Возбуждение струн

Чистые музыкальные тона представляют собой колебания, близкие к периодическим, и они дают, следовательно, большую амплитуду основного тона и некоторое число гармонических составляющих, амплитуды которых обычно убывают по мере увеличения номера гармоники. Распределение амплитуд этих гармонических составляющих для звуков, создаваемых различными музыкальными инструментами, различно. Эти различия, как указывалось, и определяют, главным образом, различный тембр звуков. Содержание гармоник определяется не только свойствами колебательной системы, являющейся источником звука, но и способом возбуждения колебаний. Поэтому, например, тона, получающиеся при возбуждении струны смычком и щипком , имеют разный тембр. [c.737]

В 26, 27 мы рассматривали относительные амплитуды различных гармоник при различных способах возбуждения струны не следует, однако, полагать, что соответственные относительные интенсивности точно воспроизводятся в образующихся звуковых волнах, полученных не непосредственно, а при помощи деки. Если пренебречь обратной реакцией на струну, которая может оставаться несущественной в течение большого числа колебаний, то можно принять, что, как это видно из соответственных формул, струна действует на каждую подставку с силой, [c.108]

Ряд из составляющих колебаний, как показывают предыдущие выражения, при возбуждении струны щипком сходится быстрее, чем при возбуждении ударом. Причина заключается в том, что в первом случае начальное значение у непрерывно и разрыв терпит ду [c.211]

Рис. 111. Возбуждение струны равномерно вращающимся бесконечным смычком .

При возбуждении струны ударом соотношение амплитуд Ау, А , А ,. . . зависит от места удара и от характера удара (от вида зависимости силы, действующей на струну при ударе, от времени). Отличие в тембре звуков, создаваемых различными ударными струнными музыкальными инструментами, например фортепиано и балалайкой, объясняется главным образом этим обстоятельством ). При игре на фортепиано струны возбуждаются ударами мягких молотков. Раскрыв фортепиано и резко ударив пальцами по одной из струн, мы услышим звук чуждого фортепиано тембра. [c.222]

Для спектров струнных инструментов характерна зависимость количества обертонов от высоты тона, причем по мере перехода от низких тонов к высоким спектры обедняются обертонами, Для спектров щипковых, а также смычковых инструментов характерна зависимость от места возбуждения струны. [c.75]

Например, при возбуждении струны арфы у ее конца создается спектр звука, богатый обертонами, равномерно убывающими по амплитуде с увеличением их частот. При возбуждении струны в середине в спектре звука практически отсутствуют нечетные обертоны (см, рис, 2.31). Духовые инструменты в больщинстве имеют относительно протяжные спектры. У кларнета спектр звука беднее нечетными обертонами. Бедны обертонами и [c.76]

Из уравнения (3.9) следует, что струна будет колебаться по сложному закону. Колебание будет складываться из бесконечного ряда гармоник, убывающих по амплитуде обратно пропорционально квадратам номеров гармоник (рис. 3.3). Амплитуды гармоник пропорциональны начальному отклонению струны /г. В зависимости от места возбуждения струны из колебательного процесса могут исключаться те или иные гармонические составляющие. [c.88]

Корпус (дека) инструмента излучает лишь те колебания, которые ему передаются возбужденной струной или формируются в результате их взаимодействия. Передача энергии от струны деке тем более значительна, чем больше масса струны, усилие ее натяжения и амплитуда колебаний Способность корпуса (деки) воспринимать колебания струны определяется [c.95]

Процесс возбуждения струн в значительной мере определяет акустические качества фортепиано. Теоретический анализ этого процесса связан с некоторыми трудностями, поэтому прибегают к ряду упрощений. Наиболее полно анализ процесса возбуждения струн был выполнен А. В. Римским-Корсаковым [18]. [c.132]

Возбуждение басовых струн. Волновое сопротивление басовых струн велико, а скорость распространения волн возбуждения мала. Отраженные от концов струны волны, как правило, не успевают достигнуть молотка до момента его отрыва от струны, поэтому процесс возбуждения струны можно рассматривать без учета отраженных волн. В этом случае допускают, [c.133]

Отраженная от ближайшей опоры волна вернется в точку возбуждения струны через [c.135]

