Канал (духовые инструменты) - Bore (wind instruments)

Два инструмента, различающиеся только диаметром ствола
Труба
Труба: цилиндрический Синий-цилиндр.png
Корнет
Корнет: конический Blue-cone.png
Внешне разница может быть не видна

В Музыка, то сверлить из духовой инструмент (в том числе деревянный духовой и латунь ) - его внутренняя камера. Это определяет путь потока, по которому движется воздух, который приводится в вибрацию для создания звуков. Форма канала ствола сильно влияет на тембр.

Формы отверстий

В конус и цилиндр две идеализированные формы, используемые для описания отверстий духовые инструменты. Инструменты могут состоять из преимущественно цилиндрической трубки, оканчивающейся «раструбом» или «раструбом».колокол ". Эти формы влияют на видимость гармоники связанный с тембром инструмента.

Цилиндрическое отверстие

Диаметр цилиндрического отверстия остается постоянным по всей длине. Акустическое поведение зависит от того, включен ли инструмент. остановился (закрытые с одного конца и открытые с другого), или открыто (с обоих концов). Для открытой трубы длина волны, создаваемая первым нормальный режим (в фундаментальный примечание) примерно в два раза длиннее трубы. Длина волны, создаваемая второй нормальной модой, вдвое меньше длины трубы, поэтому ее шаг составляет октава выше; таким образом, инструмент с открытым цилиндрическим отверстием переполняет в октаве. Это соответствует второй гармонике, и обычно спектр гармоник инструмента с открытым цилиндрическим отверстием является сильным как для четных, так и для нечетных гармоник. Для остановленной трубы длина волны, создаваемая первой нормальной модой, примерно в четыре раза больше длины трубы. Длина волны, создаваемая второй нормальной модой, составляет одну треть от длины, т. Е. 4/3 длины трубы, поэтому ее шаг на двенадцатую часть больше; Остановленный инструмент с цилиндрическим отверстием дает избыточный удар на двенадцатой. Это соответствует третьей гармонике; как правило, спектр гармоник остановленного инструмента с цилиндрическим отверстием, особенно в его нижнем регистре, является сильным только на нечетных гармониках. Однако современные медные духовые инструменты обычно используют всю длину инструмента для каждой высоты звука, и поэтому на них значительно влияют эффекты мундштука и колокол. Они изменяют резонансы инструмента так, чтобы они напоминали резонансы конической трубы, даже если отверстие в основном цилиндрическое.[1]

К инструментам с цилиндрическим или в основном цилиндрическим отверстием относятся:

Коническое отверстие

Диаметр конического отверстия линейно зависит от расстояния от конца инструмента. Полное коническое отверстие должно начинаться с нулевого диаметра - вершины конуса. Однако фактические отверстия инструмента составляют примерно усеченный конуса. Длина волны, создаваемая первой нормальной модой, примерно в два раза больше длины конуса, измеренного от вершины. Длина волны, создаваемая второй нормальной модой, примерно равна длине конуса, поэтому его высота на октаву выше. Следовательно, инструмент с коническим отверстием, как и инструмент с открытым цилиндрическим отверстием, имеет избыточный удар в октаве и обычно имеет гармонический спектр, сильный как в четных, так и в нечетных гармониках.

Инструменты с коническим или приблизительно коническим отверстием включают:

Деревянные духовые

Участки отверстий деревянные духовые инструменты отклоняться от истинного конуса или цилиндра. Например, хотя гобоев и гобои д'амур имеют одинаковую высоту, концевые раструбы разной формы. Соответственно, голос гобоя описывается как «пронзительный» по сравнению с более «полным» голосом гобоя д'амур.

Хотя форма отверстия деревянных духовых инструментов обычно определяет их тембр, внешняя геометрия инструментов обычно мало влияет на их голос. Кроме того, внешняя форма деревянных духовых инструментов может не совпадать с формой их отверстий. Например, в то время как гобой и кларнет могут внешне казаться похожими, у гобоев есть конический канал ствола, в то время как кларнеты имеют цилиндрическое отверстие.

Канал ствола барокко рекордер имеет «перевернутый» конус, шире у головки и уже у основания инструмента. Большинство современных рекордеров также имеют такое коническое отверстие, поскольку они очень похожи на рекордеры эпохи барокко. Однако несколько эпоха Возрождения, средневековый а также современные диктофоны имеют цилиндрический скучно.

Латунь

Латунные инструменты также иногда классифицируются как конические или цилиндрические, хотя на самом деле большинство из них имеют цилиндрические секции между коническими секциями ( мундштук конус или свинцовой трубы ) и неконическую, нецилиндрическую развальцовку (раструб). Бенаде дает следующие типичные пропорции:[2]

ТрубаТромбонРог
Конус мундштука21%9%11%
Цилиндрическая часть29%52%61%
Колокол50%39%28%

Эти пропорции меняются в зависимости от работы клапанов или задвижек; Вышеуказанные числа относятся к инструментам с открытыми клапанами или полностью вставленными задвижками. Это отклонение от стандартных моделей цилиндрических и конических трубок означает, что частоты нормальной моды медных инструментов не соответствуют целым числам, кратным первой моды, которая не используется для игры . Однако более высокие режимы справедливо соответствуют целым числам, кратным «фиктивной фундаментальной», которые часто все еще можно использовать как педальный тон.[3] Играющие на медных духовых инструментах (в отличие от деревянных духовых инструментов) могут существенно повышать или понижать ноты, а на некоторых инструментах использовать привилегированные частоты (тембры педалей и ложные тона ), чтобы получить тонкие ноты за пределами диапазона, разрешенного обычными режимами.[2]

Смотрите также

Источники

  1. ^ «Создание гармонической последовательности нот с помощью трубы». hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  2. ^ а б Бенаде, Артур Х. (1992). Валторны, струнные и гармония. Нью-Йорк: Дувр. п. 192.
  3. ^ "Педальный звук". hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.

дальнейшее чтение

  • Недервен, Корнелис Йоханнес, Акустические аспекты деревянных духовых инструментов. Амстердам, Фриц Кнуф, 1969.
  • для формы сигнала и гармонических характеристик, кларнет, и коническая, цилиндрическая сравнение. Брайан Х. Костюмы, Phy.MTU.edu.
    • Предыдущий автор ссылается на: «Коническое отверстие в музыкальной акустике» Р. Д. Айерса, Л. Дж. Элиасона и Д. Махгерефте, Американский журнал физики, Vol 53, No. 6, pgs 528-537, (1985).
  • Краткое описание с формами волны фагот. Также Обсуждение акустики (с расчетами и осциллограммами) в духовых инструментах 18 января 2011 г. GSU.edu.