Физиката зад сутиена инструмент настройка

Брас инструменти, от брилянтната тръба до величествената туба, пленителни публика с богатите си, резонантни звуци. Но зад всяка перфектно осветена нота се крие очарователно взаимодействие на физиката и майсторството. Разбирането на физиката зад месинговия инструмент настройка не само помага на музикантите да постигнат по-добра интонация, но също така задълбочава поскъпването на тези сложни инструменти. Тази статия изследва науката, която управлява как месинговите инструменти произвеждат звук, как дължината, температурата и дизайнът на мундщука влияят на терена и осигурява практически стратегии за постигане на точна настройка в изпълнение.

Основите на звуковото производство в инструменти за брас

В основата си месингов инструмент е резонатор, който произвежда звук чрез вибрациите на устните на играча. Устните действат като вибриращ клапан, превръщайки постоянен поток от въздух в периодични импулси, които възбуждат въздушната колона вътре в инструмента. Този процес създава колона от вибриращ въздух вътре в системата, която образува постоянни вълни на специфични честоти, които съответстват на музикални ноти. Взаимодействието между вибрациите на устните и резонантната въздушна колона е класически пример за свързана осцилаторна система.

Ролята на постоянните вълни

Постоянните вълни се формират, когато звуковите вълни отразяват назад-напред в инструмента, като се намесват конструктивно в определени резонантни честоти. Дължината на въздушната колона определя кои модели на постоянни вълни са възможни. Основната честота (най-ниската нотка) съответства на постоянна вълна с налягане антикод на мундщука и възел на натиск близо до звънеца. Въпреки това, сигналната ракета на камбаната кара ефективната дължина на тръбата да бъде по-дълга от физическата ѝ дължина за ниски честоти, докато високите честоти отразяват в различни точки, създавайки сложно акустично поведение. За подробно обяснение на теорията на постоянните вълни във вятърните инструменти, вж. Акустичните демонстрации на Дан Ръсел.

Статуята, която слуша слуша слушателят, зависи предимно от акустиката на въздушната колона вътре в инструмента, физическата дължина плюс край на корекции на звънеца и мундщука. Колкото по-дълго е въздушният стълб, толкова по-ниска е терена; колкото по-къса е колоната с въздух, толкова по-висока е терена. Ето защо месинговите инструменти варират широко по размер от компактната тръба с около 4,5 фута тръба до широката тръба на туба, която може да има 18 до 30 фута или повече. Връзката между дължината и терена следва формулата: честота = скорост на звука / (2 × ефективна дължина) за основния режим на отворена тръба, въпреки че камбаната изригва променя това, за да се доближи до затворено поведение за фундаменталното.

Как дължината влияе на стърчане

Връзката между дължина на тръбите и терена се регулира от физиката на стоящите вълни. Основната честота съответства на дължината на вълната, която стои точно в ефективната дължина на тръбите. Промяна на дължината променя цялата хармонична серия нагоре или надолу.

  • Фундаментална честота:[ Най-ниската честота, на която вибрира въздушната колона. Тя е обратно пропорционална на ефективната дължина на инструмента: по-дълга тръба дава по-нисък фундамент.
  • Overtones/harmonics: По-високи честоти при цяло число кратно (или почти-интегър за тромбони поради факел) на основната честота. Те позволяват на играча да произвежда различни ноти без промяна дължина на тръбите. Брас играчите достъп до тези хармонични серия бележки чрез промяна на напрежение embouchure и въздушна скорост.

Чрез промяна на дължината на офшорните клапи или плъзгачите играчите на пързаляне променят фундаменталната честота и нейните overtones, което позволява на инструмента да произвежда пълен хроматичен диапазон. Например, тръбата в Bb има фундамент от приблизително 233 Hz, когато не се натискат клапани. При включването на първия клапан се добавят около 10% повече тръби, като се намали фундаменталното до около 208 Hz (G концерт), докато вторият клапан добавя около 5% за половин стъпка спад, а третият клапан добавя около 15% за малка трета капка.

Хармоничните серии и ограниченията й

В естествените серии включва интервали като октава, пета, четвърта, основна трета, и така нататък, но тези интервали не са в омаловажаване, те са чисти интервали, базирани на цяло число съотношения. В равни темперамент (стандартна настройка, използвана в повечето Западна музика днес), петата от фундаментала е леко плоска в сравнение с изостаналите серии, изискващи компенсация. Например, третият частичен (написан G на Bb тръба) често звучи остър, защото тя е 12-та над основата, докато шестата част (написани D по-горе персонал) има тенденция да бъде плоска. Това естествено напрежение между естествени хармоници и темперирано настройка е постоянно предизвикателство за месинг играчи, които трябва да използват embouchure, слайд корекции, или алтернативни пръстите, за да се въвеждат в мелодията.

