Чудеса звука

Эксперименты со звуком

Фигуры Хладни
Звук можно увидеть - опыт на уроке физики
Электро-акустический музыкальный инструмент Reactable
Эксперимент с трубой Рубенса

Мир полон звуков и без музыки. Шумит улица, шумит заводской цех, а вдали от города шумит природа: ветром в листве деревьев, дождем в траве, морским прибоем. Человек так привык к шуму, что полная тишина для него — нелегкое испытание.

С утра до вечера объятые шумом, иногда сверх всякой меры, мы все же в любое мгновение можем выделить из этого шума музыкальный звук. Даже не ансамбль и не мелодию, а просто один-единственный звук. Ребёнок пиликнул на скрипке, трубач дунул в трубу, кто-то просто задел струну гитары — и мы уже отмечаем про себя: звучит музыкальный инструмент.

Мы можем  его даже и не видеть. Звук для нашего уха — это всего лишь колебания воздуха. Значит, в этих колебаниях содержится все, что отделяет музыкальный звук от шума. И все, что отличает один музыкальный звук от другого.

Физики, описывая звук, оперируют более точными определениями, чем низ и верх. В науке речь идет о частоте колебаний воздуха: чем больше число колебаний в секунду, тем выше... Ну вот, опять от высоты никуда не уйти. Просто музыканты и физики по-разному ее обозначают.

Музыкант назовет, например, ля первой октавы, или  любой другой и  тотчас представит себе высоту этого звука. А физик, если он не занимался музыкой и не знает нотной грамоты, может и не представить. Ему нужно сказать, что это звук с частотой 440 герц, то есть 440 колебаний в секунду.

Но и в том и другом случае — и для музыканта и для физика — у каждого звука есть в музыкальном пространстве свое точное место.

Звук музыка́льный— звук, обладающий определённой высотой (высота основного тона обычно от до

субконтроктавы до до — ре пятой октавы (от 16 до 4000 — 4500 Гц); тембром, который определяется присутствием в звуке обертонов и зависит от источника звука. По тембру звуки очень разнообразны; громкостью, которая не должна превышать порога болевого ощущения; длительностью. Физическая особенность музыкального звука состоит в том, что звуковое давление в нём является периодической функцией времени. Музыкальные звуки организуются в музыкальную систему. Базисом для построения музыки является звукоряд. Динамические оттенки подчинены шкале громкостей, не имеющей абсолютных значений. В наиболее употребительной шкале длительностей соседние звуки находятся в отношении 1:2 (восьмые так относятся к четвертям, как четверти к половинам, и т. п., см. Из музыкальных звуков строится музыка.  Для записи музыкальных звуков используются нотные знаки. Звук обусловливается механическими  коле­ба­ниями в упругих средах и телах (твёрдых, жидких и газооб­раз­ных), но не в вакууме.      То, что воздух - проводник звука, было доказано постав­ленным опытом Роберта Бойля в 1660 году. Если звучащее тело, например электрический звонок, поставить под колокол воздуш­ного насоса, то по мере откачивания из под него воздуха -звук будет делаться  слабее, и наконец, когда под колоколом весь воздух кончится, то звук прекратится.      При своих колебаниях тело попеременно то сжимает слой воздуха, прилегающий к его поверхности, то, наоборот, создаёт разрежение в этом слое. Таким образом,распространение звука в воздухе начинается   с колебаний плотности воздуха у поверх­ности колеблющегося тела.

Музыкальный звук

Какими бы ни были музыкальные инструменты разными по форме, устройству, размерам, все они придумывались и делались для одного и того же чтобы из них можно было извлекать музыкальные звуки.

Контрафагот и флейта

Нажав крайнюю левую клавишу рояля, мы услышим очень низкий звук, крайнюю правую очень высокий. Если задуматься об определения низкий» и высокий», то они   должны озадачить нас. Клавиатура расположена по горизонтали, струны внутри рояля тоже в горизонтальной плоскости, а мы говорим о высоте звука.

