Звук. Тон. Шум. Свойства на тона. Обертонов ред.

Околната среда ни заобикаля с разновидности на слуховите усещания, които се представят в нашето съзнание. Можем да ги разделим на две главни групи – музикални и  шумове.

1-Метроном

  1. Звук, тон, шум

Звукът е слухово усещане, породено от звукови вълни, образуващи се във въздуха или друга среда при трептенето на пъргави тела. Науката акустика, дял от физиката, изучава условията, при които се пораждат звуците, как се разпространяват, как се достига до възприемането им от ухото.

Условията, необходими за да се получи усещане на звук са: звучащо тяло (звукоизточник); среда, в която се разпространяват звуковите вълни (звукопроводник) и слухов анализатор, който включва ухо, слухов нерв и център на слуха в мозъка (звуковъзприемащ орган).

Звук е общото название на всички видове слухови усещания – определени и неопределени, високи и ниски, остри и тъпи. Звукове наричаме и отделните звуци на човешката реч – А, Б, В…

Особеностите на различните звуци, наричаме качества на звука – височина, сила, трайност и тембър. Височината зависи от честотата на трептенията, силата – от неговата амплитуда, трайността – от продължителността на трептенията, тембърът – от броя и вида на частичните тонове.

Тонът е слухово усещане, което се поражда от трептения с постоянна честота, т.е. звук с определен брой трептения. Най-характерното качество на тона е неговата височина. Тонът е най-малкият структурен и изразен елемент в музиката.

Според някой теоретици, тоновете, произвеждани от музикалните инструменти и човешкия глас се наричат „музикални звуци”, за да ги отделят от другите звуци, които не се използват в музиката. Други теоретици под „тонове” разбират само чистите тонове – без частични тонове, без тембър. Среща се и понятието „музикален тон” със значението на тон. И не на последно място с тон (цял тон) означаваме интервал, съставен от 2 полутона.

Шумът е звук, с неопределен брой трептения в секунда и с неопределена височина. Като звуково явление шумовете притежават качествата сила, тембър и трайност, но нямат определена височина. По тези показатели разпознаваме шума на морето, трясъка на гръмотевицата, свистенето на вятъра…, дори настройването на оркестъра преди концерт…

  1. Свойства на тона

Музикалният звук притежава и четирите основни свойства – височина, трайност, сила и тембър.

Височина – определя се от броя/честотата на трептенето на пъргавите тела/ звукоизточника. Едно трептене в една секунда е равно на 1 Hz (Херц). Колкото е по-голяма честотата, толкова е по-голяма височината на звука.

Слуховият апарат на човека долавя звуци в границите между 16 и 20 000 Hz. Звуците, които имат по-малко от 16 Hz, наричаме инфразвуци, а тези над 20 000 Hz – ултразвуци. В музиката се използват около 100 тона, в границите от 16 (нотата до от субконтра октава) до 4096 (нотата до от пета октава) Hz.

Организираното редуване на различни по височина тонове образува мелодична линия. Височината на тона се записва чрез елементите на линейно-нотната система – петолиние, допълнителни линии, ключ, ноти, знак за пренасяне в октава.

За еталон за височината на тона ни служи камертонът – стоманена пръчка, огъната във формата на вилка, която при удар издава определен тон – „ла от първа октава“.1-камертон

Камертонът е изобретен от Джон Шор (английски придворен музикант), 1711 г., с честота 419,9 Hz на звука „ла от първа октава”. Постепенно тази честота се е променяла от 422,5 (при Хендел) до 466 Hz (Виена, 1841 г.). През 1885 г. на конференция във Виена, вследствие протестите на певците, била приета за международен еталон честота от  435 Hz. От 1939 г. постепенно в целия свят е въведена честота 440 Hz (880 единични трептения в секунда). В наши дни се изказват мнения, че тонът „ла” настроен на 432 Hz е точка на баланс в природата. „…432 Hz е вибрация застъпена в принципа на Златно сечение и обединява свойствата на светлината, времето, пространството, материята, гравитацията и магнетизма към биологията, код на ДНК и съзнанието…”.

Камертонът се среща и във вид на свирка, а напоследък се използват все повече електронни камертони – тунери за настройване.

Трайност – времето, през което звукът звучи, т.е. времето, през което звучащото тяло трепти. Трайността се измерва в секунди или части от секундата. Така измерената трайност, наричаме абсолютна трайност. В музиката си служим с относителна трайност, т.е. с трайностите на отделните тонове един спрямо друг и всички спрямо една основна мерна единица – метричното време. 

Относителната трайност се определя от нотните стойности напр.: 

1-ноти

Метричното време се определя от темпото напр.: 

1-Анданте

Необходимостта от точното указване на темпото е наложила уреда метроном, патентован от Йохан Непомук Мелцел (виенски механик и музикант) през 1816 г., но създаден от Дитрих Николаес Винкел (Холандия) през 1814 г.  Главна съставна част на метронома е едно махало, задвижвано от пружина. Посредством специален плъзгач дължината на махалото може да се изменя и по този начин се променя периодът на люлеенето му.

1-Метроном

Метрономът произвежда от 40 до 208 удара в минута. Броят на ударите се отчита по специална скала и се наглася чрез плъзгача. С тези удари се синхронизира изпълнението на музикалните творби. Метрономът позволява прецизно означаване на темпото.

