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.

Periodikus hullámok. A periodikus hullámok jellemzői

Periodikus hullámok. A periodikus hullámok jellemzői

Tegyük fel, hogy kötelünk van, amelynek egyik vége a falhoz van rögzítve, és amelyet egy személy ...

read more
A mozgás mennyisége: mi ez, képlet, gyakorlatok

A mozgás mennyisége: mi ez, képlet, gyakorlatok

A mennyiségban benmozgalom van nagyság vektorfizika, amelyet a tömeg, kilogrammban és sebesség sz...

read more
Szabad esés: mi ez, példák, képlet, gyakorlatok

Szabad esés: mi ez, példák, képlet, gyakorlatok

Esikingyenes egy függőleges mozgás, amely zuhanó testekből áll, anélkül, hogy a hatása lenne súrl...

read more