Возбуждение струн среднего регистра. При возбуждении струн среднего регистра (примерно 30. .60 хоры) за время удара молотка по струне волна, отраженная от ближней к точке [c.136]

По мере постепенного перехода от басового к дискантовому регистру основная энергетическая нагрузка колебаний струны переходит от 3—5-й гармоник к 1-й гармонике, что определяется характером возбуждения и параметрами струн и молотков, В дискантовом регистре нет необходимости уменьшать амплитуды 8-й и соседних с ней гармоник, поскольку спектр колебаний струн определяется не только местом удара по струне, по и параметрами молотков и струн. А. В. Римским-Корсаковым в резз -льтате анализов процесса возбуждения струн была предложена формула для расчета спектра колебаний [6] [c.142]

Экспериментальные данные акустических характеристик [23]. Эксперименты показывают, что на качество тембра щипковых инструментов большое влияние оказывают основные резонансы. В области частот резонансов звуки становятся более громкими и менее длительными. Осциллограммы колебаний открытых струн гитар (рис. 5.9) показывают, что быстрее затухают звуки, совпадающие или близко примыкающие к частотам основных резонансов инструмента. Одновременно с возбуждением струн начинает колебаться и корпус. [c.179]

Осциллограммы биений отфильтрованных звуков гитары для частот 182 и 300 Гц показаны на рис. 5.18. Форма звуковых колебаний гитары (биений) зависит от способа возбуждения струны (рис. 5.19). Точка возбуждения струны находилась на расстоянии 14 см от подставки для струн. [c.194]

Смычок представляет собой фрикционное устройство, служащее для возбуждения струн. Он состоит из круглой или граненой трости 1 (рис. 6.4) с натянутым пучком конских волос 3 или синтетических нитей. Извлечение звуков достигается движением смычка по струнам инструмента. [c.205]

Процесс возбуждения струн смычком. Он зависит от силы трения между наканифоленным волосом смычка и струной. Когда скорость смычка относительно струны равна нулю или весьма мала, смычок как бы сцеплен со струной и тянет ее за собой (сила трения велика). Когда усилие натяжения струны станет больше силы трения, струна оторвется от смычка и будет перемещаться навстречу его движению. Когда скорости смычка и струны опять станут равными, произойдет повторный захват струны смычком. Так будет продолжаться до тех пор, пока смычок движется по струне. [c.206]

Изменение силы давления смычка в широких пределах не приводит к существенным изменениям формы колебаний струны, если расстояние от подставки до точки возбуждения струны и длина рабочей части струны находятся в простом кратном отношении, т. е. АЬо/1 = /г 7з А и т. д. Если же отношение ALo/L другое, т. е. не простое кратное, форма и амплитуда колебаний струны могут существенно зависеть от силы давления смычка. [c.208]

При слишком больших или малых давлениях смычка происходит срыв возбуждения струны. [c.208]

Рис. 6.9. Спектрограмма колебаний струны ля тона си-бемоль скрипки Страдивари, снятая при возбуждении струны смычком

Волчий тон — это диссонирующий (неблагозвучный) тон, возникающий у смычковых инструментов, в первую очередь у виолончелей. Он характеризуется нерегулярным (мерцательным) нарастанием и затуханием извлекаемого смычком звука, создающего впечатление скрипящего шума. Природа появления волчьего тона — совпадение (или близкое положение) резонансов струны и корпуса при нелинейном возбуждении струны смычком. В этом случае струна и корпус ведут себя как связанные колебательные системы (см. п. 1.1, 1,2) с коэффициентом связи выше критического (сильная связь), поэтому при волчьем тоне наблюдается явление разделения частоты струны на две, соответствующие резонансным частотам связанной системы. Чаще всего волчий тон появляется в верхнем регистре струны до, среднем регистре струны соль и нижнем регистре струны ре. [c.230]

Прикрепив струну к ножке камертона с электромагнитным возбуждением (рис. 442, а), можно возбуждать в струне поперечные колебания каждая точка колеблющейся струны движется в плоскости ху, перпендикулярной к струне. Но в плоскости ху каждая точка струны может совершать криволинейное движение. Так же как и в случае одной материальной точки, колеблющейся в плоскости ху, каждая точка струны может двигаться так, что одновременно будут изменяться ее координаты ху у. Движение каждой точки струны можно рассматривать как результат сложения [c.672]

