadığında, genellikle harmonik olarak adlandırılsalar da, bazen harmonik kısmi olarak adlandırılır. Bazen armoniğe yakın olmayan ve sadece kısmi veya harmonik olmayan tonlar olarak adlandırılan tonlar oluşturulur.

Temel frekans, birinci harmonik ve ilk kısmi olarak kabul edilir. Kısmi ve harmoniklerin numaralandırılması bu durumda genellikle aynıdır; ikinci kısmi, ikinci harmoniktir, vb. Ancak harmonik olmayan kısmiler varsa, numaralandırma artık çakışmaz. Üst tonlar , temelin üzerinde göründükleri gibi numaralandırılır . Kesin olarak konuşursak, ilk ton ikinci kısmidir (ve genellikle ikinci harmonik). Bu, karışıklığa neden olabileceğinden, yalnızca harmoniklere genellikle sayılarıyla atıfta bulunulur ve üst tonlar ve kısmiler, bu harmoniklerle olan ilişkileriyle tanımlanır.

Harmonikler ve doğrusal olmayanlar

Simetrik ve asimetrik bir dalga biçimi. Kırmızı (üst) dalga sadece temel ve tek harmonikleri içerir; yeşil (alt) dalga, temel ve hatta harmonikleri içerir.

Periyodik bir dalga, temel ve yalnızca tek harmoniklerden (f, 3f, 5f, 7f, ...) oluştuğunda, toplam dalga yarım dalga simetriktir ; ters çevrilebilir ve faz kaydırılabilir ve tamamen aynı olabilir. Dalganın herhangi bir çift harmoniği varsa (0f, 2f, 4f, 6f, ...), asimetriktir; üst yarı, alt kısmın ayna görüntüsü değildir.

Tersine, dalganın şeklini değiştiren bir sistem (basit ölçekleme veya kaydırmanın ötesinde) ek harmonikler ( harmonik bozulma ) yaratır . Buna doğrusal olmayan sistem denir . Dalgayı simetrik olarak etkiliyorsa, üretilen harmoniklerin hepsi tektir. Harmonikleri asimetrik olarak etkiliyorsa, en az bir çift harmonik (ve muhtemelen tek harmonikler) üretilir.

uyum

Ana madde: Uyum

Basit kesirler olan frekans oranlarıyla (örneğin 2/1, 3/2 veya 5/4) iki nota aynı anda çalınırsa, bileşik dalga kısa bir periyotla hala periyodiktir ve kombinasyon ünsüz gibi gelir . Örneğin, 200 Hz'de titreşen bir nota ve 300 Hz'de ( mükemmel bir beşinci veya 3/2 oranı, 200 Hz'in üzerinde) titreşen bir nota , 100 Hz'de tekrar eden bir dalga oluşturmak için bir araya gelir: her 1/100 saniye , 300 Hz dalga üç kez ve 200 Hz dalga iki kez tekrar eder. Toplam dalganın 100 Hz'de tekrar ettiğini, ancak gerçek 100 Hz sinüzoidal bileşen olmadığını unutmayın.

Ek olarak, iki nota aynı kısmi bölümlerin çoğuna sahiptir. Örneğin, temel frekansı 200 Hz olan bir notanın harmonikleri: :(200,) 400, 600, 800, 1000, 1200, …

Temel frekansı 300 Hz olan bir notanın harmonikleri: :(300,) 600, 900, 1200, 1500, … İki nota 600 ve 1200 Hz'de harmonikleri paylaşır ve serinin daha yukarılarında daha fazla örtüşür.

Kısa temel frekanslarla ve paylaşılan veya yakından ilişkili kısmi dalgalarla kompozit dalgaların kombinasyonu, uyum hissine neden olan şeydir. İki frekans basit bir kesire yakın ancak kesin olmadığında, bileşik dalga, dalgaların iptalini bir ton yerine sabit bir darbe olarak duyacak kadar yavaş döner. Buna dayak denir ve hoş olmayan veya uyumsuz olarak kabul edilir .

