Fysiikka takana Brass Instrument Tuning

Brass soittimet, loistavasta trumpetti majesteettinen tuuba, kiehtova yleisöjä niiden rikas, resonantti ääniä. Mutta takana jokainen täydellisesti levitetty nuotti on kiehtova vuorovaikutus fysiikan ja käsityötaitoa. Ymmärtäminen fysiikka takana messinki instrumentti virittäminen paitsi auttaa muusikot saavuttaa parempi intonaatio, mutta myös syventää arvostusta näitä monimutkaisia välineitä. Tämä artikkeli tutkii tiedettä, joka ohjaa miten messinki instrumentit tuottavat ääntä, miten pituus, lämpötila ja suukappaleen suunnittelu vaikuttavat piki, ja tarjoaa käytännön strategioita saavuttaa tarkka viritys suorituskykyä.

Perustat äänen tuotannon messinki instrumentit

Sen ytimessä, messinki instrumentti on resonaattori, joka tuottaa ääntä kautta tärinä pelaaja huulissa. Huulet toimivat värähtelyventtiili, muuntamalla tasainen virta ilmaa jaksoittain pulssit, jotka kiihottavat ilmapatsas sisällä väline. Tämä prosessi luo sarakkeen värähtely ilmaa sisällä putki, joka muodostaa seisovat aallot tietyillä taajuuksilla, jotka vastaavat musiikillisia muistiinpanoja. Vuorovaikutus huulivärinä ja resonantti ilmapatsas on klassinen esimerkki kytketty oskillaattori järjestelmä.

Seisovien aaltojen rooli

Seisovat aallot muodostuvat, kun ääniaallot heijastavat edestakaisin instrumentin sisällä, häiritsevät rakentavasti tiettyjä resonantteja. Ilmapatsaan pituus määrittää, mitkä seisovat aallon kuviot ovat mahdollisia. Perustaajuus (alin huomautus) vastaa seisova aalto, jossa paine antinoodi suukappale ja painesolmu lähellä kelloa. Kuitenkin kellon soihtu aiheuttaa tehokkaan pituuden putki on pidempi kuin sen fyysinen pituus pienille taajuuksille, kun taas korkeat taajuudet heijastavat eri kohdissa, luoda monimutkainen akustinen käyttäytyminen. Jotta voidaan perusteellisen selityksen seisova aaltoteoria tuuli välineitä, katso Dan Russell akustinen mielenosoitukset[.

Kuuntelijan kuulema piki riippuu pääasiassa äänen pylvään akustisesta pituudesta laitteen sisällä. Fyysinen pituus plus päätekorjaukset kellon ja suukappaleen kohdalla. Mitä kauemmin ilmapatsas, sitä pienempi korkeus; sitä lyhyempi ilmapatsas, sitä korkeampi korkeus. Tämän vuoksi messinkiinstrumentit vaihtelevat suuresti koossa.Näin ollen messinki instrumentit vaihtelevat kompaktista trumpettia, jossa on noin 4,5 jalkaa putkijohtoa, joka on laaja putki tuuban, joka voi olla 18-30 jalkaa tai enemmän. Pituuden ja ja jalan välinen suhde seuraa kaavaa: taajuus = äänen nopeus / (2 × tehokas pituus) perustilassa avoimen suljetun putki, vaikka kellon valokeila muuttaa tätä lähestyä suljettua käyttäytymistä perus.

Miten pituus vaikuttaa Pitch

Putken pituuden ja pikisuhteen välillä on fysiikan hallitsema seisovien aaltojen. Perustaajuus vastaa seisovan aallonpituutta, joka sopii täsmälleen putken tehokkaaseen pituuteen.

  • Perustaajuus:[] Alin taajuus, jolla ilmakolonni värähtelee. Se on käänteisesti verrannollinen laitteen tehokkaaseen pituuteen: pidempi putki tuottaa alemman perustason.
  • Ylivoimaiset/harmoniikka:[] Suuremmat taajuudet kokonaislukukerroilla (tai kellonsoittosoittimen soihdusta johtuvien pasuunoiden lähellä) perustaajuuden. Näiden avulla pelaaja voi tuottaa erilaisia muistiinpanoja ilman letkun pituutta.

