خواص صوت


فراوانی و ارتفاع

دیاپازنها و سایر آلات مرتعش از لحاظ عده موجهای کاملی که در هر ثانیه ایجاد می‌کنند باهم اختلاف دارند. مثلا می‌گویند یک دیاپازن 256 سیکل در ثانیه فراوانی دارد و دیگری 1024 سیکل هر چه فراوانی موجها زیادتر شود، آثار امواج در روی صفحه موج نگار به هم نزدیکتر می‌شود. زیر و بمی صوت به فراوانی بسته است، هر چه موجها زیادتر شوند صوت زیرتر و هر چه کمتر شوند صوت بمتر می‌شوند. مادام که فراوانی امواج بالاتر از آستانه حس است این نسبت بر قرار است. زیر و بمی با شدت صوت نیز ارتباط پیدا می‌کند یعنی از حد معینی که بگذریم صوت بم هر چه شدیدتر شود بمتر و صوت زیر هر چه شدیدتر شود زیرتر می‌شود.



img/daneshnameh_up/0/09/tuning_fork_wave_animated.gif




شدت و دامنه امواج صوت

امواج صوت در دامنه نیز باهم تفاوت دارند. در روی موج نگار هر چه عقربه موج نگار بیشتر از وسط صفحه منحرف شود و بیشتر به بالا و پایین برود گوئیم دامنه داری صدا بیشتر است امواج دیاپازنها اول دامنه‌های بلندتر دارند و به تدریج کوتاهتر می‌شوند تا بکلی متوقف می‌گردند یعنی صوت قطع می‌شود. دامنه ارتعاشات ، شدت محرک و نیروئی را که در ایجاد آن بکار برده شده است نشان می‌دهد هر چه دامنه ارتعاشات بیشتر باشد صوت به گوش ما بلندتر می‌آید، اما بلندی صدا به فراوانی موج نیز مربوط می‌شود. فراوانی خیلی کم و زیاد ، یعنی نزدیک به مرز شنوایی ، باید بلندی بیشتری داشته باشد تا شنیده شود.

واحد اندازه گیری شدت صدا دسی ‌بل است و معمولا می‌گویند صدایی فلان قدر دسیبل از مرز شنوایی بالاتر است، یک بل ده برابر شدتی است که محرک باید داشته باشد تا در مرز شنوایی قرار گیرد و ده بل صد برابر این شدت و سه بل هزار برابر این شدت است، پس بل لگاریتمی با پایه ده است و نسبت شدت صوت مورد بحث را با شدت آستانه احساس صوت نشان می‌دهد. دسی بل یک دهم بل است. از مطالعه شکل دوم و زیر نویس آن این مطلب روشنتر می‌گردد.

طنین و پیچیدگی امواج صوت

تجزیه امواج صوت بخصوص امواجی که پیچیدگی زیاد دارند نیازمند دستگاهی دقیقتر و حساس از موج نگاری است که دیدیم دستگاهی که برای این منظور بکار می‌رود موج نگار با اشعه کاتود است. چنانکه دیدیم دیاپازن ساده تراکم و انبساطی در هوا ایجاد می‌کند که بصورت منحنی ساده‌ای ثبت می‌شود. دو دیاپازن که فراوانی آنها مختلف است اگر باهم مرتعش شوند موج پیچیده‌ای ایجاد می‌کنند که روی موج فرودی آنها را می‌پوشاند. موج صوتی پیچیده‌تری را می‌توان با مرتعش کردن سیم کشیده‌ای بوجود آورد این سیم زیر و بمی خاص ایجاد می‌کند که بصورت اصلی معروف است، اما آن سیم در عین حال در همه طول خود و در قطعات دیگر نیز ارتعاشات خاصی دارد، اینها را ارتعاشات پاره‌ها خوانند. هر پاره زیر و بمی خاص خود دارد که هارمونیک (یا اورتون) خوانده می‌شود.