С некоторыми другими инструментами получается и вовсе странно.

Например, если попросить баяниста взять мелодию повыше, он опустит правую руку к нижним кнопкам. Попросить взять пониже потянется к верхним. Может, когда-то давно, задолго до рояля и баяна, были инструменты, у которых высокие звуки располагались вверху, а низкие внизу, а потом по привычке их так и продолжали называть?

Нет, таких инструментов не было. Тогда, может, люди просто договорились между собой: давайте, мол, такие-то Звуки считать низкими, а такие-товысокими? Да, в какой-то мере это условность, но почему все-таки выбраны слова, относящиеся к пространству, а не к чему-нибудь другому? Все объясняется просто.

В нашем восприятии музыкальные звуки действительно вызывают чувство пространства, которое не имеет ничего общего с расположением источников звука, если иметь в виду только высоту, а не размещение оркестрантов на сцене. Допустим, мы пришли в концертный зал слушать певицу. Поет она в сопровождении виолончели.

Тут есть буквальная разница в высоте: певица стоит, а музыкант сидит, уперев свой инструмент в пол. И если мы скажем о низких звуках виолончели и высоком голосе певицы, слова эти можно будет толковать и в самом прямом смысле. Но вот то же самое мы слушаем дома, и даже не с помощью стереоаппаратуры, а по обыкновенному трансляционному динамику.

Тут все звуки исходят из одной точки, между тем голос певицы нам кажется как бы идущим сверху, а звуки виолончели снизу. Может, это объясняется тем, что мы в этот момент представляем себе певицу и виолончелиста на сцене? Нет, не в этом дело. Будет звучать по радио дуэт скрипки и альта вам покажется, что скрипка, которая ведет верхний голос, расположена выше альта.

Между тем оба эти инструмента музыканты держат совершенно одинаково. Будет звучать только фортепиано вам покажется, что звуки его, то забираются вверх, то опускаются вниз. Так что высота звука это не просто условность, а обозначение места в музыкальном пространстве, которое существует лишь в нашем восприятии. Восприятие творит со звуком и не такие чудеса.

Не имея возможности пощупать звук, мы чувствуем, толстый он или тонкий. Нам трудно представить себе звук контрабаса тонким, а звук свирели толстым. Не видя звуков, мы можем назвать их светлыми или темными. У контрабаса они темные, у свирели светлые. И все это опять же связано с высотой: чем выше звук, тем он тоньше и светлее. Рояль называют королем музыкальных инструментов.

К его несомненным достоинствам относится то, что рояль распространяет свое влияние почти до границ музыкального диапазона. Если брать во внимание только высоту звука, то в музыкальное пространство рояля может уложиться большой симфонический оркестр со всем многообразием его инструментов. И только два инструмента составляют исключение. Один из них контрафагот.

Его самые низкие звуки ниже, чем тот, что извлекается крайней левой клавишей рояля. Второй инструмент флейта-пикколо. Она не останавливается там, где пролегает верхняя граница рояля, а забирается еще вышеИ все же контрафагот и флейта-пикколо могут считаться рекордсменами только у себя в оркестре.

Обе границы музыкального пространства нижнюю и верхнюю прочно удерживает орган, и тут у него никаких конкурентов нет. Самая большая труба органа вытянулась на девять метров. Она деревянная, квадратная в сечении, со стороной в полметра, так что если попытаться обхватить ее, это удастся сделать только вдвоем.

Вот она-то и издает самый низкий звук. Можно построить трубу еще больше, но звучать она не будет. Вернее, будут все физические признаки звучания, будут колебания воздуха, но наше ухо откажется их слышать. Шестнадцать колебаний в секунду мы еще воспринимаем как звук, а пятнадцать уже нет. Так что нижнюю границу музыкального диапазона определил наш слух.

А верхнюю? Тоже слух, но по другим признакам. Миниатюрная трубочка органа, издающая звук с частотой примерно 4700 герц, заключает верхнюю границу музыкального диапазона. Но возможности нашего слуха простираются выше. Мы воспринимаем звуки с частотой семнадцать восемнадцать тысяч колебаний в секунду, кое-кто слышит даже двадцать тысяч.

