Флейты

В духовых музыкальных инструментах звук излучается при колебаниях воздушного столба, заключенного в трубе. В отличие от струн в трубах возникают только продольные стоячие волны. Для получения звука используются трубы, открытые либо с обоих концов (флейта), либо с одного конца (резонансный ящик камертона). [c.234]

Последняя формула охватывает две важные теории теорию звучания флейт или органных труб и теорию распространения звука в свободной атмосфере. Следует лишь надлежащим образом определить обе произвольные функции ниже изложены принципы, которыми надлежит руководиться при этом определении. [c.376]

У флейт рассматривают только звучащую линию, которая в ней заключается допускают, что начальное состояние этой линии дано, причем это состояние зависит от сообщенных частицам сотрясений, и определяют закон колебаний. [c.376]

Будем отсчитывать абсциссы х от одного из концов этой линии, и пусть длина последней, т. е. длина флейты, равна а. Таким образом, сгущения s и продольные скорости р будут даны для г = О от х = 0 до х — а мы их назовем S vi Р. [c.376]

Предположим с начала, что флейта открыта с обоих концов, так что звучащая линия сообщается непосредственно с наружным воздухом тогда ясно, что ее упругость в этих двух точках может уравновешиваться только постоянным давлением атмосферы, вследствие чего сгущение з должно там всегда быть равным нулю. Таким образом, в этом случае мы должны иметь 5 = 0 при ж = 0 и при х = а, каково бы ни было значение что приводит к необходимости выполнения двух условий [c.377]

Если бы флейта была закрыта с обоих концов, то сгущения на концах могли бы иметь произвольные размеры, так как упругость частиц поддерживалась бы сопротивлением перегородок но по тем же соображениям скорости р были бы там равны нулю, что опять дало бы нам условия [c.379]

Иначе обстояло бы дело, если бы флейта была закрыта на одном конце и открыта на другом. [c.379]

Так, если допустить, что флейта открыта там, где х = 0, и закрыта, где х = а, то мы будем иметь [c.379]

При взаимодействии с вихревыми течениями, образующимися при отрывном обтекании твёрдых тел, звук может поглощаться или усиливаться. Напр., струя, вытекающая из отверстия в перегородке, эффективно поглощает звук. Струя, обдувающая отверстие по касательной, при определ. соотношениях между скоростью струи, размерами отверстия и частотой звука может усиливать звук. Этим объясняется, в частности, процесс генерации звука в духовых музыкальных инструментах типа флейты. Усиление звука возможно и в свободном пространстве — при отражении от границы между покоящейся средой и средой, движущейся со сверхзвуковой скоростью (напр., от границы сверхзвуковой струи). [c.42]

Как видим, весь оркестр имеет широкополосный спектр, Флейта-пикколо и труба имеют соответственно высокочастотный и низкочастотный спектры. [c.43]

Рис. 5. Блок-флейта (в разрезе),

Примерами инструментов первой группы (издающих звуки аэродинамически) могут служить некоторые духовые инструменты, в частности блок-флейта (продольная флейта, или рекордер) и диапазонные органные трубы. Произвести звук без подачи энергии невозможно. Мы уже видели, что звук —это просто способ передачи энергии сквозь воздух или какую-либо другую среду в виде волн давления, в которых энергия непрерывно и быстро переходит из одной формы в другую из потенциальной в кинетическую и обратно. При колебании поршня в трубе энергию поставлял вращающийся коленчатый вал, в случае пульсирующего баллона — насос. В духовой инструмент энергию подает сам музыкант, который давлением своих легких вдувает в него модулированную струю воздуха. На рис. 5 изображена блок-флейта. Воздух, сжатый в легких, вдувается через узкую щель мундштука и выходит из него в виде короткой струи при этом то по одну, то по другую сторону от струи образуются вихри. Они возникают потому, что по обе стороны от быстро движущегося потока воздуха давление падает. Это можно увидеть, например, если дунуть на монетку, лежащую на столе монетка перевернется. Падение давления вызывает отсасывание струи с боков поэтому большая скорость воздуха, выходящего из мундштука, и турбулентность струи приводят к образованию вихрей. Затем эти вихри сталкиваются с клиновидным выступом амбушюра флейты и проходят сверху или снизу выступа. Практически именно положение этого выступа определяет частоту образования вихрей чем меньше расстояние от отверстия мундштука до выступа, тем чаще образуются вихри. Точно так же, чем сильнее дует музыкант, тем больше скорость воздушной струи и частота образования вихрей. [c.38]