اورتونها

وقتی ضربتی به سیمی می‌نوازیم صوت بلند پییچیده‌ای به گوش می‌رسد. اما اگر آن سیم را با موی نرمی در وسط مرتعش کنیم صوت ساده‌ای خیلی زیرتر از آهنگ اصلی از آن بر می‌خیزد. اگر فراوانی آهنگ اصلی 252 سیکل در ثانیه باشد، فراوانی آهنگ پاره‌ای 512 سیکل در ثانیه است، آهنگی که شنیده می‌شود، اورتون اول خوانده می‌شود. حال اگر سیم را در یک سوم طولش مرتعش کنیم، صوتی زیرتر از صوت پیش بگوش می‌رسد، فراوانی موج این صوت سه برابر فراوانی موج صوت اصلی یعنی 768 سیکل در ثانیه خواهد بود، این را اورتون دوم خوانند. به همین ترتیب ممکن است سیم را در یک چهارم طول و یک پنجم و یک ششم و یک هفتم و ...
مرتعش کنیم.

در هر قدم صوت سیم زیرتر می‌شود، هر چه ارتعاش روی قطعات کوتاهتر سیم باشد دامنه موجها کو تاهتر می‌شود و بلندی صوت به مرور کم می‌شود. آلات موسیقی پیچیده ، گذشته از صوت اصلی ، اورتونهای بسیار از خود بیرون می‌دهند، الگوی تراکم و انبساط هوا چنان پیچیده است که اگر بر موج نگاری ثبت شود چشم نمی‌تواند آنها را از هم تفکیک کند و باید به وسائل ریاضی و الکتریکی آنها را تجزیه کرد.

رزونانس

آلات موسیقی مختلف نه تنها ارتعاشات پاره‌ای مختلف ایجاد می‌کنند بلکه خواص رزونانس آنها نیز مختلف است، به عبارت دیگر بعضی اورتونها را تشدید و بعضی را مخفف می‌کنند. یک آلت موسیقی ممکن است اورتونهای بم را تشدید کند و دیگری اورتونهای زیر را به همین سان. اصل رزونانس با آزمایش ساده‌ای روشن می‌شود دیاپازنی را نزدیک پیانو مرتعش کنید. فرض کنید که آهنگی که تولید می‌کند c میانه باشد (256 سیکل)، سیمهای پیانو در اثر این ارتعاش مرتعش می‌شود و حداکثر ارتعاش c میانه خواهد بود. ممکن است در آزمایشگاه دیاپازنهایی را دیده باشید که روی جعبه‌ای سوار است (جعبه رزناتور).

اینها وقتی از جعبه جدا شوند صوتشان ضعیف می‌شود، این جعبه‌ها چنان ساخته شده‌اند که هوای درون آنها با ارتعاش دیاپازنها مرتعش می‌شود.
پیانو و ویولون و ساکسوفون چنانکه ساخته شده‌اند که برای بعضی از پاره‌ها رزنانس فراهم می‌کنند. برای دیدن اینکه چگونه اختلاف در اورتونها ، آهنگهای آلات مختلف موسیقی را از هم مشخص می‌کند، می‌توان از صافی صوت استفاده کرد. این صافیها پیچیدگی صوت را کم می‌کنند یعنی ارتعاشات پاره‌ها و در نتیجه اورتونها را می‌گیرند و آهنگ اصلی را به گوش می‌رسانند.

هر چه اور تونها بیشتر گرفته شوند تفاوت طنین نامحسوستر می‌شوند. اگر نت c میانه در روی پیانو و ویولون سل و شیپور نواخته شود، هر یک طنین مخصوص خود را خواهند داشت. اما وقتی فقط ارتعاش اصلی به گوش برسد و اورتونها حذف شود، آهنگ همه آلات موسیقی به هم شبیه می‌شود. هر چه اورتونها بیشتر به گوش برسند آهنگ خاص هر آلت موسیقی بهتر تشخیص داده می‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 20943