Акустические характеристики деревянных духовых инструментов (лабиальных, тростевых, язычковых).
Классификация музыкальных инструментов.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Назовите имена изображенных ниже святых и укажите время их жизни.
| Имя святого | ||||
| Время его жизни | ||||
| День памяти | 23 мая | 31 января |
2. Используя жития святых, составьте краткий рассказ об одном из них.
3. Перечислите первые русские епархии.
4. Почему принятие Христианства на севере Руси проходило сложнее, чем в южной Руси?
Классический музыкальный инструмент можно рассматривать как «механо-акустический преобразователь, в котором под действием внешних сил происходят вибрации упругих тел и излучение звука в окружающее пространство». В музыкальных энциклопедиях обычно дается такое определение: «музыкальный инструмент — это система для производства (создания, извлечения) музыкальных звуков». Иногда используется другое понятие: «Музыкальный инструмент — устройство (прибор) для перевода исполнителем символических знаков (нот) в соответствующие музыкальные звуки».
Состав музыкального инструмента включает в себя следующие основные элементы:
— генератор (возбудитель колебаний) — система для передачи энергии звучащему телу и возбуждения в нем колебаний;
— вибратор (звучащее тело) — основная часть инструмента, в которой возбуждаются колебания. В некоторых инструментах излучение звука происходит непосредственно от вибратора (например, мембрана барабана, пластинки ксилофона, оболочка колокола и др.);
— резонатор (усилитель) — устройство, предназначенное для усиления звука и используемое в тех случаях, когда отдача энергии непосредственно от вибратора в воздушную среду слишком мала.
В музыкальных инструментах применяются три основные категории вибраторов:
— тела, упругие в силу своих природных свойств (твердости и формы)(бруски, стержни, трубки, пластины, оболочки, гонг, трубчатые колокольчики, колокол);
— тела, становящиеся упругими вследствие натяжения. Натяжение может быть приложено в одном направлении, например для струн, а может быть приложено по периметру, например для круглых мембран барабанов;
— тела, становящиеся упругими вследствие процесса сжатия (например, столбы воздуха, заключенные в трубы различного сечения).
Основные способы возбуждения колебаний вибраторов, т. е. генерации энергии, можно свести к следующим:
— удар (толчок) — мгновенное приложение силы и передача энергии звучащему телу с последующим предоставлением ему свободы колебаний (например, в струнах рояля, колоколах и др.);
Особый вид возбуждения происходит с помощью передачи энергии последовательными толчками, например для столбов воздуха в трубах, что создает автоколебательный процесс, который обеспечивает звучание духовых инструментов;
— щипок, или зацепление — это способ, при котором звучащее тело зацепляется каким-либо предметом (или пальцем), выводится из положения равновесия и освобождается (например, струна гитары, арфы, лютни, клавесина и др.), после чего оно переходит в режим свободных затухающих колебаний;
— трение — при этом способе возбуждающее тело (например, смычок) остается в тесном соприкосновении с вибратором (струной) за счет трения в течение определенного периода времени, после чего происходит отрыв вибратора, далее этот процесс периодически повторяется (например, при возбуждении струн скрипки).
В качестве усилителей-резонаторов могут использоваться тела, обеспечивающие эффективное излучение звука в окружающее пространство, например за счет большой площади (деки рояля), или специальных корпусов с заключенным в них воздушным объемом (у скрипки, гитары и др.), или системы резонансных труб (например, в маримбе) и др.
Классификация музыкальных инструментов может быть выполнена по различным критериям (хотя далеко не все инструменты могут быть четко классифицированы). Наиболее распространенной является классификация, предложенная В. Майоном в 1888 г. и подробно разработанная австрийским музыковедом Э. Хорнбостелем (1877-1935) и его немецким коллегой К. Заксом (1881-1959) в 1914 году.
Согласно этой классификации инструменты объединяются в классы по типам вибраторов:
— хордофоны (струнные), в которых в качестве вибраторов используются струны различных размеров, диаметров, плотности и степени натяжения (рояли, арфы, гитары, скрипки и т. д.);
— мембранофоны, в которых звук извлекается при возбуждении натянутой мембраны (барабаны, литавры и др.);
— идиофоны, где звук создается за счет возбуждения колебаний в телах, обладающих собственной упругостью: брусках (ксилофон, маримба и др.), трубках (оркестровые колокольчики), пластинках (тарелки), оболочках (колокола) и т. д.;
— аэрофоны — духовые инструменты, которые используют для возбуждения и поддержания звука колебания воздушных в трубах разной формы (кларнеты, флейты, органы, саксофоны и др.).