Muuttamalla letkun pituutta.Venttiilien tai liukujen pituudet...Pintanopeapelaajien tiheys ja sen overtones vaihtuu, jolloin instrumentti tuottaa täydellisen värin. Esimerkiksi Bb:n trumpetti on noin 233 Hz:n perustaso, kun venttiilit eivät ole painetut. Ensimmäisen venttiilin kytkeminen lisää noin 10%:n letkuja, jolloin perustason tiheys on noin 208 Hz:n (G-konsertti) alapuolella, kun taas toinen venttiili lisää noin 5%:n puoliportaaaseen, ja kolmas venttiili lisää noin 15%:n pienen kolmannen pudotuksen osalta.

Harmonic-sarja ja sen rajoitukset

Harmoninen sarja tarjoaa joukon käytettävissä olevia muistiinpanoja kiinteän putki pituus.Luonnollinen sarja sisältää välejä kuten oktaavi, viides, neljäs, merkittävä kolmas, ja niin edelleen, mutta nämä välit eivät ole karkaistut.Ne ovat puhtaita välejä perustuu koko numeron suhde. Yhtä temperamentti (standardi viritys käytetään useimmissa länsimainen musiikki tänään), viides perus on hieman litteä verrattuna overtone-sarja, joka vaatii korvausta. Esimerkiksi kolmas osittainen (kirjoitettu G Bb trumpetti) kuulostaa usein terävä, koska se on 12. ylhäällä perus, kun kuudes osittainen (kirjoitettu D edellä henkilökunta) taipumus tuoda muistiinpanoja virittää. Tämä luontainen jännite luonnon harmonisia ja karkaistu viritys on jatkuva haaste messingin pelaajat, jotka on käytettävä embouchure, dia säädöt, tai vuorotellen sormenjäljentää virittää.

Kellon soihtu tuo myös harmonisen luonteen: korkeammat osittaiset eivät ole tarkkoja kokonaislukujen kerrannaisia, koska akustinen heijastuspiste siirtyy taajuus. Tämä vaikutus on erityisen havaittavissa Ranskan torvi, jossa kello on enemmän soihtu, ja voi tehdä tiettyjä harmonisia arvaamattoman teräviä tai litteä. Lisätietoja harmoninen sarja ja sen vaikutuksia messinki soittimia, katso [] Uuden Etelä Walesin yliopiston sivu messinki akustiikka[.

Venttiilien ja liukumäkien rooli tuningissa

Useimmissa messinkilaitteissa on mekanismit, joilla putken kokonaispituutta voidaan säätää, jolloin pelaaja pääsee kaikkiin kahteentoista kromaattiseen pitchiin.

  1. Valves:[]] Löytöt instrumenttien kuten trumpetteja, tubas ja eufonit, venttiilit reduce ilmaa ylimääräisiä silmukoita letkujen, lisäämällä kokonaispituuden ja alentamalla piki. Jokainen venttiili lisää tietyn pituuden: ensimmäinen venttiili tyypillisesti alentaa pitkiä koko askelma (100 senttiä), toinen puoli askelma (50 senttiä), ja kolmas pieni kolmasosa (150 senttiä). Kun useita venttiiliä käytetään yhdessä, yhdistetty letkun pituus on yleensä suurempi kuin yksittäisten pituuksien aritmeettinen summa, koska lisälenkit lisätään sarjaan. Tämä aiheuttaa viritysongelmia.
  2. Liukumäki:[] Yleinen pasuunoissa ja joissakin tubassa ja trumpeteissa, liukumäki fyysisesti laajentaa tai lyhentää letkun pituus. Pasuuna on suorin menetelmä, joka mahdollistaa jatkuvasti vaihtelevia pituusmuutoksia. Jokainen seitsemän liukuasento vastaa tiettyä pituutta, joka tuottaa perustason alennuksen peräkkäisten puoli-askeleita avoimesta asennosta. Koska dia mahdollistaa äärettömän hienosäätö, pasuunanpelaajat voivat säätää intonaatio välittömästi, vaikka heidän täytyy luottaa lihasmuistiin ja korvaharjoitteluun osua tarkka asentoihin.