Звънецът също така въвежда инхалификация: по-високите частични не са точни цяло число кратуни, защото акустичното отражение точка се променя с честота. Този ефект е особено забележим върху френския рог, където камбаната е по-разклатена, и може да направи някои хармоници непредсказуемо остри или плоски. За повече на хармонични серия и последиците му за месингови инструменти, вижте University на Нови Южен Уелс .

Ролята на клапите и плъзганията в настройката

Повечето месингови инструменти имат механизми за регулиране на общата дължина на тръбите, което позволява на играча да достигне до всичките дванадесет хроматични отвори. Двата основни механизма са клапани и плъзгачи.

  1. Валве: Намерено на инструменти като тромпети, туби и еуфонии, клапани пренасочват въздуха през допълнителни вериги на тръбите, увеличаване на общата дължина и намаляване на терена. Всеки клапан добавя специфична дължина: първият клапан обикновено намалява терена с цяла стъпка (100 цента), вторият с половин стъпка (50 цента), а третият с малка трета (150 цента). Когато се използват заедно няколко клапани, комбинираната дължина на подсферата обикновено е по-голяма от скобата на отделните дължини, защото допълнителните цикли са добавени в серия. Това създава проблеми с настройката, например, че 1-3 комбинация, често произвежда бележка, която е остра, защото добавените нещица е твърде кратка спрямо падането на по-голям трети цент).
  2. Слайдовете: Чести на тромбони и някои туби и тръби, слайдове физически удължават или скъсяват дължината на връвта. Тромбоните слайдове са най-директният метод, позволяващ непрекъснато промяна на дължината на вариатива. Всяка от седемте позиции на плъзгане съответства на определена дължина, която произвежда фундаментално снижена от последователни половини стъпки от отвореното положение. Тъй като плъзгането позволява безкрайно фино настройка, тромбоните могат да настроят интонацията мигновено, въпреки че те трябва да разчитат на мускулна памет и слухово обучение, за да удари точни позиции.

Компенсиращи клапи

За да се преодолеят грешките на интонацията, присъщи на стандартните комбинации на клапите, много еуфонии и туби използват компенсационна система. В компенсационен инструмент, когато се включват определени комбинации клапи, наниз добавя допълнителна тръба, за да се коригира терена. Например, при компенсиращ еуфоний, натискането на третия клапан може да пренасочи въздуха през набор от допълнителни вериги, които удължават общия път, изравнявайки бележката към правилния терен. Този дизайн позволява инструментът да се играе в тон във всички регистри, без да изисква играчът постоянно да регулира слайд-спусъците. За подробно обяснение на компресиращите клапи, се отнасят до Enциклопаедиа Британика влиза в месинг инструменти механика.

Температурата и въздействието й върху настройката

Скоростта на звука в промяната на температурата, което от своя страна влияе на терена на произведените нотки. Скоростта на звука е приблизително 331 m/s при 0°C и се увеличава с около 0.6 m/s за всяка степен увеличение на Целзий. Тази промяна директно променя резонантните честоти на въздушната колона.

  • Влажен въздух: Увеличава скоростта на звука, което кара вълните да се простират и инструментът да звучи по-остър (по-високо в терена). Общо правило на палеца: всеки 10°F издигане причинява терена да се повиши с около 3 до 5 цента (стотни от семитона). Ето защо месинговите играчи често чувстват своите инструменти го правят остър по време на дълго изпълнение или след игра в топла стая.
  • Студеният въздух: намалява скоростта на звука, което води до звукови нотки ласкател (по-ниско в катрана). Освен това студените метали се свиват много леко, скъсяват дължината на тръбата и допълнително засягат терена, въпреки че скоростта на звуковия ефект доминира от фактор около десет. Въпреки това, студен инструмент трябва да се затопли преди настройка.

Професионалните месинг играчи често настройват слайдовете си по време на изпълненията, за да компенсират температурните промени, особено при движение между етапи с различни температури на околната среда. Затоплянето на инструмента чрез продължително игра е стандартна практика преди всяка критична настройка сесия.