Vuruş sıklığı, iki notanın frekansları arasındaki fark olarak hesaplanır. Yukarıdaki örnek için, |200 Hz - 300 Hz| = 100Hz. Başka bir örnek olarak, 3425 Hz ve 3426 Hz'lik bir kombinasyon saniyede bir kez çarpacaktır (|3425 Hz - 3426 Hz| = 1 Hz). Bu, modülasyon teorisinden kaynaklanmaktadır.

Ünsüz ve uyumsuzluk arasındaki fark net olarak tanımlanmamıştır, ancak vuruş frekansı ne kadar yüksek olursa, aralığın uyumsuz olma olasılığı da o kadar yüksek olur. Helmholtz , vuruş hızı kabaca 35 Hz olduğunda iki saf ton arasında maksimum uyumsuzluğun ortaya çıkacağını öne sürdü. [1]

ölçekler

Ana madde: Müzik ölçeği

Bir müzik bileşimin malzeme, genellikle bir şekilde bilinmektedir sahalar koleksiyonundan alınır ölçekte . Çoğu insan mutlak frekansları yeterince belirleyemediğinden , bir ölçeğin kimliği, tonları arasındaki frekans oranlarında yatar ( aralık olarak bilinir ).

Ana madde: Sadece tonlama

Diyatonik ölçekli her yedi ton oluşan tarih boyunca yazılı olarak görünür oktav . İçinde sadece tonlama diyatonik ölçekli kolayca oktav içinde üç basit aralıkları kullanılarak inşa edilebilir, mükemmel bir beşinci (3/2), dördüncü mükemmel (4/3) ve büyük üçüncü bir (5/4). Beşinci ve üçüncünün formları, harmonik rezonatörlerin overtone serisinde doğal olarak mevcut olduğundan, bu çok basit bir işlemdir.

Aşağıdaki tablo, tam majör gamın tüm notalarının frekansları ile gamın ilk notasının sabit frekansı arasındaki oranları göstermektedir .

C NS E F G A B C
1 9/8 5/4 4/3 3/2 5/3 15/8 2

Sadece tonlama yoluyla kullanılabilen başka ölçekler de vardır, örneğin minör ölçek . Sadece entonasyona bağlı kalmayan, bunun yerine aralıkları diğer ihtiyaçları karşılayacak şekilde ayarlanan gamlara mizaç denir ve bunlardan en çok kullanılanı eşit mizaçtır . Mizaçlar, sadece aralıkların akustik saflığını gizleseler de, genellikle kapalı bir beşinci daire gibi arzu edilen özelliklere sahiptir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Benade, Arthur H. (1990). Müzik Akustiğinin Temelleri . Dover Yayınları. ISBN'si 9780486264844.
  2. ^ Fletcher, Neville H.; Rossing, Thomas (2008-05-23). Müzik Aletlerinin Fiziği . Springer Bilim ve İş Medyası. ISBN'si 9780387983745.
  3. ^ Campbell, Murray; Greated, Clive (1994-04-28). Müzisyenin Akustik Rehberi . OUP Oxford. ISBN'si 9780191591679.
  4. ^ Roederer, Juan (2009). Müziğin Fiziği ve Psikofiziği: Bir Giriş (4 ed.). New York: Springer-Verlag. ISBN'si 9780387094700.
  5. ^ Henrique, Luis L. (2002). Acústica müzikali (Portekizce). Fundação Calouste Gulbenkian. ISBN'si 9789723109870.
  6. ^ Watson , Lanham, Alan HD, ML (2009). Müzikal Performansın Biyolojisi ve Performansa Bağlı Yaralanma . Cambridge: Korkuluk Basın. ISBN'si 9780810863590.
  7. ^ a b Helmholtz, Hermann LF; Ellis, Alexander J. (1885). "Hermann LF Helmholtz tarafından Müzik Teorisi için Fizyolojik Bir Temel olarak Ton Duyumları Üzerine" . Cambridge Çekirdeği . 2019-11-04 alındı .
  8. ^ Kartomi, Margareth (1990). Müzik Aletleri Kavramları ve Sınıflandırmaları Üzerine . Chicago: Chicago Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 9780226425498.
  9. ^ Hopkin, Bart (1996). Müzik Aleti Tasarımı: Enstrüman Tasarımı İçin Pratik Bilgiler . Sharp Press'e bakın. ISBN'si 978-1884365089.

Dış bağlantılar