Fizika un mūzikas instrumenti

Kuram gan nepatīk klausīties labu mūziku? Ir dziesmas visām gaumēm.
Mūzikas skaņa kopumā ir tā, kas sevi patīkami parāda mūsu ausīm, kuru skaņas vilnis uzrāda zināmu likumsakarību. Mūzikas instrumenti ir ierīces, kas rada šāda veida skaņu.
Mūzikas instrumentus klasificē trīs grupās: stīgu instrumentus, pūtēju un sitaminstrumentus. Kā fizika izskaidro šo instrumentu darbību, mēs redzēsim tagad.
Stīgu instrumenti
Ja atvēlam brīdi tam, lai to pārdomātu, mēs varam uzskaitīt lielu skaitu stīgu instrumentu: ģitāru, vijoli, klavieres, arfu, ģitāru, kontrabasu utt. Šajos instrumentos skaņa tiek ražota no stīgām, kuras, iedarbojoties, izraisa saspiešanu un retumu gaisā, ko sauc par skaņas viļņiem.
Sauktas arī par vibrējošām stīgām, mūzikas instrumentu stīgas, vibrējot, rada šķērsvirziena viļņus, kas, uzklāti uz galos atspoguļotajiem, rada stāvošu vilni.
Vienkāršākais stīgu vibrācijas režīms raksturo tā pamata frekvenci, kas atbilst vibrācijai starp auklas stiprinājuma galiem (mezgliem) un viduspunktu. Otrais vibrācijas režīms atbilst beigu mezgliem un mezglam centra punktā. Trešais režīms atbilst vēl vienam mezglam starp galējiem mezgliem, un tādējādi katrs jauns vibrācijas režīms atbilst vēl vienam starpposma mezglam.


Attālums starp diviem secīgiem mezgliem atbilst pusei viļņa garuma.  un svārstību frekvenci izsaka,  kur v ir viļņa ātrums uz virknes.


dinamiskas stīgas

pūšamie instrumenti
Pūtēju instrumentus veido skaņas caurules. Ir ļoti viegli atcerēties šos instrumentus: saksofonu, trombonu, trompeti, flautu utt.
Piemēram, iepūšot stikla pudelē, jūs redzēsiet, ka tā izdod skaņu. Tas notiek tāpēc, ka gaisa kolonna pudeles iekšpusē vibrē, izstarojot skaņas vilni. Šī viļņa radīšana vienā galā ir saistīta ar ierīci, ko sauc par embouchure. Mutes pretējais gals var būt atvērts vai aizvērts, radot divu veidu atvērtas un aizvērtas skaņas caurules.
Atvērtās caurulēs gareniskajam stāvošajam vilnim, kas veidojas, abos galos ir vēders. Vienkāršākais vibrācijas režīms atbilst mezglam caurules centra punktā. Ar katru jauno vibrācijas režīmu parādās vēl viens starpposma mezgls.
Attālums starp diviem secīgiem vēderiem ir vienāds ar pusi no viļņa garuma. un biežumu izsaka: .

Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)


atvērtas skaņas caurules

Slēgtās skaņas caurulēs gareniskajam stāvošajam vilnim iemutiņa galā ir vēders un noslēgtā galā ir mezgls. Katram esošajam vibrācijas režīmam saglabājiet mezglu slēgtā galā un palieliniet starpposma mezglu.
Attālums starp vēderu un secīgo mezglu atbilst ceturtdaļai no viļņa garuma .


slēgtas skaņas caurules

Sitaminstrumenti izturas ļoti atšķirīgi no citiem. Viņu izstarotās skaņas var rasties no membrānu, stieņu un metāla virsmu vibrācijām, kas apgrūtina viņu uzvedības modeļa izveidošanu.

Autors Kléber Cavalcante
Absolvējis fiziku
Brazīlijas skolu komanda

viļņi - Fizika - Brazīlijas skola

Vai vēlaties atsaukties uz šo tekstu skolas vai akadēmiskajā darbā? Skaties:

CAVALCANTE, Kleber G. "Fizika un mūzikas instrumenti"; Brazīlijas skola. Pieejams: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm. Piekļuve 2021. gada 27. jūnijam.

Dilatācija - materiālu īpašība. Kas ir dilatācija?

Dilatācija - materiālu īpašība. Kas ir dilatācija?

Fiziski mēs sakām, ka ķermeņa (vai priekšmeta) temperatūra ir to veidojošo atomu un molekulu uzb...

read more

Diagnostika ar Doplera efektu

 O Doplera efekts 1842. gadā ierosināja austriešu fiziķis Johans Kristians Doplers (1803 - 1853),...

read more

Skaņas barjera. Kuriozi par skaņas barjeru

skaņas barjera tas faktiski ir fizisks šķērslis, kas apgrūtina objektu sasniegšanu ļoti lielā ātr...

read more