Исполнительская классификация выделяет обычно следующие группы инструментов: духовые, струнные и ударные. Эти группы в свою очередь подразделяются на подгруппы в зависимости от способа возбуждения: духовые — на лабиальные, тростевые и амбушюрные (кроме того, духовые еще традиционно разделяются на медные и деревянные); струнные — на щипковые, смычковые и клавишные; ударные — на мембранные и пластиночные и т. д. Пример подобной классификации дан на рис. 4.1.2.
Духовыми музыкальными инструментами (или аэрофонами) называется «класс инструментов, у которых источником звука служат колебания воздушного столба».
Для того чтобы описать физические принципы звукообразования в любом музыкальном инструменте, необходимо ответить на следующие вопросы: как возбуждаются колебания, т. е. принцип их генерации; как эти колебания поддерживаются и усиливаются длительное время, т. е. принципы работы их вибраторов и резонаторов; как энергия колебаний передается окружающему воздуху, т. е. принципы излучения звука.
Система звукообразования духовых инструментов отличается рядом особенностей, а именно: поскольку излучение звука происходит за счет колебаний столба воздуха в трубах различного сечения, инерция которого очень мала, затухание единичного возбуждения (толчка, импульса) будет происходить почти мгновенно.
Для того чтобы из духового инструмента можно было извлекать музыкальные звуки, надо подводить к нему энергию в течение определенного времени в виде сжатого под некоторым давлением воздуха (в форме ритмических импульсов) — тогда, при определенных условиях, в объеме воздуха, наполняющем духовой инструмент, возникает длительный автоколебательный процесс.
Таким образом, процесс звукообразования в духовых инструментах характеризуется тем, что колебания возбуждаются и поддерживаются в удлиненных столбах воздуха внутри труб различного сечения (резонаторах) в результате автоколебательного процесса, при непрерывном импульсном подведении энергии за счет модуляции воздушного потока.
Генерация энергии у всех духовых музыкальных инструментов происходит за счет энергии сжатого воздуха в легких музыканта (или в специальном воздуходувном механизме, как в органе).
Способ модуляции (прерывания) струи воздуха у всех духовых инструментов различается, по этому признаку они могут быть разделены на следующие группы:
— лабиальные (airreed): к этому классу инструментов относятся флейты (продольные и поперечные), рекордеры, органные трубы (некоторых видов), окарины, различного рода свистки и др.
В этих инструментах возбуждение звука происходит в результате трения о край твердого тела (лабиума) воздушной струи, движущейся с достаточно большой скоростью, и ее колебаний относительно этого края (что частично совпадает с процессами, происходящими при свисте, поэтому иногда эти инструменты называют свистящими);
— тростевые (mechanical reed): с одинарной тростью (single mechanical reed) — кларнет, саксофон, язычковые трубы органа; с двойной тростью (double mechanical reed) — гобой, фагот и др. В этих инструментах для модуляции используется вибратор в виде удлиненной пластинки-трости, укрепленной на одном конце и свободной на другом. Свободный конец пластинки лежит под краями отверстия, через которое вдувается воздух; при продувании воздуха она начинает колебаться, модулирует поток воздуха, который возбуждает резонансные колебания в трубе.
Если используется двойная трость, то это две пластинки, закрепленные на одном конце, своими свободными концами прилега ющие друг к другу. Они образуют щель, проходя через которую, поток воздуха модулируется и возбуждает колебания в трубах.
Лабиальные и тростевые инструменты традиционно относят к группе деревянных (woodwind), хотя большинство из них изготавливается из других материалов (например, саксофоны и поперечные флейты обычно делают металлическими);
— амбушюрные (lipreed): это инструменты с воронкообразными мундштуками — валторна, труба, тромбон, туба, саксгорн, корнет и др. В этих инструментах роль вибратора выполняют особым образом сложенные губы (франц. embouchure), приложенные к мундштуку.
При продувании воздух раздвигает щель между губами, приводя их в колебания, в результате происходит периодическое увеличение или уменьшение ее площади и модуляция воздушной струи.
Амбушюрные инструменты называют медными (brasswind), т. к. для их изготовления используют в основном латунь (сплав меди и цинка).
Кроме перечисленных групп инструментов, входящих в состав симфонического оркестра, имеется множество народных духовых инструментов различных культур, которые трудно классифицировать. Особую группу составляют духовые язычковые инструменты с камерами переменного объема (аккордеоны, баяны, гармони), постоянного объема (фисгармонии) и без камер (губные гармони).
Особую группу составляют духовые язычковые инструменты с камерами переменного объема (аккордеоны, баяны, гармони), постоянного объема (фисгармонии) и без камер (губные гармони).