Образование вихрей и прохождение их то по одну, то по другую сторону от клиновидного выступа вызывает колебания давления в ближайших слоях воздуха. Если распилить блок-флейту сразу же позади выступа, издаваемый ею звук окажется весьма немузыкальной смесью из шипения и свиста, и его высота будет зависеть от силы, с которой музыкант дует в мундштук. В этом случае колебания давления далеко не такие простые, как при пульсациях баллона, но принцип возникновения звука тот же. Расширяясь и сжимаясь, баллон сжимает и разрежает окружающий сферический слой воздуха это вызывает колебания давления, передаваемые во всех направлениях от одного слоя к другому со скоростью звука. Различие между баллоном и отпиленным мундштуком блок-флейты состоит в том, что последний производит сжатия и разрежения не путем колебания поверхности, а в результате колебаний самого воздуха и что возникающие при этом волны не имеют правильной сферической формы. [c.39]

Отраженная волна бежит обратно по трубе. В блок-флейте она вскоре наталкивается на мундштук, [c.39]

Теперь откроем отверстия в стенке блок-флейты. Мы видели, что стоячие волны возникают в результате отражения волны от обоих концов трубы отражение происходит благодаря внезапности столкновения волны со свободным наружным воздухом. Если открыть отверстие, то такте же отражение возникнет уже ближе к началу блок-флейты, звуковая волна столкнется с наружным воздухом несколько раньше, эффективная длина трубы уменьшится, а значит, ее резонансная частота возрастет. [c.42]

Рассмотрим теперь вторую группу музыкальных инструментов и попробуем сравнить нх с блок-флейтой. К этой группе относится семейство скрипок скрипка позволяет познакомиться со многими возможными механизмами образования шума. [c.43]

Как это ни странно, но легче всего непосредственно сравнить между собой принципы действия скрипки и блок-флейты, хотя они и относятся к разным группам [c.43]

Существует еще один очень важный аспект генерации звука, которого мы пока не касались. Мы уже выяснили, что такое звук, как он создается и как его можно усилить мы рассмотрели блок-флейты, скрипки и тарелки, сравнили их друг с другом, но не объяснили, почему звуки, извлекаемые из них, лишены даже отдаленного сходства. Эти инструменты представляют собой превосходные примеры механизмов , производящих звук подобные механизмы можно обнаружить в любой шумной машине. И все-таки, сколько бы скрипок ни играло одновременно, пусть даже как угодно плохо и громко, они никогда не будут звучать так, как пневматическое сверло [c.47]

ОСНОВНОЙ частоты (иногда называемой первой гармоникой) или, напрягая губы, колебание которых заменяет образование вихрей в блок-флейте, может заставить звучать вторую, третью или множество других гармоник так как по высоте звука низкие гармоники разделены большими интервалами (рис. 10), на таком инструменте, как горн, трудно сыграть что-нибудь более сложное, чем песенка Берн ложку, бери хлеб , содержащую преимущественно интервалы I) квинту и кварту. Играя на трубе, это затруднение можно обойти, потому что труба практически состоит как бы сразу из трех горнов с общими мундштуком и раструбом, но с корпусами различной длины, которые можно открывать и закрывать, пользуясь клапанами. Благодаря этому на трубе можно получить значительно большее число гармоник. [c.50]

Рассмотрим сначала механизмы вообще. Вернемся к музыкальным инструментам и вспомним, что мы разделили их на три группы издающие звук в результате аэродинамических процессов, при вынужденных механических колебаниях и при ударе или соударении тел. Мы называли и три этапа возникновения звука первоначальное, или исходное, возмущение, усиление или изменение этого возмущения и излучение звука. Как мы выяснил) , без исходного возмущения вообще нельзя создать никакого звука. Для блок-флейты таким возмущением служит образование вихрей вокруг вдуваемой струи воздуха, для скрипки— трение смычка о струны, для тарелок — внезапное изгибание и деформация при соударении. А что происходит с механизмами Каково исходное возмущение у них [c.100]

