1. Що таке звук? Які характеристики звуку важливі у музиці?

Звук - Це фізичне явище, що викликається коливаннями пружного тіла. Таким тілом може бути натягнута струна, пластик барабана, стовп повітря у духовому інструменті. Коли ви смикаєте струну або ударяєте в барабан, вони починають вагатися і створюють у повітрі звукову хвилю. Хвиля досягає наших вух і викликає роздратування слухового нерва – так ми чуємо звуки.

Звуки поділяються на музичні та шумові. Музичні звуки відрізняються тим, що можна точно визначити їхню висоту і повторити їх голосом або на музичному інструменті. У шумових звуків немає точної висоти, але є виразне значення: гуркіт, удар, гул, гудіння. У класичній музиці головну роль грають музичні звуки, а шумові підкреслюють. У сучасній академічній та естрадній музиці, у народній музиці шумові звуки мають більше значення, весь твір може виконуватися лише на ударних інструментах.

Основні характеристики музичного звуку: висота, гучність, тривалість та тембр.

Висота звуку залежить від частоти коливань повітря. Частота вимірюється у герцах – це кількість коливань на секунду. Людина може сприймати звуки частотою від 16 до 20 000 герц. Якщо звук має частоту менше 16 герц, він називається інфразвуком, якщо більше 20 000, то ультразвуком. Сприйняті звуки можна умовно розділити на 3 регістри: низькі, середні та високі. Низькі звуки мають частоту від 16 до 200 герц, вони роблять звучання важким, похмурим, темним. Високі звуки, навпаки, надають мелодії легкості та прозорості. Їхня частота вище 800 герц. Діапазон від 200 до 800 герц задає середній регістр.Він найближчий до людського голосу, тому мелодії у цьому регістрі сприймаються тепліше.

Гучність чи сила звуку залежить від амплітуди коливань. Чим ширше вагається струна, тим голосніше виходить звук. Поступово струна вагається все менше, і гучність звуку зменшується і згасає зовсім. Сила звуку впливає характер музичного образу. Героїчні, рішучі образи вимагають великої гучності, звучність ліричних образів має бути м'якою та ніжною.

Тривалість звуку залежить від тривалості коливань. Коливання можуть загасати самостійно або глушитися виконавцем, а можуть, навпаки, підтримуватись рухом змичка чи диханням. Зміна тривалостей утворює ритм твору.

Тембр – це забарвлення звуку, яке залежить від обертонів або призвуків, що з'являються. Чим їх більше, тим яскравіший і багатший звук. По тембру ми відрізняємо інструменти один від одного, та сама нота звучить по-різному на роялі, скрипці або флейті. Обертони з'являються на частоті кратної частоти основного звуку. У нижчих звуків більше чутних обертонів, тому інструменти низького регістру відрізняються сильніше.

Перший, найяскравіший обертон з'являється на частоті вдвічі більшої за основну частоту. Так утворюється октава - звуки, що найбільш зливаються. У європейській музиці прийнято ділити октаву на 12 рівних частин, які називають півтонами. Це називається рівномірною темперацією.

Про темперацію.

Другий обертон звучить втричі вище за основний звук і утворює натуральну квінту. Темперована квінта складається з 7 напівтонів та відрізняється від натуральної. Наприклад, частота звуку "ля" дорівнює 220 Гц.Звук на октаву вище звучить на частоті 440 Гц, на октаву та натуральну квінту вище – на частоті 660 Гц, на дві октави – на частоті 880 Гц. Щоб знайти частоту темперованої квінти, треба інтервал октави розділити на 12 частин і взяти 7. Отримуємо 440 + (880-440) * 7/12 = 696.67 Гц. Натуральна квінта звучала б чистіше, але це сильно обмежило нас кількістю звуків, що підходять до основного. У музиці можна було використовувати лише кілька близьких один одному тональностей. Рівномірна темперація дозволяє використовувати більше звуків, але із невеликою похибкою. Темперовані інструменти з'явилися за часів Йоганна Себастьяна Баха. Він написав цикл п'єс «Добре темперований клавір» у всіх 24 тональностях, мажорних та мінорних від кожної з 12 нот. Трохи детальніше обертони та темперація описані у статті з журналу “Квант”.

Запитання та завдання.

1. Які інструменти видають музичні звуки, а які шумові?
2. Який діапазон вашого інструменту? До якого регістру він належить?
3. Які основні характеристики звуку?