Рассмотренные нами типы колебаний представляют собой различные случаи собственных колебаний сплошных систем. Вследствие наличия трения эти колебания всегда будут затухающими, В сплоптых системах, также как и в системе с одной степенью свободы, можно создать условия, при которых те или иные из норма.льных ко-л( баний системы поддерживаются за счет постороннего источника энергии. Из этого источника колеблющаяся система пополняет потери энергии. В этом случае мы получим автоколебания в сплошной системе. Типич <ым примером таких автоколебаний является возбуждение струны смычком. Потери энергии пополняются за счет ряботы силы трения, действующей между смычком и струной. В рояле и в щипковых музыкальных инструментах (балала11кя, гитара) происходят затухающие собственные колебания струны. В смычковых инструментах (скрипка, виолончель) происходят автоколебания, т. е. незатухающие колебания. Этим, главным образом, и объясняется различие в звучании щипковых и смычковых инструментов. [c.657]

Способ возбуждения струны сообщает струнному музыкальному инструменту специфику звучания. Так, например, при возбуждении струны ш ипком энергия т-й гармоники обратно пропорциональна квадрату номера гармоники. [c.105]

Для Оценки акустических параметров струны прибегают к некоторым допущениям Предполагают, что струна не имеет жесткости, плотность струны равномерна по длине, колебания возбужденной струны происходят с относительно малой амплитудой в одной плоскости. Тогда уфавнение колебания закрепленной на концах струны в среде без трения можно представить в виде [c.87]

Амплитуды компонентов затухающего колебания тем меньше, чем выше их номер п. Спектральный состав колебания зависит от места возбуждения струны, места наблюдения колебаний и начального отклонения струны от положения покоя. Зависимость относительной негармоничности обертонов затухающей струны от номера компоненты при круговой частоте колебаний основного тона шо = 500 рад/с для различных значений постоянной времени показана на рис. 3.4. Относительная негармоничность обертонов построена по формуле [c.89]

Фортепиано — наиболее распространенные универсального назначения клавишно-струнные музыкальные инструменты. Благодаря специальному клавишному механизму в фортепиано осуществляется возбуждение струн ударом молотка, что создает большие возможности для дозирования интенсивносги звука. Фортепиано имеет равномерно-темперированный двенадцатисту-ненный строй. Фортепиано широко применяют в учебных целях, концертной деятельности, для домашнего музицирования Для них написано самое большое количество музыкальных произведений различных жанров. [c.104]

Следовательно, чтобы амплитуда колебаний деки не ослабевала, к ней необходимо подвести дополнительную колебательную мощность, которая бы точно восполняла расходуемую ею энергию. Такая мощность может поступать от возбужденной струны. Воздействуя на штег с силой F sin aj, струна в точке соприкосновения со штегом раскачивает его со скоростью колебаний Ушт sin( D + ф)- Подводимая к штегу мощность от струны [c.111]

Возбуждение струн дискантового регистра. В дискантовом (верхнем) регистре (примерно 61...88 хоры) периоды колебаний струн не только сравнимы со временем удара молотка, но и могут быть меньше его. В дискантовом регистре за время удара к месту касания молотком струны успевают вернуться отраженные опорами волны не только от ближней, но и от дальней опоры. Анализ показывает, что влияние отрал<енных волн на ускорение молотка, а следовательно, и характер силы, действующей на струну, практически незначительно. Поэтому можно считать, что сила, действующая на молоток, изменяется по закону, близкому к синусоидальному. Поскольку время касания молотком струны больше периода ее собственных колебаний, реакция струны на молоток имеет упругий характер. Амплитуды колебаний струны малы по сравнению с величиной сжатия фильцевой подушки молотка (он более гибкий, чем струны). Зависимость ускорения молотка от времени имеет форму, близкую к синусоидальной. Тогда силу воздействия молотка па струну, если пренебречь трением фильцевой подушки (/ = 0), можно представить в виде [c.138]