Екологични фактори извън температурата

Високата влажност увеличава плътността на въздуха леко, но ефектът му върху скоростта на звука е минимален (около 1 м/сек увеличение за 100% влажност при 20°C). Надморска височина, от друга страна, намалява плътността на въздуха и по този начин скоростта на звука, което кара инструмента да играе ласкателство. При 5000 фута (около 1500 м), скоростта на звуковите капки с около 2%, които могат да изравняват с около 35 цента. Брас играчите, извършващи на висока надморска височина често трябва да използват по-къси мундщука или да изтеглят плъзгания, за да компенсират. За повече върху въздействието на околната среда върху настройката, вижте UNSWs страница на . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Значението на дизайна на уста

Мундщукът играе решаваща роля в настройката на месинговия инструмент и производството на тон. Той влияе на вибрациите на устните, въздушния поток и на акустичното съвпадение между плейъра и инструмента. Дори малки промени в геометрията на мундщука могат да имат забележими ефекти върху интонацията.

  • Рим форма:[ засяга комфорта на играча и гъвкавостта на устните. По-широк джанта разпределя налягането по-равномерно, докато по-тесен джанта позволява по-лесно игра с висок регистър, но може да бъде по-малко комфортно през дълги сесии.
  • Дълбочина и диаметър на чашата: Влиянието на цвета на тон и стабилността на терена. По-дълбока чаша произвежда по-тъмен, по-богат звук и има тенденция да намали леко терена на инструмента; плитък купа озарява тона и повдига терена, особено в горната част на регистъра. Чашката също засяга по-голямо .
  • Гърлото (малка дупка в дъното на чашата) и бекбора (коничен проход, водещ към инструмента) определят съпротивлението на въздушния поток и характеристиките на настройката. По-малката гърлото увеличава съпротивлението, което може да подобри издръжливостта и понякога да заточи терена; по-голямо гърло позволява повече въздушен поток, потъмнява тона и може да изравнява терена.

Изборът на правилния мундщук е баланс между комфорта, желания звук и прецизността на настройката. Добре съвпадащ мундщук може да коригира хроничните тенденции на интонацията и да подобри интригуването. За цялостен наръчник за избор на мундщука, посетете Bach .

Акустично влияние и настройка

Усъвършенствано разбиране на месингови настройка включва концепцията за звуков импеданс. Инструментът . . . и камбана форма резонатор със серия от импеданс върхове в резонантните си честоти. Тези върхове съответстват на бележките на хармоничните серии. Височината и остротата на тези върхове определят колко лесно бележка . locks в . (slots) и колко устойчиви е до леки отклонения в терена. Добре проектирани инструмент е силен, равномерно пространство импеданс върхове, които не се вместват с желания терен на всеки хармоничен. Играчите се чувстват това като год . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Камбаната действа като импеданс трансформатор, позволявайки на правостоящите вълни да излъчват звук ефективно, докато също така оказва влияние върху настройката на горните хармоници. Чрез дърпане или бутане в слайд за настройка, играчът измества целия набор от върхове на импеданс, повишаване или намаляване на всички ноти еднакво. Въпреки това, ефектът не е перфектно линейно . Bell neffs край корекция промени с честота, така че настройка една нота перфектно не гарантира всички останали са в тон. Ето защо месинг играчите често проверяват настройката си на няколко ноти в рамките на обхвата, не само стандартната концертна референция.

Практични стратегии за настройка на Брас играчи

Постигането на точна настройка изисква повече от само регулиране на слайдовете. Ето техники, които съчетават разбирането на физиката с музиката:

  1. Използвайте надежден тунер като ръководство, а не патерица: Електронни тунери или приложения за настройка помагат да се идентифицират отклоненията в терена бързо. Обаче, доверие в ушите си .Tuners мярка равен темперамент, но ансамбъл настройка често изисква леки корекции за постигане на само интонация в хорди. Обучете себе си да чуете бийтове (флуктуации в обем), които показват извън-на-тюн интервали.
  2. Проверете настройката на плъзганията редовно: Настройвайте плъзгачите, за да коригирате хвърлянето, както е необходимо по време на свирене. На тръбите, основната тунинг плъзгане се изтегля, за да се намали общото хвърляне; на тромбони, тунинг слайдът на камбаната служи за същата цел. За клапите инструменти, всеки клапан може да има свой собствен плъзгач за фина настройка на специфични комбинации.
  3. Стегни инструмента: Играй дълги тонове, за да се даде възможност на инструмента да се играе температура за по-стабилна настройка. Студен инструмент ще се повиши в спускане, тъй като се затопля, така че настройте само след като духа топлия въздух през инструмента за няколко минути.
  4. Практически контрол на релефа:[ Засилване на мускулите на устните подобрява точността на терена и консистенция. Упражненията за устни и бръмчене помагат да се развие способността да се огъне терена нагоре или надолу умишлено. Добро упражнение е да се играе бележка с дрон и бавно да го наведе, докато ритъмът изчезне.
  5. Поддържайте инструмента си: Дръжте клапаните и плъзгачите смазвани за гладка работа. Лепкав плъзгач или бавен клапан може да направи настройките на настройката неточно и разочароващо. Редовното почистване предотвратява натрупването, което може да промени вътрешните размери и да повлияе на настройката.
  6. Подслушвайте критично в ансамбъли: Тунинг е непрекъснат процес. Влак ухото си да чуете побой между вашата бележка и други, особено в унисон или октав пасажи. Например, ако си A-440 е бие с oboe. A, огънете си терена, докато ритъмът се забави до нула. В хорди, слушате качеството на трети и пети те може да се наложи да бъде леко темперамент от равен темперамент да звучи перфектно съгласни.

Разширени техники за настройка

Професионалните месинг играчи често използват алтернативни пръсти или алтернативни позиции за слайд, за да подобрят терена в трудни пасажи. Например, на тръбата, с помощта на първия клапан само за G (концерт F) може да бъде остър, защото третият частичен е естествено висок, така че с помощта на 1-2 комбинация може да се получи ласкателно, по-ин-тюн версия. Trombone играчите запомнят алтернативни позиции за всяка нота, за да позволи бързи корекции; например, висока Bb може да се играе в първа позиция (шляп) или леко в четвърта позиция (флатер). Играе с дрон бележка (от тунер, клавиатура, или друг инструмент) развива вътрешното ухо за терена. Много месингови преподаватели препоръчват практикуващи везни и арпеджос, докато слушате дрон, настроен към тоник, коригиране на всяка нота, за да се сведе до минимум бийтове.

Разбирането на инструмента idiosyncrasies . Знаейки кои нотки в хармоничните серия са склонни да бъдат остри или flat . Например, на типичен Bb тръба, третият частичен (написан G) често е остър, четвъртият частичен (написан C) обикновено е добро, петият частичен (написан E) е остър, а шестият частичен (написан G по-горе персонал) е плосък. С запомнянето на тези тенденции, играчът може preempostively да коригира embouchure или изберете алтернативен пръст.

Влиянието на играчите: Embouchure и въздушна подкрепа

Не се обсъжда месинг настройката е пълна, без да се обръща внимание на играча на собствени физически корекции. Обвивка директно засяга терена чрез контролиране на напрежението и масата на вибриращата устна тъкан. По-строгите устни произвеждат по-висока терена, докато по-свободни устни го понижават. Скоростта на въздуха е също толкова важна: по-бърз въздух (по-високо налягане) повдигат терена, докато по-бавно въздухът пада. Умело играчите могат умишлено да се изострят или изравняват една нота с до четвърт тон или повече, което им позволява да коригират интонацията без движещи се плъзгания. Това е от съществено значение за игра на хорди в просто инстанция, където третата от хорда може да се наложи да бъде намалена с 14 цента, за да звучи чиста.

Много месингови преподаватели препоръчват практикуване на дълги тонове с дрон за разработване на този вътрешен механизъм за настройка. дронът осигурява референтна терена, и играчът трябва да коригира им embouchure и въздух, за да елиминира удари, създаване на чист унисон или consonant интервал. С течение на времето, играчът изгражда умствена карта на мундщука съпротива и инструментите реакция, позволявайки моментни корекции по време на изпълнение.

Заключение

Физиката зад месинговия инструмент настройка съчетава науката на звуковите вълни, механиката на инструмента дизайн, и уменията на играча. Чрез овладяването на това как тръби дължина, температура, мундщука дизайн, и игра техника влияние терена, музикантите могат да отключи пълния потенциал на техните инструменти. Независимо дали сте начинаещи или опитен професионалист, схващане на тези основи е ключ към постигането на красиви, точни месингови тонове. Настройката не е просто механично действие, но непрекъснат разговор между играча, инструмента, и околната среда диалог, който превръща физиката в музика.Необходима практика с осъзнаване на тези принципи ще трансформира настройка от постоянна борба в интуитивна част на вашата артистичност.