Музика та математика: чому змінюється звук гітарних струн, чим відрізняється висока «ля» від низької, і навіщо композитору 3D-простір гармонії

Знання математичних основ мелодії та гармонії дозволяє складати власні твори юним учасникам «Музичної майстерні Юрія Розуму», що працює за підтримки програми соціальних інвестицій «Рідні міста»

Антична балада та сучасна музика, класична симфонія та популярна пісня в караоке — усі музичні твори схожі більше, ніж може здатися на перший погляд. Вони складаються зі звуків, або «атомів» музики, які вишиковуються в послідовність за певними правилами.Як саме звуки складаються в лінійну мелодію та просторову гармонію, що таке октави і як з ними пов'язані знамениті до, ре, ми та інші ноти — у матеріалі «Енергії+».

Коли гітарист смикає струну, вона починає тремтіти (вагатися). Це коливання передається молекулам повітря, а від них на барабанні перетинки. Хвиля, що поширюється в повітрі і досягає наших вух, і є звук. Чуємо ми його не завжди. Якщо коливання будуть повільними, наші вуха не зафіксують сигнал. Наприклад, скакалка в руках у дитини, що стрибає на ній, робить 1–2 обороти в секунду, і звуку не виникає. Але якщо розкрутити її швидше, ми почуємо характерний свист.

Число повторень в одиницю часу називається частотою. Вона вимірюється у герцах: один герц - це одне повторення за секунду. Людське вухо сприймає як звук коливання з частотами від 20 до 20 000 герц, тобто коли гітарна струна за секунду коливається від 20 до 20 000 разів. Чим більша частота, тим вищий звук.

Висота звуку обернено пропорційна довжині струни: чим коротше струна (при незмінній товщині та натягу), тим вищий звук. Саме частота змінюється при стисканні акорду на струнах гітари. Струни всередині роялю, що видають високі звуки, спочатку коротші за ті, що дають низький басовий звук.

музикознавець, композитор, викладач у Музичній майстерні Юрія Розуму

Рояль – це струнний інструмент. Коли музикант натискає клавішу, цей рух через кілька важелів передається молоточку — дерев'яній паличці з повстяним наконечником. Він ударяє по металевій струні, коливає її, і виходить звук із частотою, що залежить від довжини та товщини струни.

У музиці зазвичай використовують 88 частот, що лежать між 20 і 20 000 герц.Усі музичні інструменти видають звуки лише з цього набору. Уявіть собі піонерський табір, де відпочивають 88 дітей. У всіх іграх — футболі, хованках, шахах — братимуть участь лише ці діти. Необов'язково всі відразу, наприклад, у футбольному матчі задіяні 22 гравці, а в шахівниці — лише два. Балади, симфонії, пісні - це "ігри", організовані директором "табору" - композитором. Щоб мелодія сподобалася слухачеві, композитор повинен знати, які звуки «дружать» між собою, а які — ні. Але перед цим їх треба поділити на загони.

Чим товстіша і довша струна всередині роялю, тим нижча і басовіша вона звучить

Фортепіано: лінійна мелодія

Дітей у таборі на лінійці розставляють за зростанням. Якщо 88 звуків побудувати в одну лінію від самих басових до дзвінких, вийде фортепіано. Кожна його кнопка видає звук певної висоти. Зліва звуки низькі, праворуч – високі. Різниця в «зростанні» між сусідніми клавішами завжди однакова і називається напівтоном.

На клавіатурі фортепіано повторюється фрагмент із семи білих та п'яти чорних клавіш. Цей діапазон називається октавою. Наче дітей у таборі розбили на загони. У кожної дитини в загоні своя роль: чергова кухня, відповідальна за спорт, творчість і т.д. Назви «ролей» у октавах – це ноти.

У фортепіано звуки збудовані в ряд за зростанням частоти

На білих клавішах розташовані звуки з нотами - до, ре, мі, фа, сіль, ля, сі. Ще їх позначають латинськими літерами – c, d, e, f, g, a, h. У октаві є й чорні кнопки. Їх називають по сусіднім білим з використанням символів дієз (#) — знак підвищення звуку на півтону, і бе моль (b) — знак зниження на півтону. Клавіша між до і ре називається до-дієз або ре-бемоль.Звуки, розташовані на сусідніх клавішах, "ладнають" погано. Так і діти, які стоять поряд на лінійці, необов'язково друзі.

