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 още един 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 отворените 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: .

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)


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

Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:

КАВАЛКАНТЕ, Клебер Г. „Физика и музикални инструменти“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.

Средно векторно ускорение. Изследване на средното векторно ускорение

Средно векторно ускорение. Изследване на средното векторно ускорение

При изучаването на физиката, за да бъде добре охарактеризирана, има величини, чиито измервания с...

read more
Механична енергия: въведение, формули и упражнения

Механична енергия: въведение, формули и упражнения

Енергиямеханика е физическо количество изкачвам се, измерено в джаули, според SI. Това е сумата о...

read more
Закон за всеобщата гравитация

Закон за всеобщата гравитация

За да разбере движението на планетите, Исак Нютон, известен английски физик, основава своите изсл...

read more