Реферат Фізика музичних інструментів

ВСТУП

Музика дуже багатогранна. Це цілий світ звуків: цокання годинника і гул моторів, шелест листя і завивання вітру, спів птахів і голоси людей. Споконвіку наша земля була гігантської музичної майстерні та концертної естрадою. У будь глушині людина співав, грав, виробляв те, що свистить, гуде, гримить. Це було потрібно як повітря, бо музика допомагала йому в праці, прикрашала радість, полегшувала печаль. Музика зближувала, ріднила, об'єднувала людей. Вона всюди. Без неї не можна. За старовинним віруванням, музика не тільки насолода, але і причина подій. Вона здатна викликати сонце і втопити хліб в дощах.

Але що ж видає музику? Це безліч музичних інструментів. Я вирішила зупинитися на клавішних, тому що вони володіють барвистим різноманіттям звучання, яке дозволяє особливо яскраво втілювати будь-які образи - від картин природи і подій суспільного життя до найтонших відтінків людських переживань. Але не тільки це зацікавило мене в клавішних інструментах, було цікаво розібратися в їх пристрої, в історії походження, в тому, як вони виникли і удосконалювалися. Дійсно, зараз, наприклад, на фортепіано грає майже кожен третій учень. Але навряд чи хтось із них хоча б раз замислювався, чому при натискання клавіші виникає звук і звідки він взагалі береться. А адже при натисканні тільки однієї клавіші, тим більше під час виконання будь-якого твори, всередині інструмента відбувається безліч процесів, сотні процесів, які напряму пов'язані з фізикою. Саме тому я вирішила розглянути пристрій фортепіано з точки зору фізики. Тим більше, що я займалася і вчилася грі на фортепіано, що більш привернуло мене до цієї роботі. Таким чином, я поставила перед собою мету:

Розібратися в фізичних основах дії клавішних інструментів. І досліджувати за допомогою комп'ютера характеристики звуків фортепіано.

1. Вивчити історію виникнення клавішних інструментів.

2. Розібратися в поняттях звук і музичний звук.

3. Розібратися в характеристиках музичного звуку і досліджувати їх на дослідах, за допомогою фортепіано та комп'ютера.

1. ОСНОВНА ЧАСТИНА

1.1. Клавішні музичні інструменти

Клавікорд - Це найперший клавішний інструмент. Дослівно перекласти цю назву можна як клавішеструннік. Історія першого клавішеструнніка почалася в ХI в. з інструменту з дивним назвою англійська шахівниця. Відомостей про нього збереглося дуже мало, в основному здогадки та припущення. Одні вважають, що на кришці інструменту була зображена шахівниця, щоб використовувати його не тільки для музикування. Інші припускають, що чергування коротеньких чорних і білих клавіш нагадувало клітини шахової дошки, а треті висловлюють думку, що сталася плутанина в словах, одне слово з плином часу стали приймати за інше, і поняття шахова мала раніше інший сенс, ніяк не відноситься до шахів.

Як була влаштована англійська шахівниця? Точно цього не знає ні хто. Одні вважають, що цей інструмент був конструктивно не дуже вдалий, тому він і поступився місце клавікорду. Інші вважають, що невдалим було тільки думки, будемо вважати клавікорд перший клавішеструнніком. Це був дійсно чудовий інструмент, надзвичайно простий і в той же час володіє ніжним сріблястим звучанням. Кілька століть він тішив слух людей самих різних станів. Вже з'явився клавесин, ще пізніше - фортепіано, а клавікорд все ще витримував конкуренцію, і багато хто воліли слухати його, настільки зачаровують були звуки.

Давайте простежимо його історію. Отже, до одного з многострунніков, нащадків монохорда, пристосували клавішний механізм. Його пристрій було дуже простим. До кінця кожної клавіші кріпився вертикальний латунний стрижень - тангент. Його верхній кінець піднімався, б'ючи по струні знизу, і залишався притиснутим до неї весь час, поки клавіша була натиснута. Коштувало музиканту підняти палець, як тангент своїм вагою опускав клавішу, і вона займала первинне положення.

Струна розташована над ним. Якщо натиснути клавішу, тангент піднімається і вдарить по струні.

Всі струни клавікорда спочатку були абсолютно однаковими я навіть налаштовувалися однаково. А різні звуки від різних клавіш виходили ось як. Тангент, витягуючи звуки, одночасно ділив струну на дві частини - звучну і не звучну. Звучна частина, природно, залишалася вільною, а не звучна приглушувався. Співвідношення цих частин при натисканні різних клавіш було неоднаковим, тому і звуки виходили різними по висоті: чим коротше звучна частина, тим вище звук.

Механізм приглушення частин струн, які не повинні були звучати, був дуже простим. Після налаштування ту частину струни, яка не мала звучати, обплітали поблизу кінця суконної смужкою або іншим приглушає матеріалом. Коли планка опускалася, і тангент відокремився від струни, глушник відразу ж діяв за всій довжині струни, і вона замовкала.

Майстри, які будували клавікорди, йшли на деяку хитрість: використовували одну струну для двох або трьох клавіш: тангенти цих клавіш вдарили її в різних місцях, і звуки виходили різними. Так вдавалося робити клавікорд компактніше - в ньому було вдвічі або навіть втричі менше струн, ніж в клавесині. Клавікорд - інструмент багатоголосий, тобто здатний одночасно видавати кілька різних звуків. Але якщо кожна струна призначена для трьох клавіш, то при одній натиснутою дві інші приречені на бездіяльність.

У старовинних клавикордах кожна струна була розрахована на кілька звуків; в даному випадку - на три. На нижньому малюнку натиснута середня клавіша з трьох. Якщо натиснути ліву клавішу, звучна частина струни буде довшим, а значить, звук нижче. При натисканні правої клавіші звук буде вище.

Багатоголосся виходило не цілком вільним. І в кінці XVII в. стали робити клавікорди, в яких число струн було дорівнює числу клавіш. Оскільки кожна клавіша управляла тепер власної струною, з'явилася можливість варіювати в одному інструменті довжину, товщину і матеріал струни, підбирати для кожного звуку найбільш підходящі.

Тут доречно коротко розповісти про історію струни. Перші струни, що з'явилися ще в кам'яному столітті, не відрізнялися від тятиви лука. Вони робилися з деревного волокна, жив і волосу тварин. Коли люди навчилися виробляти шовк, цей достатньо міцний і еластичний матеріал теж став використовуватися для виготовлення струн. Шовкові струни звучали тихо, але приємно.

Металеві струни спочатку були мідними і латунними. Їх не можна було сильно натягувати, тому що вони рвалися. А звук слабо натягнутих струн був дуже тихим і швидко загасав. І тільки в XVII в. навчилися виробляти сталеві струни. Потім деякі з них стали обв...