ฟิสิกส์และเครื่องดนตรี

ใครไม่ชอบฟังเพลงดีๆ มีเพลงสำหรับทุกรสนิยม
โดยทั่วไปแล้วเสียงดนตรีเป็นสิ่งที่นำเสนอตัวเองในทางที่สบายหูของเราซึ่งคลื่นเสียงแสดงความสม่ำเสมอบางอย่าง เครื่องดนตรีเป็นอุปกรณ์ที่ผลิตเสียงประเภทนี้
เครื่องดนตรีแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ เครื่องสาย เครื่องทองเหลือง และ เครื่องเคาะจังหวะ วิธีที่ฟิสิกส์อธิบายวิธีการทำงานของเครื่องมือเหล่านี้คือสิ่งที่เราจะเห็นในตอนนี้
เครื่องสาย
หากเราใช้เวลาคิดสักครู่ เราสามารถแสดงรายการเครื่องสายจำนวนมาก: กีตาร์ ไวโอลิน เปียโน ฮาร์ป กีตาร์ ดับเบิลเบส ฯลฯ ในเครื่องดนตรีเหล่านี้ เสียงจะถูกสร้างขึ้นจากเครื่องสาย ซึ่งเมื่อถูกกระตุ้นจะทำให้เกิดการกดทับและการเกิดคลื่นเสียงในอากาศ เรียกว่า คลื่นเสียง
เรียกอีกอย่างว่าสายสั่น สตริงของเครื่องดนตรีเมื่อสั่นจะสร้างคลื่นตามขวางที่ซ้อนทับบนเส้นที่สะท้อนที่ปลายทำให้เกิดคลื่นนิ่ง
โหมดการสั่นสะเทือนของสายที่ง่ายที่สุดจะกำหนดลักษณะความถี่พื้นฐานของสาย ซึ่งสอดคล้องกับการสั่นสะเทือนระหว่างปลายเชือกผูก (นอต) และจุดกึ่งกลาง โหมดการสั่นสะเทือนที่สองสอดคล้องกับโหนดปลายและโหนดที่จุดศูนย์กลาง โหมดที่สามสอดคล้องกับโหนดอื่นระหว่างโหนดสุดขั้ว ดังนั้นโหมดการสั่นสะเทือนใหม่แต่ละโหมดจะสอดคล้องกับโหนดระดับกลางอีกโหนดหนึ่ง


ระยะห่างระหว่างโหนดสองโหนดที่ต่อเนื่องกันนั้นสอดคล้องกับความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง  และความถี่การสั่นถูกกำหนดโดย  โดยที่ v คือความเร็วของคลื่นบนเชือก


สตริงที่สดใส

เครื่องมือลม
เครื่องมือลมประกอบด้วยหลอดเสียง จำเครื่องดนตรีเหล่านี้ได้ง่ายมาก: แซกโซโฟน ทรอมโบน ทรัมเป็ต ฟลุต ฯลฯ
เช่น ถ้าเป่าขวดโหล จะเห็นมีเสียง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากคอลัมน์ของอากาศภายในขวดสั่นสะเทือนทำให้เกิดคลื่นเสียง การผลิตคลื่นนี้ที่ปลายด้านหนึ่งเกิดจากอุปกรณ์ที่เรียกว่า embouchure ปลายด้านตรงข้ามปากเป่าสามารถเปิดหรือปิดได้ ทำให้เกิดหลอดเสียงสองประเภท คือ เปิดและปิด
ในท่อเปิด คลื่นยืนตามยาวที่ก่อตัวเป็นพุงที่ปลายทั้งสองข้าง โหมดการสั่นสะเทือนที่ง่ายที่สุดสอดคล้องกับโหนดที่จุดศูนย์กลางของท่อ ในแต่ละโหมดการสั่นสะเทือนใหม่ โหนดกลางอื่นจะปรากฏขึ้น
ระยะห่างระหว่างท้องสองข้างที่ต่อเนื่องกันเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น และความถี่ถูกกำหนดโดย: .


เปิดหลอดเสียง

ในหลอดเสียงแบบปิด คลื่นนิ่งตามยาวจะมีพุงอยู่ที่ปลายกระบอกเสียงและมีปมที่ปลายปิด สำหรับแต่ละโหมดการสั่นที่มีอยู่ ให้โหนดอยู่ที่ปลายปิดและเพิ่มโหนดกลาง
ระยะห่างระหว่างท้องกับปมต่อเนื่องกันเท่ากับหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น .


หลอดเสียงปิด

เครื่องเพอร์คัชชันมีพฤติกรรมแตกต่างจากเครื่องอื่นมาก เสียงที่เปล่งออกมาจากพวกมันอาจมีต้นกำเนิดจากการสั่นสะเทือนของเมมเบรน แท่ง และพื้นผิวโลหะ ซึ่งทำให้ยากต่อการกำหนดรูปแบบพฤติกรรมสำหรับพวกมัน

โดย Kléber Cavalcante
จบฟิสิกส์
ทีมโรงเรียนบราซิล

คลื่น - ฟิสิกส์ - โรงเรียนบราซิล

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm

เมนูเบอร์เกอร์คิงได้รับแรงบันดาลใจจาก Stranger Things

เมนูเบอร์เกอร์คิงได้รับแรงบันดาลใจจาก Stranger Things

Burger King หนึ่งในเครือข่ายอาหารจานด่วนที่ใหญ่ที่สุดในโลก จะนำเสนอเมนูที่ได้รับแรงบันดาลใจจากซีร...

read more

ความคลาสสิกกลับมาแล้ว: Nokia เปิดตัว 8210 4G, 2660 Flip และ 5710 XpressAudio อีกครั้ง

เมื่อวันที่ 12 มิถุนายน HMD Global บริษัทยักษ์ใหญ่สัญชาติฟินแลนด์ เจ้าของ โนเกียเปิดตัวคลาสสิกการ...

read more

Google อาจเป็นหนี้คุณโดยที่คุณไม่รู้ตัวด้วยซ้ำ เข้าใจ

อาจฟังดูเหลือเชื่อ แต่เป็นเรื่องจริง คุณทำได้ มีสิทธิ์รับเงินจาก Google. ก่อนอื่น โปรดทราบว่ากระบ...

read more