«Нещодавно я писав музику для мюзиклу «Вісім жінок», — поділився Ярослав Тимофєєв. — У фіналі героїні перетворюються на фурій — страшних істот, що карають. Я взяв вісім нот поспіль — вміст октави (такий набір називається гамою) — і побудував на них фінальний номер вистави. Переклад символізували героїнь, які правлять світом, як гамма править світом музичних звуків».

Назви нот повторюються у всіх октавах. Щоб вказати конкретну ноту з 88, говорять її назву та приналежність до октави: «до першої октави» або «ля контроктави». Однойменні ноти в різних октавах, наприклад, ля першої октави і ля другої октави, гармонійно поєднуються між собою і звучать красиво, якщо зіграти їх одночасно. Справа в тому, що октавний зв'язок - перший і найміцніший між звуками, а пояснює цей зв'язок математика. Нота для першої октави звучить на частоті 440 герц, для другої октави — на 880 Гц. Співвідношення частот цих двох звуків 1 до 2. Чому саме при такому співвідношенні виходить приємне співзвуччя? Вся справа у структурі звуку.

Гармонія: чому звуки «дружать»

Коли музикант ударяє струною, насправді народжується не один звук, а відразу кілька. Все тому, що коливання струни в просторі складніше, ніж просто рух «туди-сюди». Коливання, що дає звук, складається з «суми» коливань, кожне з яких робить в підсумковий звук свій внесок - гармоніку. Як правило, чим простіше "форма" коливання, тим голосніше і нижче гармоніка.

При коливанні струни «цілком» видається перша гармоніка, або основний тон: найгучніший. Саме його зазвичай мають на увазі, коли кажуть, що струна видає звук.У випадку з нотою ля першої октави частота такого коливання і дорівнюватиме 440 герцям. Але в той самий момент струна згинається, як дві половинки, видаючи звук вдвічі вищий — другу гармоніку. Одночасно струна згинається трьома напівхвилями, виробляючи звук утричі вищий (третю гармоніку). Разом з тим, четверту, п'яту, шосту, і так до нескінченності.

Коливання струни - насправді "сума" різних коливань складної форми

Щоб краще зрозуміти, як виникають гармоніки, уявимо дівчинку, що скаче на скакалці. Дівчинка підстрибує, потім приземляється і знову підстрибує. Цей простий рух «вгору-вниз» схожий на коливання струни, що породжує першу гармоніку. Пишна сукня на дівчинці коливається несинхронно з її стрибками: за один стрибок легка тканина встигає піднятися та опуститися двічі. Коливання сукні – це друга гармоніка. На сукню прив'язані стрічки з тканини, що ще більше летить: вони коливаються втричі швидше, ніж стрибає дівчинка. Це третя гармоніка. У випадку зі струною гармонік нескінченно багато, і кожна звучить все тихіше.

Структура музичного звуку: основний тон (перша гармоніка) та інші гармоніки. Вищі гармоніки, як правило, звучать тихіше

Дві дівчинки в таборі можуть швидко порозумітися, обговорюючи свої схожі сукні та стрічки на них, а звуки добре поєднуються, якщо у них багато спільних гармонік. Коли другий звук рівно вдвічі вищий за перший, у звуків збігається кожна друга гармоніка — у них дуже багато спільного. Тому октавний зв'язок і вважається найсильнішим. Є й інші співвідношення, звані базовими інтервалами, коли другий звук втричі і п'ять разів вищий за вихідний.У цих випадках у звуків збігаються кожна третя та п'ята гармоніки, відповідно. Для ноти для першої октави це будуть звуки з частотами 1320 і 2200 герц, тобто ноти ми третьої октави і до діез четвертої.

Числа 2, 3 та 5, на які множать частоту вихідного звуку, обрані невипадково: це прості числа. Множення на 4 не входить до базових інтервалів, оскільки 4 = 2*2, цей інтервал можна отримати, двічі помноживши на 2 — це похідний інтервал. Теоретично можна використовувати кратність - множення на 7, але в класичній та сучасній музиці такі звуки (і інтервали, ними освічені) не використовуються. Можливо, вони зустрінуться у музиці майбутнього.

Тривимірний простір музичної гармонії

Досвідчений директор дитячого табору, заглянувши кілька разів у їдальню, розуміє, які діти дружитимуть, а які вічно сваритися. Композитори можуть побачити всі гармонійні зв'язки між нотами в особливу тривимірну систему координат, яка називається простором кратностей. На перетині трьох координатних осей, на початку координат, розміщується вихідна нота (до). По кожній осі відкладено свою кратність: множення на три, на п'ять і на два (октави).