А граница музыкального пространства, как мы только что выяснили, не дотягивает и до пяти тысяч. Почему так? Дело в том, что за этой границей мы плохо различаем звуки по высоте. А высота главная характеристика музыкального звука. Не будь ее, не было бы и мелодии, потому что мелодия для нас это невольное сравнение звуков по высоте.

Не было бы и гармонии, потому что аккорд это сочетание звуков определенной высоты, а не любых. Именно поэтому в музыкальный диапазон входят только те звуки, которые мы легко отличаем друг от друга по высоте. И хотя слишком высокие звуки тоже участвуют в музыке, однако в музыкальное пространство они не входят и нотными знаками не обозначаются.

Теперь нам известны границы музыкального пространства и инструменты, захватившие эти границы. Если, сочиняя музыку, композитор употребил самый низкий звук, доступный оркестру, он может поручить его только контрафаготу. Самый высокий только флейте-пикколо. Ну а между двумя этими инструментами выбор большой.

Контрабас, бас-туба, фагот внизу диапазона оркестра, скрипки, флейты вверху, а в середине еще много других инструментов. Но, конечно, нельзя представлять это так: вот в этой точке кончились звуки одного инструмента и начались звуки другого. Одни инструменты перекрывают друг друга краями своих диапазонов, другие и вовсе располагают примерно одинаковым диапазоном.

И если несколько инструментов могут взять звук одной и той же высоты, композитору приходится выбирать. Может возникнуть вопрос: почему необходим выбор между инструментами, если речь идет о звуке определенной высоты? Поручить первому попавшемуся из тех, который могут взять его, и все. Какой-то резон здесь есть, потому что высота, как мы уже знаем, главная характеристика музыкального звука.

Но с этой главной характеристикой, если брать ее отдельно от других, могут получиться даже нелепицы. Гудок теплохода имеет определенную высоту, однако мы не считаем его музыкальным. А звук барабана не имеет строгой высоты, и тем не менее он относится к музыкальным. Для нас сейчас важно другое.

Если композитор, распределяя партии музыкального произведения по инструментам, учтет только высоту, оркестровой музыки не получится, она будет скучной и невыразительной. Но композиторы прекрасно знают, что инструменты отличаются друг от друга еще и характером, тембром, и используют лучшие, а иногда нарочно не лучшие черты каждого из них.

Тембр

Теплый холодный, жесткий мягкий, легкий тяжелый, матовый блестящий... Если найдется на земле человек, который никогда не слышал музыки, он вряд ли поверит, что эти слова относятся к невидимому и неосязаемому звуку. Вот еще несколько характеристик тембра: густой, глубокий, мужественный, суровый, ворчливый, бархатистый, насыщенный, прозрачный.

Внимательно прислушиваясь к тембру инструментов, вы без труда сможете продолжить это перечисление сами. Желание человека располагать в музыке большим выбором разных голосов и вызвало к жизни многообразие инструментов. Если б нужно было лишь заполнить музыкальное пространство, хватило бы только органа или на худой конец фортепиано.

Орган неудобен потому, что его нельзя - перевозить с места на место. Рояль или пианино тоже трудно перевозить. Тогда выручило бы семейство скрипичных контрабас, виолончель, альт, скрипка. Эти инструменты, собравшись вместе, тоже способны заполнить собой почти все музыкальное пространство. Однако человек не зря придумал множество других инструментов.

Чтобы музыка была способна выразить все. Ей доступны и движение мысли, и любое чувство, и малейшие оттенки настроения. И если что-то не может передать один инструмент, это сделает другой. Например, у виолончели почти нет чувства юмора, а у саксофона его хоть отбавляй. Но саксофон не может так страдать», как умеет виолончель...

