Fizika és hangszerek

Ki ne szeretne jó zenét hallgatni? Vannak dalok minden ízlésnek.
A zenei hang általában olyan, amely kellemes módon mutatja be magát fülünknek, amelynek hanghulláma bizonyos rendszerességet mutat. A hangszerek olyan eszközök, amelyek ilyen típusú hangot produkálnak.
A hangszereket három csoportba sorolják: vonós hangszereket, rézfúvós hangszereket és ütőhangszereket. Most látni fogjuk, hogy a fizika hogyan magyarázza meg ezeknek az eszközöknek a működését.
Húros hangszerek
Ha szánunk egy pillanatra gondolkodásra, számos vonós hangszert felsorolhatunk: gitár, hegedű, zongora, hárfa, gitár, nagybőgő stb. Ezekben a hangszerekben a hang húrokból keletkezik, amelyek kiváltása során kompressziókat és ritkaságokat okoznak a levegőben, úgynevezett hanghullámoknak.
Rezgő húroknak is nevezik, a hangszerek húrjai, amikor rezegnek, keresztirányú hullámokat eredményeznek, amelyek a végükön visszaverődőkre helyezve állóhullámot idéznek elő.
A húr rezgésének legegyszerűbb módja jellemzi annak alapvető frekvenciáját, amely megfelel a húr rögzítő végei (csomók) és egy középpont közötti rezgésnek. A második rezgésmód megfelel a végpontoknak és a középpontban lévő csomópontnak. A harmadik mód még egy csomópontnak felel meg a szélső csomópontok között, és így minden új rezgésmód egy további köztes csomópontnak felel meg.


Két egymást követő csomópont távolsága fél hullámhossznak felel meg.  és az oszcillációs frekvenciát a  ahol v a húr hullámának sebessége.


vibráló húrok

Fúvós hangszerek
A fúvós hangszereket hangcsövek alkotják. Nagyon könnyű megjegyezni ezeket a hangszereket: szaxofon, harsona, trombita, fuvola stb.
Ha például egy üvegbe fúj, látni fogja, hogy hangot ad. Ez azért történik, mert a palack belsejében lévő légoszlop rezeg, hanghullámot bocsát ki. Ennek a hullámnak az egyik végén történő előállítása egy embouchure-nak nevezett eszköznek köszönhető. A szájrésszel szemközti vég lehet nyitott vagy zárt, ami kétféle hangcsövet eredményez, nyitott és zárt.
Nyitott csövekben a kialakuló hosszanti állóhullám mindkét végén hasa van. A legegyszerűbb rezgési mód a cső középpontjában lévő csomópontnak felel meg. Minden új rezgésmóddal megjelenik egy másik köztes csomópont.
Két egymást követő has közötti távolság megegyezik a hullámhossz felével. és a gyakoriságot adja meg: .

Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)


nyitott hangcsövek

Zárt hangcsövekben a hosszanti állóhullámnak hasa van a szájrész végén, csomója pedig zárt végén. Minden létező rezgési módnál tartsa a csomópontot a zárt végén, és növelje a köztes csomópontot.
A has és az egymást követő csomópont közötti távolság a hullámhossz negyedének felel meg .


zárt hangcsövek

Az ütőhangszerek másként viselkednek. Az általuk kibocsátott hangok a membránok, rudak és fémes felületek rezgéséből származhatnak, ami megnehezíti a viselkedési mintázat kialakítását számukra.

Írta: Kléber Cavalcante
Fizikából végzett
Brazil iskolai csapat

hullámok - Fizika - Brazil iskola

Hivatkozni szeretne erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:

CAVALCANTE, Kleber G. "Fizika és hangszerek"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm. Hozzáférés: 2021. június 27.

Három gyakori hiba a termológiában

1. kérdés(Unirg-TO) Brazília kétségkívül a kontrasztok országa. Közülük kiemelhetjük a brazil főv...

read more

Fénysebesség törésnél. A fény sebessége törésnél

Korábban azt hitték, hogy a fénynek végtelen sebessége van, de ezt az elméletet fokozatosan félre...

read more
Vegyes áramkör. Az egyenértékű ellenállás kiszámítása vegyes áramkörben

Vegyes áramkör. Az egyenértékű ellenállás kiszámítása vegyes áramkörben

Több helyzetben lehet párhuzamosan és sorosan kapcsolt ellenállásokból álló elektromos áramkör. E...

read more