Acustica Instrumente Muzicale

ACUSTICA

Noțiuni de acustică. Unde sonore Acustica (grecește: akuein, ακουειν = a auzi) este știința sunetului. Ca domeniu științific ea tratează totalitatea fenomenelor legate de sunet, ca producerea, propagarea, influențarea și analiza sunetului. De asemenea, acustica studiază interacțiunea sunetului cu substanța, propagarea în spații precum și percepția sunetului și efectele asupra oamenilor și animalelor. Acustica este un domeniu de cercetare și aplicație interdisciplinar, bazat pe diferite discipline, ca fizica, psihologia, fiziologia, tehnica transmisiei de informații, știința materialelor.

Sunetul constituie senzația produsă asupra organului auditiv de către vibrațiile materiale ale corpurilor și transmise pe calea undelor acustice. Perturbațiile mediului aerian, produse de cauze diverse, se propaga în mediul pe care-l străbat sub forma unor unde elastice, produse de variațiile de presiune ale mediului. Aceste fluctuații de presiune constituie undele acustice. Pentru anumite valori ale frecventelor și presiunilor, undele acustice pot fi



 



Pentru ca o undă elastică să provoace senzații auditive trebuie să îndeplinească trei condiții: 1. Să aibă o durată mai mare de 0,06 s. 2. Să aibă o intensitate peste pragul de audibilitate 10-12 W/m2 3. Să aibă o frecventă cuprinsă în intervalul 16 Hz ≤ υ ≤ 20 kHz, cu un maxim de sensibilitate auditivă în jurul valorii de 3500 Hz. Undele acustice cu frecvențe mai mici de 16 Hz se numesc infrasunete, iar cele cu frecvențe mai mari de 20.000 Hz se numesc ultrasunete.

   

Din punct de vedere muzical (sau estetic), sunetul este o entitate caracterizată prin: inălțime; durată; intensitate ; timbru .

INALTIMEA 



reprezintă caracteristica sunetului de a fi mai grav (jos) sau mai acut (înalt). Vorbind despre înălțimea sunetului avem în vedere doar frecvența fundamentală, adică sunetul pur. in muzică sunetele sunt ordonate în șiruri, gamele muzicale, în ordinea crescătoare a frecvenței, de la cea mai joasă, până la cea mai înaltă. În aceste scări sunetele au primit denumirile: Do, Re, Mi, Fa, Sol, La, SI, Do. Intervalul dintre două sunete pentru care raportul frecvențelor este 2 se numește octavă.

DURATA



caracteristica sunetului de a fi mai lung sau mai scurt in timp. Durata se calculează din momentul impactului până la dispariția ultimei vibrații percepute.

INTENSITATEA(TARIA SUNETULUI) 







caracteristica sunetului de a fi mai slab sau mai puternic. Auzul nu dă pentru două sunete diferite senzații în același raport de tărie ca raportul intensităților lor sonore. Dacă se ia ca intensitate de referință I0=10*10-12 W/m2, intensitatea unui sunet abia perceptibil, atunci se definește nivelul de intensitate sonoră L, prin relația: L=lgI/I0 Nivelul de intensitate sonoră se măsoară în Bell (B). Observație: deoarece Bellul este o unitate de măsură prea mare, în practică se folosește submultiplul acestuia dBell-ul (dB).

TIMBRUL(CULOAREA)





caracteristica unui sunet de a se deosebi de alte sunete de aceeași înălțime, durată și intensitate. O sursă emite odată cu sunetul fundamental și o serie de armonici specifice. Ex: două sau mai multe instrumente interpretează concomitent același paragraf muzical. Deși produc aceleași sunete, putem deosebi diferența dintre un pian și o chitară chiar dacă ele cântă în același timp.

INSTRUMENTE MUZICALE

INTRODUCERE Instrumentele muzicale sunt obiecte utilizate in interpretarea unor compozitii muzicale. Ele functioneaza pe baza emiterii undelor sonore caracterizate prin individualitate datorita diferentelor de inaltime,intensitate,timbru si a duratei emisiei sonore . Instrumentele muzicale sunt alcatuite din sursa sonora(corzi sau tuburi) si element rezonator( aerul din cutia de rezonanta a unei viori,spre exemplu).

CLASIFICARE SURSE SONORE  Sursele sonore sunt obiecte care produc sunete. Din punct de vedere muzical, acestea se numesc intrumente muzicale.  După modul în care sunt produse sunetele, instrumentele muzicale se împart în trei categorii: 1. Instrumente de percuție: tobele, cinelele, tam-tam-urile, etc. 2. Instrumente de suflat: a) din lemn: fluierul, buciumul, naiul, etc. b) din alamă: trompeta, clarinetul, saxofonul, etc. 3. Instrumente cu coarde: a) ciupite: chitara, mandolina, harpa, etc. b) lovite: pianul, țambalul, etc. c) frecate (sau cu arcuș): vioara, violoncelul, contrabasul, etc.