Но это уже относится скорее к характеру инструмента, чем к его тембру. Загадку тембра мы можем выразить проще: как удается отличить звук, взятый, скажем, на скрипке, от звука точно такой же высоты, взятого на кларнете? Подразумевается, что самих инструментов мы при этом не видим и единственный источник информации для нас все те же колебания воздуха, и частота их в данном случае одинакова.

Да, одинакова частота, но не форма. Начнем со звуков, о которых справедливо было бы сказать, что они вовсе лишены тембра. По меньшей мере, один из них вы наверняка слышали. Когда по какому-то телевизионному каналу нет передач, на экране мы видим телевизионную таблицу для настройки яркости, контрастности, четкости.

Иногда эта таблица сопровождается ровным высоким звуком, который создается на телевизионной станции электронным звуковым генератором. Как-то охарактеризовать этот звук все-таки можно, но определения будут такими: холодный, пустой, неприятный.

Именно такой здесь и нужен, потому что телевизионные мастера пользуются им для настройки звукового тракта и всякие бархатистые или ворчливые звуки будут только мешать, а то и вовсе не дадут правильно настроить телевизор.

Если изобразить этот звук на бумаге (а физики и математики умеют изображать почти все, в том числе и звук), получится правильная, безукоризненная синусоида.

Она отражает то, что происходит при этом звуке в воздушной волне, достигающей нашего уха: уплотнения и разрежения воздуха совершенно одинакова.

Но если мы изобразим на бумаге звук такой же высоты, взятый на скрипке, симметричная форма синусоиды нарушится.

Расстояния между ее вершинами останутся такими же, поскольку частота одинакова, но линия синусоиды образует какие-то новые выпуклости и углубления, поменьше основных.

Значит, при звуке скрипки основные уплотнения в воздушной волне чередуются с дополнительными, более слабыми. Изображение звука кларнета тоже даст неправильную синусоиду, но дополнительные выпуклости будут другой формы и величины, не такой, как у звука скрипки.

Но перейдем от бумаги и воздуха к самому инструменту и посмотрим, как образуется тембр.

Если у вас или у вашего товарища есть гитара, предлагаю проделать несложный опыт. Оставьте свободной самую толстую струну, остальные заглушите, пропустив между ними полоску тонкого картона. Это нужно для того, чтобы они не резонировали и не мешали опыту.

Теперь защипните свободную струну и, пока она звучит, легонько прикоснитесь к ней пальцем точно над двенадцатым порожком грифа и тут же отдерните палец. Вам покажется, что вы остановили колебания струны.

Но прислушайтесь: она продолжает звучать, хотя звук стал гораздо слабее и намного выше. Повторите опыт в другом варианте. Снова защипните струну, но коснитесь ее уже не над двенадцатым порожком, а над седьмым.

Вы услышите звук еще слабее и еще выше. Вы сможете выделить еще три достаточно отчетливых звука, коснувшись струны над четвертым, пятым, девятым порожками. Что же происходит?

Звучащая струна колеблется не только вся целиком, но и своими частями половинками, третями, четвертями и так далее. Когда вы коснулись струны над двенадцатым порожком, то есть точно посередине, колебания целой струны приглушились, но половинки продолжали звучать.

Коснулись над седьмым порожком приглушили целую струну и половинки, но продолжали звучать трети. Над пятым остались четверти. Точно так же колеблются и пятые части, и шестые, и более мелкие. То же самое происходит и с воздухом, заключенным в трубе духового инструмента.

Тут мы с вами не сможем проделать опыт, потому что без специальных приборов не обойтись, но такие опыты проводились в лабораториях. Выяснилось, что столб воздуха в трубе тоже колеблется не только целиком, но и частями. И эти колебания рождают, как и в струне, дополнительные призвуки. Вот теперь загадка тембра начала проясняться.

Музыкальный звук состоит из основного тона и нескольких призвуков, которые называются обертонами. Отдельно мы не слышим обертонов (услышали, когда специально выделили их), но именно они, смешиваясь с основным тоном, образуют тембр. Звук, который сопровождает телевизионную таблицу, никаких обертонов не имеет, поэтому он такой скучный и неприятный.