Кожна точка у просторі кратностей – це нота

Роблячи від центральної ноти кроки кожному напрямі, композитор потрапляє на якісь музичні звуки у кожному вузлі цього простору. Чим ближче звуки у просторі, тим гармонійніше і приємніше вони звучать разом. Чим більше кроків потрібно зробити від одного вузла до іншого, тим менше у цих звуків залишиться загальних гармонік і тим менш милозвучне поєднання вони дадуть.

Якщо поставити на початок координат, наприклад, до і розглянути тільки дві осі, відповідальні за множення частоти на 3 і на 5, можна побачити назви всіх звуків, що використовуються в музиці, і гармонійні зв'язки між ними. Наче хлопці з піонерського табору вишикувалися не за зростанням, а за тим, наскільки вони дружні між собою. Орієнтуючись у просторі музичної гармонії, композитор відразу побачить, які звуки відправити в одну «команду», наприклад акорд чи тональність, щоб створити математично вивірений музичний твір.

Так виглядає простір кратностей, якщо не розглядати вісь октавного зв'язку

«Ще Піфагор сказав, що музика — це наука про цифри, що звучать, а древні греки пояснювали закони музики через рух планет, — розповів Ярослав Тимофєєв. — В античному світі вірили, що кожна планета видає власний звук, а люди не чують його, бо він надто гучний. Звук кожної планети мав свій аналог у світі музичних інтервалів. Зараз законами астрономії музику не пояснюють, а ось теза про цифри, що «звучать», повністю підтвердилася: доведено, що в основі музичної гармонії лежать математичні закони. Без дотримання цих законів гарний музичний твір навряд чи вдасться».

Від А до Я: які бувають музичні інструменти

Музичні інструменти бувають найрізноманітніших форм та видів. У всьому цьому достатку може запутати не те що новачок, а й навіть експерт. У зв'язку з цим підготували вам шпаргалку-виручалку. Завдяки їй ви навчитеся відрізняти орган від клавесину і зрозумієте, до якої групи належить будь-який інший пристрій, здатний до звуковилучення.

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Розібратися в нетрях інструментального світу досить просто. Для цього необов'язково закінчувати профільний навчальний заклад, зубрити ночами чи змітати полиці книгарень зі спеціалізованою літературою. Достатньо дочитати цю статтю до кінця та запам'ятати для себе чарівну цифру «7». Адже саме на стільки типів можна класифікувати усі групи музичних інструментів.

Види музичних інструментів

Ударні

Ударні - найдавніші зі знайдених приладів. За допомогою них люди фарбували тяжкі будні. Як ніяких соціальних мереж не було, тому час доводилося вбивати в інший спосіб. Перші такі зразки з'явилися близько 3000 років до н.е. у період закінчення неоліту та початок бронзового віку. Пристрої відносяться до ударної групи інструментів або, як її називають, перкусійної. Назва походить від латинського терміна percussio - "завдання ударів". Мелодія досягається шляхом тряски тіла, що звучить, або постукування руками, палицями і будь-якими іншими знаряддями. За своєю природою ударні не можна вважати мелодійними, тому що їх основне призначення, задавати та підкреслювати ритм, а також прикрашати та посилювати загальну виразність оркестру. Думаємо, найкраще це можна відчути, послухавши, як звучить японський барабан — таємно.

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Велика музична категорія ударних підрозділяється на кілька великих відгалужень: по звуковисотності і звукообразованию. Якщо заглиблюватися в звуковисотність, то частина диференціюються на ударні з певною висотою звучання, де пристрої налаштовуються по нотах (наприклад, ксилофони) та з невизначеною (Барабани, дзвіночки тощо). за звукоутворенню гілка двоїться на підтипи мембранофони та ідіофони. Не варто боятися розумних термінів. Насправді все дуже просто. У мембранофонів звук дає натягнута оболонка із натуральних та штучних матеріалів (aka бубон). У ідіофонів, які бувають як металеві, і дерев'яні, мелодія виходить з допомогою звучання всього інструментального тіла. Яскравий приклад марімба.

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Клавішні

• ударно-клавішні, коли звук відбувається за рахунок удару молоточків по металевих пластинах. Наприклад, фортепіано, челеста (клавішний металофон) чи фісгармонія.
• щипково-клавішними. Музичний пристрій видає звук внаслідок роботи спеціального агрегату, що защипує струну. Наприклад, такий принцип роботи клавесину.