INSTRUMENTE MUZICALE CU CORZI Emit sunete pe baza undelor sonore emise de corzi,unde ce au frecventa identica cu frecventele proprii ale corzii conform relatiei:

In Antichitate, corzile instrumentelor muzicale erau reprezentate de intestine de oaie, in prezent fiind inlocuite cu fire de otel , aliaje de aluminiu, argint , nailon sau fire de matase. Unele corzi sunt infasurate cu sarma marind masa pe unitatea de lungime astfel ca se obtine un sunet cu o frecventa joasa fara a folosi o coarda incomod de mare.

Generarea sunetelor Sunetele sunt generate prin oscilatiile corzilor in urma frecarii cu un arcus in cazul viorii,contrabasului, fie prin ciupire la chitara,harpa sau prin lovire pentru pian , tambal. Sunetul slab,fara muzicalitate este amplificat prin frecventele elementului rezonator, al caror spectru formeaza timbrul.

Punctele de fixare ale corzii se numesc noduri, iar punctele unde amplitudinea este maxima, ventre. Cand coarda vibreaza pe toata lungime ei se observa existenta unui ventru in centru si a doua noduri la extremitati. Daca se mai introduce un al treilea punct fix(nod) la mijlocul corzii, se constata ca jumatatile corzii vibreaza cu aceeasi frecventa,care este dublul frecventei fundamentale. Sunetul astfel produs va semana cu primul, dar vafi mai inalt, reprezentand armonica a doua.

Pe masura ce divizam coarda in portiuni din ce in ce mai mici si egale intre ele se obtin sunete tot mai inalte a caror frecventa va fi un multiplu intreg al frecventei fundamentale , multiplu egal cu numarul portiunilor egale de coarda.

Coarde ciupite Probabil sunt cele mai vechi instrumente cu coarde inventate în istorie. Sunt ciupite cu degetele ori cu ajutorul unui mic obiect elastic așezat între degete sau aflat în mecanica instrumentului (după caz), numit plectru sau, colocvial, pană.Pentru instrumentele ale căror coarde sunt întinse deasupra cutiei de rezonanță, gaura de rezonanță este largă, sub forma unei rozete (rotunde sau ovale, cel mai adesea) sau, mai rar, a efurilor

Coarde lovite Procedeul de execuție este asemănător cu ciupirea. Pentru punerea în vibrație a corzilor, se folosesc ciocănele ale căror capete sunt îmbrăcate în pâslă – ele sunt fie mânuite de interpret (în număr de două, fiecărei mâini revenindu-i unul), fie acționate prin mecanica instrumentului.

Coarde frecate Principalele elemente ale instrumentelor cu coarde cu arcuș sunt cutia perforată de două f-uri, eclisele, fundul, inima viorii și gâtul pe care este fixat prăgușul; cele patru coarde sunt întinse de rotația cuielor de abanos. Cele mai cunoscute instrumente cu coarde si arcuș sunt cele din familia viorii. Aceste instrumente folosesc de regulă un arcuș pentru

INSTRUMENTE DE SUFLAT Sunt alcatuite din tuburi sonore , iar sursa sonora este mustiucul (ancia). Tubul are rol de element rezonator prin volumul de aer continut . Tuburile sonore pot fi : • deschise (flaut,fluier) • inchise (trompeta , clarinet, saxofon) .

Tuburi deschise In timpul variatiei coloanei de aer din tuburi se stabileste un sistem de unde stationare , adica o serie de noduri si ventre cu pozitie fixa in spatiu. Cea mai simpla forma in care poate vibra aerul dintr-un tub cilindric deschis la ambele capete nu poate fi decat in succesiunea ventru-nod-ventru,unde intre cele doua ventre de capat este inserat un singur nod.In acest caz,tubul da sunetul sau fundamental cel mai grav(armonica 1) care are cea mai mica frecventa de oscilatie

In cazul unui tu sonor deschis lungimea L a tubului coincide cu un numar intreg de λ/2 :

L=n*λ/2=n*v/2* ν

n=1,2,3…

Frecventele sunetelor dintr-un tub deschis sunt date de relatia:

ν =n*v/2L

Tuburi inchise Unda de vibratie a coloanei de aer dintrun tub sonor inchis la un capat are,in forma cea mai simpla configuratia ventru-nod, adica un nod la capatul inchis,unde exista un obstacol rezistent.La celalalt capat trebuie sa existe un ventru, deoarece coloana de aer comunica cu atmosfera.Deci sunetul fundamental al unui tub inchis va corespunde unui sfert de lungime de unda.

Tuburile inchise dau armonice consecutive cu frecventa de 3,5,7 … ori mai mare decat cea a sunetului fundamental , adica produc armonicele de ordin impar din seria totala a sunetelor armonice. Frecventa undelor sonore produse in tuburile cilindrice inchise: ν =(2n-1)*v/4L

PROIECT REALIZAT DE: VLAD IOANA-MARIA Clasa a 11-a A An scolar 2014-2015

Profesor: Enache Mihaela Liceul Tehnologic “Dimitrie Bolintineanu”, Bolintin Vale