Да, но тембр у разных инструментов неодинаковый. Почему? В звуке может быть разное количество обертонов. Оно зависит от длины, толщины и материала струны, от длины и среднего диаметра духового инструмента. Обертонов в звуке может быть всего два, три, четыре, а может быть и гораздо больше. И чем больше обертонов, тем выше каждый последующий из них.

Теперь пришла пора вспомнить и о слишком высоких звуках, которые, как мы уже знаем, лежат за верхней границей музыкального пространства. Их нет для мелодии, нет для гармонии, но для тембра они есть, потому что обертоны, не слышимые в музыкальном звуке отдельно, бывают и очень высокими вплоть до верхнего предела нашего слуха. Так что в музыке участвуют все воспринимаемые нами звуки. Обертоны могут быть разной силы, и это тоже влияет на тембр.

Мы нарочно проделали опыт с самой толстой струной гитары, потому что ее обертоны звучат сильнее, чем на тонких струнах, их легче выделить. Но в любом случае обертоны звучат гораздо слабее основного тона. Тембр зависит и от материала, из которого сделан инструмент. Медная труба звучит хоть чуть-чуть, да иначе, нежели такая же труба из латуни.

Влияет на тембр и форма инструмента. Если одну и ту же струну натянуть на балалайку и на гитару и взять звук одной и той же высоты, тембр получится разный, потому что корпус гитары лучше откликается на низкие обертоны. Конечно же, тембр зависит и от качества инструмента.

Дешевые гитары, сделанные в основном из обычной фанеры, звучат далеко не так, как гитара из резонансной ели и палисандра. Палисандр благородная, редкая и ценная древесина некоторых южных деревьев. Гитара, нижняя дека которой выполнена из такой древесины, прекрасно отзывается даже на самые слабые обертоны струны.

Видите, сколько разных условий! И еще больше различных сочетаний этих условий. Отсюда и многообразие тембров. Одно любопытное исключение: есть инструмент, в котором иногда обертоны создаются отдельно от основного тона. Это орган. Скажем, какие-то его трубы звучат не слишком выразительно сами по себе, и это не устраивает ни органных мастеров, ни музыкантов.

Тогда к каждой из этих труб пристраивают еще трубочки, поменьше, и вот они-то добавляют обертоны к основному тону. Среди дополнительных трубочек есть совсем крохотные, длиной всего в несколько сантиметров и толщиной в четыре миллиметра. Если заставить звучйть такую трубочку отдельно от основной, мы услышим тончайший писк, который не имеет самостоятельного места в музыке, но бывает полезен как обертон, обогащающий тембр.

Итак, разные инструменты отличаются друг от друга своим тембром. Однако, если бы этим все и исчерпывалось, музыка была бы намного беднее, чем она есть. Но, к счастью, многие инструменты и сами, вне сравнения с другими, широко варьируют свой тембр. Аккордеон, орган, электромузыкальные инструменты просто переключаются на другой характер звучания нажатием специальных кнопок или клавишей.

Но инструменту вовсе не обязательно иметь переключатели, чтобы менять тембр. У тромбона, например, их нет, но он бывает тяжелым, грозным, мрачным в низких своих звуках и светлым, торжественным в высоких. Неповторимо меняет свой тембр скрипка, переходя от низких звуков к высоким. Очень разно умеет звучать фагот кто слышал, например, Танец семи нот» бразильского композитора Вила Лобоса, тот хорошо знает это.

Разнообразят свой тембр и многие другие духовые и струнные инструменты. И это еще не все. Тембр инструмента может меняться не только при движении от низких звуков к высоким или наоборот. Даже звуку одной и той же высоты можно придать разную окраску. Если хотите убедиться в этом, защипните струну гитары сначала у самой подставки, потом ту же струну над розеткой.

В первом случае тембр будет острым, жестковатым, во втором мягким, насыщенным, хотя высота звука осталась та же. Нам уже известно, что тембр, с точки зрения физика, это звуковые воздушные волны определенной формы. Но эта форма на пути от инструмента к нашему уху может и измениться, отражаясь от стен или от чего-нибудь другого. Аккордеон в пустой комнате звучит не так, как в комнате, увешанной коврами.