Типичный пример, когда подавление резонанса воздушного объема позволяет снизить общий шум,— это дымоход котельной, в котором к случайному шуму может добавиться компонента чистого тона, так как случайные исходные возмущения, создаваемые сгоранием горючего в воздухе, ведут себя подобно завихрениям, которые создает музыкант, дующий в блок-флейту (см. гл. 3), причем дымовая труба ведет себя как корпус флейты. Избежать такого резонанса трудно — это вопрос тщательного выбора размеров. Все котельные установки различны, и поэтому универсальных рекомендаций не существует, но если резонансы дымовой трубы дают существенный вклад в суммарный шум, то иногда единственный выход — установить глушитель типа, который будет описан в следующей главе. [c.244]

Поскольку орган и флейта производят именно такие звуки, они явились предметом многочисленных исследований в примечании мы приводим список наиболее важных экспериментальных работ 2). Установлено, что центры вихрей образуются попеременно на двух вихревых слоях, ограничивающих струю, а также на вершине клина, и что они связаны с поперечными колебаниями струи. Кроме того, при благоприятных условиях клин может быть заменен проволокой. [c.377]

Обточенные деревянные части узлов для так называемых "деревянно-духовых" инструментов (кларнетов, флейт и т.п.) металлические корпуса инструментов кулисы дублирующие системы мундштуки разных типов и колпачки мундштуков язычки клапаны, кнопки управления клапанами клавиши, кольца, наперстки, звонки, сурдины подушки клапанов (для флейт, кларнетов и т.д.). [c.210]

Стоячие волны являются нормальными модами. Моды непрерывных систем называются стоячими волнами, или нормальными модами, или просто модами. В соответствии с тем, что было сказано выше, непрерывная система имеет бесконечное число независимых движущихся элементов, несмотря на то что занимает конечный объем. Поэтому она обладает бесконечно большим числом степеней свободы и соответственно бесконечным числом мод. Это не может быть абсолютно верным для реальных материальных систем. Один литр воздуха имеет не бесконечно большое число движущихся элементов, а только 2,7-10 молекул, у каждой из которых три степени свободы (движения вдоль х-, у- и г-направлений). Поэтому 1 л воздуха, заключенный в бутылку, не имеет бесконечно большого числа мод колебаний это число не может быть больше, чем - в.ЫО . Каждый, кто пытался дуть в бутылку или играть на флейте, заметил, что легко возбудить лишь несколько первых мод. (В дальнейшем мы будем нумеровать моды в порядке возрастания частоты. Таким образом, моде 1 соответствует самая низкая частота, моде 2 — следующая, более высокая, частота и т. д.) На практике мы будем иметь дело с небольшим числом первых мод (или в крайнем случае с несколькими десятками или тысячами мод). Мы увидим, что первые моды ведут себя так, как если бы система была непрерывной. [c.58]

О т в ет. 2 ноты сек для тубы 120 нот сек для флейты. [c.284]

По поводу теории флейт см., между прочим, два первых тома Туринской академии. Парижские мемуары за 1762 г. и Петербургские Novi om-mentarii, т. XVI. [c.380]

После того как этот мемуар был прочитан, я убедился в том, что человек, игравший на флейте, имел слабую грудь и очень затруднялся брать высокие ноты, так что иногда пропускал их совсем. Это объясняет, почему я их не слышал. Однако я пожелал, чтобы эта особенность моей первой версии осталась, чтобы было видно, что я честно сообщаю малейши е детали этого явления, так что моя правдивость в этом вопросе должна лишь подтверждать достоверность других приведенных мною результатов (Biot [1809, 1], стр. 422). [c.264]

