II.Базовые понятия музыкальной акустики

Рассмотрим теперь современные понятия музыкальной акустики и принципы звукообразования в основных группах музыкальных инструментов.

Источники звука в музыкальных инструментах, которые настраиваются на определенную высоту тем или иным механическим способом, делятся по типу излучателей на несколько групп [6, 7]:

а) источники с колеблющимися струнами;

б) источники с колеблющимися язычками и стержнями;

в) источники с колеблющимися мембранами;

г) источники с колеблющимися пластинами;

д) источники с колеблющимися столбами воздуха (в трубах).

Во многих трудах по акустике констатируется факт распространенности механических колебаний в природе и технике. Утверждается, что колебательные движения и колебательные процессы представляют собой наиболее часто встречающиеся явления нашего мира. Каким образом музыка связана со звуковыми, колебательными движениями? Музыка — искусство, отражающее действительность в звуковых художественных образах. Звук в музыке является носителем художественного образа, и он есть не что иное, как распространяющиеся в упругой воздушной среде механические колебания, воспринимаемые ухом.

Ощущение звука передается нашему уху с помощью механических колебаний частиц воздуха, создающих волны давления и разрежения. Задумаемся о природе этого давления. С очевидностью мы поймем, что в каждой отдельной точке воздушной среды в определенный мо-мент времени это давление будет принимать вполне определенное значение и, следовательно, его можно будет выразить числом. Если же от исполнителей к ушам слушателей будет распространяться информация об игре оркестра в виде волн сжатия и разрежения, то с помощью маленького микрофона, установленного по нашему желанию в подходящем месте зала, мы сможем записать осциллограмму звуковых колебаний в виде кривой, показывающей, как изменяется звуковое давление в выбранной точке во времени.

И вот эта осциллограмма, кривая какой-то сложной формы, будет содержать в себе всю информацию об оркестре, вернее о его звучании: и какие в данный момент времени инструменты играют, и то, что, например, вторая скрипка в первом ряду сыграла одну фальшивую ноту, кашлянул зритель и т. п, И при этом никакого значения не имеет ни количество музыкантов, ни сложность исполняемой музыки — все это может быть представлено одним единственным графиком, характеризующим изменение звукового давления. Ухо и человеческий мозг на основе этого изменения давления вместе выполняют почти сверхъестественную работу по разгадыванию всей нужной ннформации и представляют ее нам в простой осознаваемой форме.

Если мы сравним записи звучания двух разных оркестров, например симфонического и джазового, то, к нашему удивлению, нам будет чрезвычайно трудно найти какое-либо характерное различие записанных кривых. Они очень сложны. Мы с гораздо большим успехом сможем заняться изучением сначала простейших колебаннй. График простейшего колебания представляет собой синусоиду, которая в свою очередь является «портретом» чистого музыкального тона, который звучит довольно глухо и малоинтересен с музыкальной точки зрения. но имеет ярко выраженную определенность высоты {схема 1). Сравним синусоиду с графиком «белого шума» (схема 2), примером которого является шум аплодисментов или шум морского прибоя и который не имеет какой-либо определенной высоты. Кривая такого графика больше похожа на случайный, хаотичный набор импульсов.

Схема 1. Простое гармоническое колебание. AB – период, DE и GF – амплитуда

Схема 2. Белый шум