Гитара по-разному звучит в квартире, в лесу, на палубе теплохода. Рояль в зале с хорошей акустикой звучит, конечно, лучше, чем в не приспособленных для концертов помещениях. Так что в образовании тембра участвует не только сам инструмент, но и место, где он работает.

Длительность звука

Третья характеристика музыкального звука его длительность. Времени в нашем привычном измерении в музыке не существует. Одна и та же нота, изображенная на бумаге, может при исполнении на инструменте длиться разное время вернее, не сама нота, а звук, обозначаемый ею. Это зависит от того, какой темп указал композитор перед началом нотного текста.

Если он написал, например, протяжно», звук будет длиться гораздо дольше, чем при указании скоро». Есть и другие слова, определяющие темп музыки, причем они иногда слишком расплывчаты для того, кто никогда музыкой не занимался. Как понимать, например, пометку: быстро, но не слишком»? Однако музыканты все прекрасно понимают. Иногда композитор хочет все-таки точнее указать темп, и тогда вместо слов, которыми его обычно обозначают, он пишет то или иное число.

Оно подсказывает, на какое деление нужно поставить регулятор метронома, чтобы на репетициях он отстукивал нужный темп. Деления эти впрямую связаны с нашим обычным временем: скажем, число 90 означает количество ударов в минуту. Но опытным музыкантам ни к чему ни метроном, ни секундомер. Темп 90 и сразу все понятно. Может быть, вы замечали иногда, как некоторые исполнители при игре отстукивают темп носком ботинка?

Это не очень хорошая привычка, но нам она поможет разобраться в том, как все-таки в музыке определяется длительность каждого звука. Оказывается, очень просто.

Есть нота, которая называется целой. Звук, изображаемый ею, длится четыре удара ботинком; половинной нотой два удара; четвертной нотой один удар. Есть и более короткие: по два, четыре, восемь и даже шестнадцать звуков на один удар. Варианты сочетаний разных длительностей бесконечны, и вместе с неисчерпаемыми сочетаниями звуков по высоте они и дают такое разнообразие мелодий.

Если композитор задумал звук более долгий, чем на четыре удара, он объединяет две, три и больше целых нот специальной дугой, которая называется лигой. Есть в нотном тексте и другие знаки, варьирующие длительность звуков, но мы не будем вдаваться в тонкости: ведь тема нашего разговора не музыкальная грамота, а инструменты. Чуть коснуться этой грамоты нам было необходимо только для того, чтобы увязать два разных понятия длительности звучания.

Композитор, сочиняя музыку, оперирует относительной длительностью, о которой только что было сказано. Однако когда он поручает тот или иной звук какому-нибудь инструменту, вступают в силу вполне конкретные возможности инструмента, которые можно измерить в секундах и минутах. Нельзя поручить ксилофону звук протяженностью не то что в четыре, а даже в два удара метронома. Ксилофон способен издавать лишь короткий щелчок, длящийся мгновение.

А вот органу под силу звук любой длительности, и слово бесконечность» тут не слишком далеко от истины. Воздух в трубы современного органа подается крыльчаткой, которую вращает электродвигатель. Пока есть ток в проводах, пока не испортился двигатель, орган может тянуть взятый звук. Конечно, эти рекордные способности в музыке не нужны. Однако не пропадать же им совсем даром! Сочиняя музыку для органа, композиторы иногда предусматривают звуки, длящиеся несколько минут. Обычно это низкие звуки, они как бы создают фон, на котором разворачиваются основные музыкальные события.

Практически не ограничена длительность звучания и у некоторых электромузыкальных инструментов. Орган и электроинструменты единственные рекордсмены, у которых длительность звучания может ограничиться лишь чисто техническими причинами: перегорели пробки или что-то испортилось. У всех других инструментов граница выражена гораздо более отчетливо. Иногда она определяется особенностями инструмента, а иногда и возможностями музыканта. Быстро затухает звук рояля, арфы, гитары, еще быстрее домры, балалайки. Короток звук барабана, тарелок, литавр. Таковы особенности этих инструментов, долгие звуки им недоступны.