Каждый музыкальный инструмент обладает, как правило, своим специфическим тембром ), который редко можно спутать с тембром другого инструмента. Каждый, например, сразу узнает различный характер звуков флейты, скрипки, трубы и человеческого голоса. Совершенно очевидно, что различие в тембре, если оно не обусловлено привходящими обстоятельствами ), можно нриписать только различию вида колебаний и, таким образом, различию относительных амплитуд и фаз простых гармонических составляющих. Согласно Гельмгольцу, влияние фазы неощутимо. Некоторые авторы оспаривали это высказывание, однако несомненно, что в большинстве случаев разница в тембре зависит только от относительных амплитуд. [c.17]

Справа и несколько сзади дирижера находились челеста и фортепиано с важными по своему значению сольными партиями. Слева и несколько сзади, располагались солисты. Сзади дирижера (у правой стены студии), с некоторым отрывом от оркестра располагался на подставках небольшой хор (около 45 человек), развернутый лицом на дирижера. Такое расположение хора определялось трудностью достижения необходимого ансамбля в иных условиях. За медной группой инструментов находился электромузыкальный инструмент экводин , на котором исполнялась партия кулисной флейты в начале второй картины оперы (в саду). Микрофоны, расположенные по обе стороны сзади дирижера, были включены по системе АВ и воспринимали все звучание оркестра. В некоторых эпизодах, где солировали челеста и фортепиано, подключался на левый канал микрофон с вось мерочной характеристикой направленности. [c.109]

Снова приложим мундштук к корпусу блок-флейты и подуем в него. Каждый, кто пробовал играть на духовых инструментах, знает, что ие всегда достаточно зять мундштук в рот и подуть, чтобы получить желаемый звук, ла который рассчитывал изготовивший инструмеат мастер. Пусть при всех закрытых отверстиях дискантовая блок-флейта издает звук Р(фа) выше среднего С (до). Если только выступ амбушюра [c.42]

Самой низкой частоте резонанса закрытой трубы соответствует длина волны звука, вдвое большая, чем длина трубы. В нашем частном случае длина инструмента должна быть чуть меньше 0,5 м. Резонанс в трубе обеслечивает обратную связь и вызывает образование вихрей точно в такт с резонансной частотой, если только флейтист не дует слишком сильно или слишком слабо. Когда отверстия в корпусе инструмента открыты, резонансная частота возрастает, но в остальном процесс протекает так же флейтист подсознательно варьирует силу, с которой он дует, таким образом, чтобы ускорить образование вихрей, чему способствует и действие обратной связи. Если он будет дуть слишком сильно, то прежде всего слегка увеличится частота звука, издаваемого блок-флейтой, потому что, когда частота образования вихрей близка, но несколько превышает резонансную частоту корпуса, результирующая частота резонанса равна среднему между ними. Если флейтист подует еще сильнее, блок-флейта протестующе взвизгнет (в действительности все происходящее сложнее, и в этой главе мы еще вернемся к данному вопросу). [c.43]

Каждому ясно, что проблема чрезмерного шума, возникшая в наши дни, вызвана не трубами, в кото-)ых ходят поршни, и не пульсируюш,ими баллонами, Ле повинны в ней ни блок-флейты, ни скрипки, ни оркестровые тарелкп. Однако до сих пор мы говорили только об этих источниках звука. Где же истинные виновники шума Почему они шумят И при чем тут блок-флейты, скрипки и тарелки [c.100]

Однако многие из этих исходных возмущений сами по себе производили бы лишь самый незначи-Т15льный шум. Мало проку было бы от нашей блокфлейты, не будь ее корпус резонатором колебания скрипичной струны были бы еле слышны в отсутствие деки пластмассовая оркестровая тарелка оказалась бы вообще бесполезной. Почему Это происходит по двум причинам. Во-первых, исходные возмущения в блок-флейте беспорядочны, а беспорядочный шум по своей природе не слишком эффективен. Возникшие вихри толкутся без согласованного взаимодействия, и в результате увеличение давления, созданное одним вихрем, часто нейтрализуется за счет падения давления, вызванного другим. Колеблющаяся струна излучает слабый звук, поскольку, как мы уже видели, окружающий ее воздух не сжимается и не разрежается, а просто обтекает ее. А деформация пластмассовой тарелки, обусловленная ударом, затухает слишком быстро, чтобы вызывать заметный шум. [c.106]

