Физика и музикални инструменти

Кой не обича да слуша хубава музика? Има песни за всякакъв вкус.
Музикалният звук като цяло е този, който се представя по приятен начин за нашите уши, чиято звукова вълна представя известна закономерност. Музикалните инструменти са устройства, които произвеждат този тип звук.
Музикалните инструменти се класифицират в три групи, струнни инструменти, месингови инструменти и ударни инструменти. Как физиката обяснява работата на тези инструменти е това, което ще видим сега.
Струнни инструменти
Ако отделим малко време за размисъл, можем да изброим голям брой струнни инструменти: китара, цигулка, пиано, арфа, китара, контрабас и т.н. В тези инструменти звукът се произвежда от струни, които при задействане предизвикват компресия и разреждания във въздуха, наречени звукови вълни.
Наричани още вибриращи струни, струните на музикалните инструменти, когато вибрират, произвеждат напречни вълни, които, насложени върху отразените в краищата, пораждат стояща вълна.
Най-простият режим на вибрация на струната характеризира нейната основна честота, съответстваща на вибрацията между закрепващите краища на струната (възли) и средната точка. Вторият режим на вибрация съответства на крайни възли и възел в централната точка. Третият режим съответства на още един възел между крайните възли и по този начин всеки нов режим на вибрация съответства на друг междинен възел.


Разстоянието между два последователни възела съответства на половин дължина на вълната.  и честотата на трептенията е дадена от,  където v е скоростта на вълната по струната.


живи струни

духови инструменти
Духовите инструменти са изградени от звукови лампи. Много е лесно да се запомнят тези инструменти: саксофон, тромбон, тръба, флейта и др.
Ако духате например в стъклена бутилка, ще видите как тя издава звук. Това се случва, защото въздушната колона вътре в бутилката вибрира, излъчвайки звукова вълна. Производството на тази вълна в единия край се дължи на устройство, наречено амбушюра. Краят срещу мундщука може да бъде отворен или затворен, което води до два вида звукови лампи, отворени и затворени.
В отворени тръби надлъжната стояща вълна, която се образува, има корем в двата края. Най-простият режим на вибрация съответства на възел в централната точка на тръбата. С всеки нов режим на вибрация се появява друг междинен възел.
Разстоянието между два последователни корема е равно на половината от дължината на вълната. и честотата се дава от: .


отворени звукови тръби

В затворени звукови тръби надлъжната стояща вълна има корем в края на мундщука и възел в затворения край. За всеки съществуващ режим на вибрация задръжте възела в затворения край и увеличете междинен възел.
Разстоянието между корема и последователния възел съответства на една четвърт от дължината на вълната .


затворени звукови тръби

Ударните инструменти се държат много различно от другите. Издаваните от тях звуци могат да произхождат от вибрациите на мембраните, пръчките и металните повърхности, което затруднява установяването на модел на поведение за тях.

От Kléber Cavalcante
Завършва физика
Училищен отбор на Бразилия

вълни - Физика - Бразилско училище

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm

Тангенс към обиколката. Линии, допирателни към обиколката

Тангенс към обиколката. Линии, допирателни към обиколката

При изучаването на кръгове важно понятие, което трябва да се проучи, е това, че има допирателни ...

read more

Ползите от зеления чай

Зеленият чай произхожда от листата Camellia sinensis. Това растение има китайски произход и е отк...

read more

Епизодът на „убийството” и спасението на интелигентността в „Софистът” на Платон

Усилието да се определи структурата на човешката наука за идеите, тоест наука за разбираемото чи...

read more