ПОСЛУХАЙТЕ МУЗИКУ І ПІДТРИМАЙТЕ АРТИСТА

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Духові діляться на клавішно-духові та язичкові.

Головний представник — орган і всі, хто з нього випливає, а також акордеон, баян і мелодика.У таких інструментах звук отримується за допомогою системи внутрішніх важелів і керується клавішами.

ПОСЛУХАЙТЕ МУЗИКУ І ПІДТРИМАЙТЕ АРТИСТА

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні при авторизації за допомогою Сбер ID.

Електромеханічні.

Вигадливим терміном називаються музичні інструменти за типом звичайного електричного фортепіано і робочі станції з механічною клавіатурою.

ПОСЛУХАЙТЕ МУЗИКУ І ПІДТРИМАЙТЕ АРТИСТА

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні при авторизації за допомогою Сбер ID.

Підгрупа електронних пристроїв.

Наприклад, електронне піаніно aka синтезатор. Вони відрізняються від попередніх інструментів відсутністю стандартного внутрішнього наповнення.

ПОСЛУХАЙТЕ МУЗИКУ І ПІДТРИМАЙТЕ АРТИСТА

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні при авторизації за допомогою Сбер ID.

Струнні

Поки ви намагаєтеся одужати від шоку, викликаного різноманіттям клавішних, перейдемо до струнних. Цей вид музичних інструментів простіший за попередній. , скрипка та т.п.), ударний (цимбали) та щипковий (гуслі, арфа, гітара).Також можна виділити плаваючі підгрупи, що зустрічалися раніше: щипково-клавішний спосіб та ударно-клавішний спосіб. Перший зустрічається у клавесина, тому що струна защипується плектром, а другий - у фортепіано, де звук з'являється шляхом удару молоточка об струни.

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Духові

У духових, які відносяться до аерофонів, принцип отримання тієї чи іншої мелодії відбувається за рахунок стовпа повітря, що коливається, в тілі корпусу. Однак недостатньо просто дмухати в трубу. На звучання приладу впливає як сила повітряного потоку, а й розташування губ і лицьові м'язи граючого. Стандартно такі музичні інструменти поділяються на мідні та дерев'яні. Хоча основна відмінність полягає не в матеріалі, а способах гри. Так, у дерев'яних представників на кшталт флейти та кларнета найчастіше висота звуку регулюється за рахунок послідовного закриття отворів за допомогою рук або клапанів. А у мідних – труби, туби тощо. - За допомогою додаткових патрубків (так називається сполучна частина-насадка).

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Язичкові

У язичкових інструментів звуковидобування відбувається завдяки спеціальним «язичкам», які рухаються через повітря, що нагнітається. До такого виду відноситься губна гармоніка, акордеон, баян, гобой та інші інструменти, які на рівних підставах можуть знаходитися відразу в кількох групах.

© Композиції відтворюються в деморежимі, повні версії доступні під час авторизації за допомогою Обер ID. Треки без рекламних вставок доступні при покупці підписки «СберПрайм»

Механічні

Механічні музичні інструменти були поширені у Середньовіччі. Це найрізноманітніші шарманки та скриньки, де як така мелодія зафіксована на технічних носіях. Наприклад, на перфокартах.

Електромузичні

І, нарешті, наймолодші та найсучасніші представники серед усіх видів — електромузичні. Якщо говорити про такі музичні інструменти, то звук генерується за допомогою електронних схем. До цієї прогресивної групи можна віднести драм-машини, семплери, грувбокси тощо. Як бачите, простіше не заглиблюватись у нетрі, а спокійно насолоджуватися музикою. Найкраще це робити за допомогою підписки "СберПрайм". Читачі Звук Медіа можуть одержати її на особливих умовах. Завдяки підписці ви зможете слухати мільйони треків, подкастів та книг у найвищій якості, а також отримаєте ще масу «плюшок», про які ми розповіли нижче.

Необмежений доступ до фільмів та серіалів. Документальні фільми про створення інструментів вже чекають на вас ОККО

30 Гб та знижка 20% розширення дискового простору. Нехай все найважливіше зберігається не тільки в пам'яті, але і в «хмарі».

Знижка 25% на аналізи та онлайн-консультації з медиками. Вразіть лікарів знаннями в музиці ОщадЗдоров'я