Παρασύρει τις καρδιές μας σαν κύμα αλλά και διέπεται από τους νόμους της κυματικής. Διαβάστε για τη «Φυσική της μουσικής»

Το εκκλησιαστικό όργανο στον καθεδρικό ναό της γαλλικής πόλης Rennes.Οι βαρύτεροι τόνοι του οργάνου απαιτούν σωλήνες μήκους 10 μέτρων ανοικτούς και στα δύο άκρα

Βάρβογλης Χάρης – tovima.gr
Η Φυσική είναι μια επιστήμη με εφαρμογές τόσο στους διάφορους τομείς της τεχνολογίας όσο και σε πολλές εκδηλώσεις της καθημερινής μας ζωής. Μία από αυτές τις τελευταίες που δεν έρχεται συνήθως στο μυαλό μας όταν αναφερόμαστε στη Φυσική είναι και η σχέση της με τη μουσική και ειδικότερα με τα μουσικά όργανα. Ολοι μας ακούμε λίγο-πολύ μουσική, αλλά πολλοί μάλλον δεν γνωρίζουν πώς παράγονται οι μουσικές νότες στα διάφορα όργανα και σε τι διαφέρει ο ήχος μιας κιθάρας από αυτόν ενός φλάουτου ή ενός τυμπάνου.

Οι μουσικοί ήχοι που ακούμε με τα αφτιά μας δεν είναι τίποτα παραπάνω από κύματα πίεσης που παράγονται από τα διάφορα μουσικά όργανα και διαδίδονται στον αέρα. Τα κύματα, με τη σειρά τους, παράγονται όταν κάποιο σώμα κινείται παλμικά και συμπιέζει – αποσυμπιέζει τον αέρα στην περιοχή του. Στα έγχορδα όργανα, όπως για παράδειγμα η κιθάρα, το βιολί ή το πιάνο, το σώμα που κινείται παλμικά είναι μια χορδή. Στα πνευστά όργανα, όπως για παράδειγμα η τρομπέτα, το κλαρίνο ή το φλάουτο, το σώμα που κινείται παλμικά είναι μια στήλη αέρα. Τέλος, στα τύμπανα το σώμα που κινείται παλμικά είναι μια μεμβράνη. Πώς «παίζουμε» όμως μια νότα στα όργανα καθενός από τα παραπάνω είδη και γιατί διαφέρει τόσο ο ήχος του ενός από το άλλο ώστε να μπορούμε να διακρίνουμε αν μια συγκεκριμένη νότα προέρχεται από ένα βιολί ή ένα κλαρίνο; Εδώ είναι που υπεισέρχεται η Φυσική.

Χορδές, συχνότητες και «χρώμα»

Οταν μια χορδή απομακρύνεται από τη θέση ισορροπίας της στην οποία είναι τεντωμένη και ίσια, αρχίζει να πάλλεται με έναν ρυθμό που εξαρτάται από το μήκος της, το πάχος της και από την τάση της, δηλαδή από το πόσο τεντωμένη είναι. Τον ρυθμό αυτόν, που καθορίζει το πόσες φορές η χορδή μετακινείται μπρος-πίσω από τη θέση ισορροπίας, στη Φυσική τον ονομάζουμε συχνότητα. Σχεδόν όλοι μας γνωρίζουμε αυτόν τον όρο από τη συχνότητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην οποία συντονίζουμε τα ραδιόφωνά μας, η οποία κυμαίνεται από 88 εκατομμύρια παλμούς το δευτερόλεπτο (μεγαχέρτς) ως 108 εκατομμύρια. Η συχνότητα των ηχητικών κυμάτων περιγράφει το ίδιο φαινόμενο, μόνο που είναι πολύ μικρότερη: κυμαίνεται από περίπου εκατό παλμούς το δευτερόλεπτο (για τα μπάσα) ως περίπου δέκα χιλιάδες (για τα πρίμα). Επειδή δεν είναι εύκολο όταν «παίζουμε» ένα έγχορδο όργανο να μεταβάλλουμε την τάση μιας χορδής ή το πάχος της, μεταβάλλουμε το μήκος της. Στην κιθάρα αυτό γίνεται πιέζοντας με τα δάχτυλα στα μεταλλικά «τάστα» του μπράτσου και στο βιολί πιέζοντας με το δάχτυλο τη χορδή στο μπράτσο του οργάνου. Ετσι από τις τέσσερις χορδές του βιολιού ή τις έξι χορδές της κιθάρας μπορούμε να πάρουμε πολλές δεκάδες διαφορετικές νότες. Το πιάνο είναι κάπως διαφορετικό επειδή κάθε πλήκτρο του αντιστοιχεί σε μια ξεχωριστή χορδή, οπότε μπορούμε να «παίξουμε» τόσο με το μήκος όσο και με το πάχος των χορδών. Γι’ αυτόν τον λόγο το πιάνο μπορεί να αποδώσει  πολύ βαθύτερες αλλά και πολύ ψηλότερες νότες από μια κιθάρα. Η τάση των χορδών ενός έγχορδου μουσικού οργάνου μπορεί να ρυθμιστεί με τη βοήθεια περιστρεφόμενων «κλειδιών», στα οποία τυλίγεται η μία άκρη της χορδής. Η ρύθμιση αυτή, που λέγεται χόρδισμα, είναι γνωστή στον περισσότερο κόσμο με την παρεφθαρμένη μορφή της, κούρδισμα.

Ο «κρότος» των τυμπάνων

Στην κλασική ορχήστρα υπάρχουν συνήθως τέσσερα τύμπανα που παίζουν διαφορετικές νότες

Στα τύμπανα όμως η κατάσταση είναι σημαντικά διαφορετική. Αν χτυπήσουμε τη μεμβράνη ενός τυμπάνου με ένα ξύλο ή με το χέρι μας, η μεμβράνη πάλλεται με μια βασική συχνότητα. Επομένως, αντίθετα με ό,τι πολλοί μπορεί να πιστεύουν, τα τύμπανα «παίζουν» νότες. Η διαφορά με τα έγχορδα και τα πνευστά όμως έγκειται στο ότι σε αυτά το αντικείμενο που πάλλεται έχει μία διάσταση (μόνο μήκος) ενώ στα τύμπανα έχει δύο (μήκος και πλάτος). Από αυτή και μόνο τη διαφορά μπορεί να δείξει κανείς ότι οι αρμονικές συχνότητες στα τύμπανα δεν είναι ακέραια πολλαπλάσια της βασικής, με αποτέλεσμα ο συνδυασμός τους με τη βασική να δημιουργεί την αίσθηση του κρότου και όχι την αίσθηση της αρμονίας.

Κατηγορίες:ΜΟΥΣΙΚΗ, ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ, ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες: ΚΥΜΑΤΑ