С увеличением силы удара по струне форма импульса силы меняется, а время касания молотком струны уменьшается. Это приводит к зависимости в некоторой мере спектра колебаний возбужденной струны от силы удара, что и наблюдается экспериментально. С учетом выражения (4.85) силу, действующую со стороны струны на штег, можно поетставить в ей те [6] [c.144]

Ось струны в силу специфических приемов возбуждения (защипывание медиатором или пальцами руки, удар кончиками пальцев в плоскости, почти параллельной деке) перемещается по кривой, близкой к эллипсу (рис. 5.17). Колебание струны перпендикулярно плоскости деки — частный случай (рис. 5.17, а). Возбуждение струн щипковых инструментов производится, как правило, в направлении, не перпендикулярном [c.192]

Подставка передает коле-бания струны деке, причем при увеличении давления на пружину давление на душку уменьшается и наоборот. В результате происходят колебания деки и дна. Под воздействием этих колебаний создается изменение внутреннего объема воздуха, что вызывает его колебательные движения, собственная частота которых определяется объемом и конфигурацией полости инструмента. Через резонаторные отверстия (эфы) 3 колебания распространяются в окружающее пространство. Таким образом, акустический аппарат смычковых инструментов представляет собой совокупность механической— корпус и пневматической — внутренняя полость корпуса (резонатор) колебательных систем. При воздействии на такую систему колеблющейся струны одни области частот подчеркиваются (акцентируются), другие ослабляются. Это создает различную отзывчивость инструмента на различные частичные тоны колеблющейся струны и придает звуку специфическую окраску (тембр). Влияние конструктивных параметров корпуса на акустические качества инструмента можно оценить, используя приемы анализа работы щипковых инструментов (см. п. 5.2). Основные выводы, сделанные относительно акустических качеств корпуса щипковых инструментов, в значительной мере справедливы и для смычковых. Однако использование фрикционного метода возбуждения струн в смычковых инструментах приводит к качественным отличиям формируемых звуковых сигналов. [c.206]

Место возбуждения струн находится чаще всего на длины рабочей части струны со стороны подставки. Форма колебаний струн в зависимости от места и условий возбуждения может быть представлена идеализированными ломаными линиями (рис. 6.6). Причем чем ближе к подставке точка возбул<-дения струны, тем больше отличаются друг от друга размеры сторон треугольника, основанием опирающегося на ось абсцисс. [c.207]

Скрипка настраивается со струны ля первой октавы по камертону на частоту 440 Гц. Струна считается настроенной, если отсутствуют биения частот колебаний ее и камертона. Точность настройки струны проверяют, возбуждая ее смычком и повторно сравнивая с частотой колебаний камертона. Дальше производят настройку струны ре первой октавы на слух мелодически в квинту с настроенной струной ля. Затем при одновременном возбуждении струн ля первой октавы и ре первой октавы путем подстройки струны ре добиваются отсутствия биений. Окончательно струну ре настраивают, одновременно возбуждая смычком струны ре и ля. Аналогично настраивают струны соль малой октавы (квинта со струной ре первой октавы) и ми второй октавы (квинта со струной ля первой октавы). [c.233]

Полый медный резонатор для микрорадиоволн Рояльная или скрипичная струна Возбужденный атом Возбужденное ядро ( Fe) [c.225]

Мы рассматривали выше случай возбуждения вынужденных колебаний, при которых внешнее воздействие непосредственно вызывает движение колеблющегося тела или отдельных его точек. Однако колебания могут возникать и в том случае, когда внешнее воздействие не вызывает непосредственно движения системы, а лишь периодичееки изменяет свойства колебательной системы. Когда внешнее воздействие сводится к изменению свойств системы, то оно изменяет какой-либо из параметров, характеризующих свойства системы. Такие воздействия называются параметрическими. Например, параметрическое воздепстзие на струну можно осуществить, прикрепив конец струны к ножке камертона, которая колеблется вдоль струны (рис. 443). При этом, несмотря на то, что ножка камертона не будет сообщать никаких поперечных движений точкам струны, а будет лишь периодически изменять ее натяжение,. ------------------------- ----------------- [c.674]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...