Fizyka instrumentów muzycznych

Wykład: Jan Gaj

Pokazy: Andrzej Gołębiewski, Wiktor MaślanaWydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Fizyka instrumentów muzycznych

Dźwięk w muzyce Rezonator w instrumencie muzycznym Różne częstości z jednego rezonatora,

„dobre” i „złe” rezonatory Sposoby pobudzania drgań dźwiękowych Jak zobaczyć drgania w rezonatorze? Człowiek też jest instrumentem - analiza

samogłosek

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Dźwięk w muzyce

Jak zobaczyć dźwięk? Ton prosty: sinusoida Dźwiękowe drganie złożone Analiza harmoniczna Skala muzyczna

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Jak zobaczyć dźwięk?

Oscyloskop prawdziwy - drogi Komputerowy - można znaleźć pod

http://www.fuw.edu.pl/~gaj/FizDosw05.htmkorzysta z karty dźwiękowej

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Ruch drgający prosty Siła elastyczna: proporcjonalna do

wychylenia Parametry ruchu: amplituda A, okres T

(czas jednego pełnego drgania), częstość f (liczba drgań na jednostkę czasu)

T

A

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Skala muzyczna

101 102 103 104 105

C z ę s t o ś ć w h e r c a c h

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Rezonator w instrumencie muzycznym

Przykłady: gitara, bęben, flet prosty, fletnia Pana, okaryna, akordeon, dzwony rurowe, wibrafon

Rezonans i dudnienia Różne sposoby pobudzania drgań Jakie częstości można wydobyć z rezonatora? „Dobre” i „złe” rezonatory Jak wygląda drganie w rezonatorze?

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Gitara

Struna (unieruchomiona na końcach)

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Bęben

membrana (unieruchomiona na brzegu)

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Flet prosty

Słup powietrza obustronnie otwarty

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Fletnia Pana

Słup powietrza jednostronnie otwarty

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Okaryna

Powietrze w trójwymiarowym pojemniku

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Akordeon

Pręt zamocowany na końcu

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Dzwony rurowe

Prę

t sw

obod

ny

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Wibrafon: rezonatory sprzężone

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Rezonans: równe częstości

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Składanie drgań

Dudnienia: dodawanie się bliskich częstości

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Różne sposoby pobudzania drgań

Uderzenie, szarpnięcie Tarcie Niestabilność strumienia powietrza Różnica temperatur

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Pobudzanie do drgań struny pianina przez uderzenie

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Pobudzanie do drgań struny skrzypiec przez tarcie

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Flet: niestabilność strumienia powietrza na krawędzi

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Wydmuchiwanie szkła

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Wiele częstości w jednym rezonatorze Słup powietrza - kolejne wielokrotności

częstości podstawowej Struna - tak samo Pręt? Butelka?

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Rurka dzwonków

Oscyloskop

Nie ma całkowitych wielokrotności!

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Czym się różni pręt od struny?

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Struna „basowa”

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Oscyloskop

Butelka

Dlaczego nie ma całkowitych wielokrotności?

Rezonator trójwymiarowy!

A gdyby był sztywny?

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Niełatwo być ludwisarzem

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Ale czasem się udaje

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Kolejne mody drgań struny

węzeł Prawa Younga: co można w węźle

tłumić - tak wzbudzać - nie

f = u/ f0, 2f0, 3f0...

23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

Człowiek też jest instrumentem

Widma samogłosek Jak się zmienia widmo, gdy zmieniamy

wysokość dźwięku? Czy można zrobić sopran z basa?

Dziękujemy za uwagę