Сила – зависи от амплитудата (размаха), с който звучащото тяло трепти. Колкото амплитудата е по-широка, толкова и силата на тона е по-голяма.

Силата на звуковото усещане се измерва с единицата Бел (на името на откривателя на телефона Александър Греъм Бел). В практиката се използва 10 пъти по-малка единица от бела – децибел (dB). Напр. динамичният диапазон на рояла е 44 dB. При звук над 120 dB човешкото ухо усеща болка.

Гръмкосттта на звука е количествена характеристика на слуховото усещане. В музикалната практика гръмкостта на звука се нарича динамика.

Силата на тона се означава чрез динамичните знаци (напр. p – тихо, mp – полутихо, mf – полусилно, f – силно и т.н.).

При изпълнение на дадено музикално изпълнение динамиката е важно изразно средство.

Тембър – качество на слуховите усещания, по което различаваме два еднакви звука. Тембърът се определя от броя и вида на частичните тонове, от съответните им аплитуди и от физиологичната характеристика на слуховата система. Той се променя от силата и височината на тона, материала от който е направен, отдалечеността на звукоизточника и т.н.

Тембърът на тона може да се възприеме само чрез непосредствено чуване. Понякога вместо за тембър говорим за окраска, цвят, багра на звука. Тембърът не може да се опише точно с думи, затова използваме термини, взаимствани от други усещания –  светъл, тъмен, блестящ, матов; мек, остър, сух, сочен; пълен, широк…

Тембърът е в зависимост от броя на обертоновете, съпровождащи основния тон.

Обертоновете (наричани още хармонични, частични, флажолетни, съставни, парциални, аликвотни) са прости тонове с различна височина, които влизат в състава на всеки звучащ тон и са разположени над него (т.е. една честота в звука, която е различна от основната честота на този звук, се нарича обертон).

Получават се в резултат на това, че всеки звукоизточник трепти едновременно с цялата си маса (която произвежда основен тон), както и с отделните си части (1/2, 1/3, 1/4 и т.н.), които произвеждат обертонове, намиращи се в консонантни отношения с основния тон.

Понеже трептенията на обертоновете имат по-малка амплитуда, те са много тихи, звученето им се слива с това на основния тон и много трудно могат да се доловят. От преобразуването на едни или други обертонове, зависи тембърът на   основния тон.

За установяване на числените отношения между броя на трептенията на тоновете съставляващи различните интервали се използва опъната струна.

При свободно трептене на струната се получава основният й тон. Ако докоснем леко трептящата струната по средата ще се чуе флажолетен тон, характерен за струнните инструменти. Този тон се получава от трептенето на двете половини на струната, звучащи с еднаква височина. На мястото на върха, който при трептенето на цялата струна се намира в средата, се явява възел и възникват два нови върха в средата на двете половини. Полученият флажолетен тон ще звучи октава по-високо от тона, който дава цялата струна.  При леко допиране на пръста върху 1/3 от дължината на звучащата струна ще се получат два възела, които разделят струната на три равни части с три върха. Полученият флажолетен тон ще звучи октава+квинта по-високо, от тона, който дава цялата струна. И т.н. Обертоновете се получават от разделянето на струната на еднакви по дължина части (2, 3, 4, 5, 6, 7 и т.н.).

Редът, в който се явяват естествените флажолетни тонове/ обертоновете се нарича натурален звукоред или обертонов ред. Доказани са до 40 обертона, като първите 16 могат да бъдат нотирани на петолиние.

От една струна с подходяща дебелина и дължина, настроена на нотата До от голяма октава, се получават следните естествени флажолетни тонове/обертонове:

2-Обертонов ред

 При духовите инструменти – последователното разделяне на въздушния стълб на равни части дава натуралната скала на обертоновете. Когато въздухът трепти, в цялата тръба се получава основния тон. Когато той се разделя на 2 равни части, се получава вторият натурален тон, т.е. октава по-високо. Когато въздушния стълб се разделя на 3 равни части, звучи третият обертон (октава+квинта). Когато въздуха в тръбата се раздели на 4 части, звучи четвъртия обертон (2 октави по-високо от основния тон). Тоновете по реда на обертоновата скала се получават чрез пренадуване (присвиване на устните) при еднакво ползване на клапите на духовите инструменти.

Някои обертонове присъстват в звука на даден инструмент винаги, независимо от това на коя нота се свири. Те са важни за тембъра на инструмента, а такъв обертон се нарича формант.

Тембър, лишен от обертонове е глух, некрасив; тембър, наситен с първите обертонове е звучен, сочен; тембър, с преобладаващи високи обертонове е метален, пронизващ.

В заключение можем да кажем, че всеки тон има определени характеристики – точно определена височина, сила и тембър – качествена характеристика на тона, и трайност (продължителност във времето) – количествена характеристика на тона.

 

 

Следва: Музикална система. Музикален звукоред. Октавови групи. https://lilimuzic.com/музикална-система

2 thoughts on “Звук. Тон. Шум. Свойства на тона. Обертонов ред.

  1. Великолепен урок! Подробен и изясняващ. Не осъзнавах характера на звука на инструменти, описан с участието на по-ниските и по-високо обертонове. Благодаря ви!

Вашият отговор на LiliM Отказ

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.