Если оценивать это свойство отдельно от музыки, можно назвать его недостатком. Но музыка пишется н исполняется так, что недостатки скрадываются, зато используются неповторимые достоинства инструментов. В некоторых случаях недостаток длительности преодолевается особым способом звукоизвлечения, который называется тремоло. Что такое барабанная дробь, вы прекрасно знаете. Быстро чередующиеся одиночные удары сливаются в единый звук, который может быть достаточно долгим. Примерно то же самре происходит при использовании тремоло на других инструментах.

Домрист - часто-часто защипывает струну медиатором (специальный костяной или пластмассовой пластинкой), и короткие звуки объединяются в один долгий. Этот же прием использует и балалаечник, только он действует не медиатором, а пальцами. Даже щелчки ксилофона, если их очень быстро чередовать, могут создать впечатление цельного звука. Есть инструменты, которые без всяких ухищрений могли бы дать какой угодно долгий звук и сравняться в этом отношении с органом, однако им мешает... сам музыкант.

Тромбон, валторна, кларнет и другие духовые инструменты не ограничивают длительности звука, но легкие человека все-таки имеют определенный объем, поэтому музыкант в конце концов вынужден будет прервать звук, чтобы вдохнуть. Длительность звука скрипки ограничивается величиной смычка. Можно было бы сделать смычок намного длиннее, хоть в два-три метра, но где взять руку такой длины? Правда, скрипачи умеют так плавно менять направление движения смычка, что коротенькая заминка в длительности звука почти незаметна.

А группе скрипачей доступен и очень долгий ровный звук: если не всем одновременно менять движение смычка, легкие заминки не слышны вообще. Длиной руки определяется и размер растянутого меха гармошки, баяна, аккордеона. Отдельный звук этих инструментов не может длиться дольше, чем сжимается или растягивается мех, хотя звучащие язычки сами по себе никаких границ длительности не ставят. Говоря о длительности звука, нельзя не вернуться к тембру: очень часто между этими двумя характеристиками есть прямая связь.

Тембр удара молоточка о фортепианную струну иной, чем тембр звучания этой же струны после удара. Наш слух обычно объединяет эти тембры, между тем они сильно отличаются друг от друга. Был проделан интересный опыт, подтвердивший эту разницу. Записали на магнитофонную ленту протяжное фортепианное произведение, потом аккуратно вырезали те места ленты, которые совпадали с моментами ударов молоточков о струны. На ленте осталось только звучание струн после ударов.

Когда людям, не посвященным в суть эксперимента, дали послушать ленту, они не узнали фортепиано и стали гадать, что это за инструмент. Так и в гитаре звук в момент щипка сильно отличается от звука свободно колеблющейся струны, и во многих других инструментах начало звука и его продолжение имеют разный тембр. И еще любопытная деталь, связывающая длительность с тембром. Вот вы взяли на гитаре звук, и на этом ваша власть над его тембром кончилась, дальше струна звучит без вашего участия.

То же самое можно сказать и о фортепиано, и о некоторых других инструментах. Но есть и такие, которые позволяют музыканту управлять тембром все время, пока длится звук. Скрипач чуть изменит характер движения смычка меняется и тембр. Саксофонист изменит положение губ и тембр тоже становится другим.

Сила звука

Если исполнить музыкальное произведение от начала до конца на одном уровне громкости, оно много потеряет в своей выразительности. Сила звука меняется даже в одной музыкальной фразе, хотя в нотах и не всегда бывают по этому поводу какие-либо пометки. Ведь и в разговоре мы никогда не произносим фразу ровным голосом, если только не стараемся делать это нарочно. Более того, не фраза, а один-единственный музыкальный звук может начаться громко, а к концу затихнуть, или наоборот.