Усиление и излучение звука — существенные этапы в создании шума. В блок-флейте резонансные явления в корпусе создают обратную связь, которая существенно упорядочивает образование вихрей. Так как вихри образуются в том же темпе, в котором колеблется воздушный сголб, они действуют согласованно, увеличивая эффект, а не противодействуют друг другу беспорядочно. Для создания звука резонанс струны не менее важен, чем резонанс воздуха в корпусе блок-флейты. Действительно, если нам, например, вздумается водить смычком по краю стола, резонанса не возникает и получается звук, который вряд ли кому-либо сможет доставить удовольствие. Еще важнее вопрос об эффективности излучения ведь сама по себе струна почти не излучает звука, ибо воздух ее обтекает. В скрипке, однако, колебания струны действуют с переменными силами на подставку, через которую они передаются на деревянный корпус инструмента. Размеры корпуса настолько велики, что перетекание воздуха вокруг него происходит значительно слабее, чем вокруг струны Разумеется, перетекание зависит и от частоты чем больше поверхность, тем ниже частота, которую эта поверхность может эффективно излучать, и тем больше интенсив- [c.106]

Колебания различной частоты воспринимаются человеческим ухом как звуки различной высоты. Низким звукам (звуки барабана, басовых труб и др.) соответствуют небольшие частоты (100—300 гц), высоким (флейта, свисток и др.) — большие частоты (3—6 кггf). Звуки более низкие, чем 30 зп, и более высокие, чем 15 кгц, нашим ухом вообш е не воспринимаются (пределы могут несколько изменяться в зависимости от индивидуальных и возрастных особешюстоп человека). Существование таких звуков может быть установлено при помощи специальных приборов. [c.8]

Возникает естественный вопрос где же находится верхняя граница ультразвуков, т. е. какова частота самых высоких ультразвуков Ответ на этот вопрос можно дать, если исходить из следующих соображений. При распространении звуковых волн часть их энергии поглощается средой, в которой они распространяются. Величина этой поглощенно] доли зависит от свойств среды. Как правило, больше всего энергии поглощается в газах, меньше в жидкостях и еще меньше в твердых телах, в частности в металлах, кристаллах кварца и т. д. При этом поглощение всегда возрастает с увеличением частоты колебаний, т. е. высоты звука. Хорошим примером, подтверждающим это положение, является звучание удаляющегося оркестра с увеличением расстояния сначала пропадают высокие звуки флейт и кларнетов, затем средние — корнетов и альтов, и, наконец, на значительных расстояниях слыншн только большой барабан. Самые низкие звуки распространяются на самые далекие расстояния. [c.10]

Так называемые "деревянно-духовые" инструменты. Эти инструменты состоят по существу из трубы (из дерева или тростника, металла, пластмассы, эбонита, стекла) с отверстиями, как правило снабженной клавишами и кольцами. Обычно звучание в них создается язычками. В эту совокупность товаров включаются флейты, блокфлейты, дудки, флажолеты, гобои, кларнеты, английские рожки, фаготы, саксофоны и сарюсофоны. [c.203]

Туба (большая басовая труба) может издавать очень низкие звуки, например звук l с частотой 32,7 гц. (Самое низкое С у рояля обозначается j.) На флейте можно взять очень высокий звук самая высокая нота у флейты — это нота С, с частотой 2093 гц (это на одну октаву ниже самой высоко ноты рояля). Каждая 1 ота, при равномерной настройке инструмента, отличается по частоте от предыдущей в 1,06 раза (т. е. на 6%). На флейте можно играть очень быстро, на тубе ельзя. Зависит ли это от того, кто играет на тубе, или от свойств самой тубы Можно ли переделать тубу так, чтобы на ней можно было играть так же быстро, хпк на флейте Оцените максимальную скорость, с которой можно играть на тубе 3 районе ноты С32,7 и на флейте в районе ноты С2093 Очевидно, вы должны вначале запастись разумным музыкальным критерием, а потом уже решать задачу. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...