Если бы музыкальные инструменты не способны были изменять громкость звука, музыка вряд ли могла бы выражать тончайшие оттенки чувств. Сила звука четвертая и последняя его характеристика. С точки зрения музыканта, сила звука, как и его длительность, тоже относительна. Переходы от очень тихо» до очень громко» обозначаются только словами, буквами и разными музыкальными знаками, а не физическими величинами, хотя с помощью приборов силу звучания можно измерить довольно точно.

Относительность силы музыкального звука видна еще отчетливее, если представить себе отдельные инструменты. Скажем, в нотном тексте для арфы проставлено громко», а в нотах трубача тихо». Но труба и в этом случае будет звучать никак не тише арфы. Не получается слишком тихо и у большого барабана. На этот счет среди музыкантов ходит нечто вроде анекдота. Дирижер на репетиции попросил барабанщика в таком-то месте ударить тише.

Тот постарался выполнить пожелание, но дирижер все равно остался недоволен и попросил еще тише. Как ни пытался барабанщик удовлетворить требование дирижера, у него ничего не получалось. Наконец он решил схитрить и не ударил вовсе. Вот теперь хорошо! сказал дирижер. Однако можно было бы еще чуть тише». Весьма относительно и наше восприятие громкости, оно зависит от настроения, от того, устали мы или нет, не болит ли голова. Например, вы в прекрасном расположении духа включаете на полную громкость магнитофон, и даже такая сила звучания не кажется вам излишней.

А за стеной сосед пришел домой после напряженного и, может быть, полного неприятностей рабочего дня. Естественно, звук вашего магнитофона, даже ослабленный капитальной стеной, будет казаться ему слишком громким. И еще штрих, подчеркивающий относительность. Каким бы слабым ни был музыкальный звук, если мы его расслышим, то сразу же и выделим из любого шума, настолько он характерен. Что же происходит в воздушной волне при изменении силы звука? Мы помним, что звуковая волна складывается из уплотнений и разрежений. Так вот, чем громче звук, тем, если так можно выразиться, плотнее уплотнения.

А в нашей синусоиде, изображенной на бумаге, вершины становятся выше: увеличивается амплитуда колебаний, как говорят физики. Кстати, физики различают понятия силы звука и его громкости, но для нас сейчас эта разница несущественна. На большинстве инструментов сила звука изменяется просто. По клавише рояля можно ударить слабо и сильно. Струну гитары можно защипнуть слегка или с силой. Смычок скрипки, альта, виолончели, контрабаса можно прижимать к струне сильнее или слабее. Но не все инструменты способны широко варьировать силу звука.

Некоторые духовые, например, могут брать высокие звуки только громко, и если попытаться взять потише, звук попросту сорвется. Еще сложнее обстоит дело с органом. Там напор воздуха постоянен, каждая труба звучит всегда с одинаковой силой. Но и в органе есть не совсем обычные приспособления, которые позволяют менять силу звучания. Мы поговорим о них, когда дойдем до этого инструмента. Громкость обычных музыкальных инструментов никогда не бывает чрезмерной, даже когда они объединяются в большие оркестры. Но с тех пор как к музыке подключилась электроника, вопрос этот стал намного серьезнее.

Тут уже вступили в действие и физические величины: мощность усилителей выражают в ваттах и даже киловаттах, а силу звука в децибелах, причем все чаще стало мелькать сравнение громкости некоторых современных ансамблей с ревом реактивных самолетов, все чаще стали говорить о болевом пороге, к которому приближается громкость звучания группы электроинструментов, оснащенных мощной аппаратурой. Конечно, тут о силе звука как средстве музыкальной выразительности говорить не стоило бы. Такое оглушающее воздействие относится уже не к музыке, а скорее к медицине.

Но поскольку медицинские вопросы в тему нашего разговора не входят, на этом мы и закончим рассказ о музыкальном звуке.

По книге "В мире музыкальных инструментов" С.Газарян Издательство "Просвещение", 1985

|Главная страница|