Valssijärjestelmien kompensointi

Jotta voidaan puuttua standardiventtiiliyhdistelmiin kuuluviin intonaatiovirheisiin, monet eufonit ja tubat käyttävät kompensointijärjestelmää. Korvaavassa instrumentissa, kun tietyt venttiiliyhdistykset ovat käytössä, linkki lisää ylimääräisiä putkia pitkän korjaukseen. Esimerkiksi kompensoivassa eufoniumissa kolmannen venttiilin painaminen saattaa ohjata ilman läpi joukon ylimääräisiä silmukoita, jotka pidentävät kokonaispolkua, tasaten nuotin oikeaan kentän. Tämä suunnittelu mahdollistaa sen, että laite voi soittaa virittävästi kaikissa rekistereissä ilman, että pelaaja jatkuvasti säätää liukulaukaisimet. Tarkempi selitys kompensoivien venttiilijärjestelmien, viittaavat []Encyclopaedia Britannica.

Lämpötila ja sen vaikutus soittoun

Messinki-instrumentti viritys on erittäin herkkä lämpötilalle. Äänen nopeus ilmassa muuttuu lämpötilan kanssa, mikä puolestaan vaikuttaa tuottamien sävelten pituuteen. Äänen nopeus on noin 331 m/s 0°C:ssa ja kasvaa noin 0,6 m/s joka asteelle. Tämä muutos muuttaa suoraan ilmapatsaan resonanssitaajuuksia.

  • Lämmin ilma:[] Lisää äänen nopeutta, jolloin aallonpituuksit venyttävät ja instrumentti kuulostaa terävämmältä (korkeampi korkeudessa). Yleinen sääntö: 10 °F nousu aiheuttaa pitkin nousun noin 3-5 senttiä (satas semitonin). Siksi messinkisoittimet usein tuntuvat terävän pitkän esityksen aikana tai sen jälkeen, kun ne ovat lämpimässä huoneessa.
  • Kylmä ilma:[] Vähentää äänen nopeutta, mikä aiheuttaa nuotteja kuulostaa imartelevampi (alhaisempi piki). Lisäksi kylmä metalli supistuu hyvin hieman, lyhentää putken pituus ja vaikuttaa edelleen piki, vaikka nopeus äänen vaikutus on hallitseva tekijä noin kymmenen. Kuitenkin kylmä laite olisi lämmitettävä ennen virittämistä.

Ammattilaiset messinki soittimet usein säätää viritysliukumäkiään aikana esitykset kompensoimaan lämpötilan muutoksia, varsinkin siirtyessään eri vaiheissa eri ympäristön lämpötilat. Lämmitys väline kestävällä pelaa on normaali käytäntö ennen mitään kriittistä viritysistuntoa.

Lämpötilaa ylittävät ympäristötekijät

Kosteus ja korkeus vaikuttavat myös pikissä. Korkea kosteus lisää tiheyttä ilmaa hieman, mutta sen vaikutus äänen nopeuteen on minimaalinen (noin 1 m/s lisätä 100% kosteus 20 °C). Korkeusaste, toisaalta vähentää ilman tiheyttä ja siten äänen nopeutta, aiheuttaa välineen pelata litteämpää. Klo 5 000 jalkaa (noin 1500 m), äänen pudotusnopeus on noin 2%, joka voi tasaantua noin 35 senttiä. Brass pelaajat toimivat korkealla korkeudessa usein tarvitse käyttää lyhyempiä suukappaleita tai vetää dioja kompensoida. Lisää ympäristövaikutuksia viritykseen, katso UNSW. sivu viritys ja temperamentti[[].

Merkitys suukappale suunnittelu

Suukappale on ratkaisevassa asemassa messinki soitin virityksen ja sävyn tuotannossa. Se vaikuttaa värähtely huulien, ilmavirran ja akustisen impedanssin yhteensovittaminen soitin ja instrumentti. Jopa pienet muutokset suukappaleen geometriassa voivat olla huomattavia vaikutuksia intonaatioon.

  • Rim muoto:[ vaikuttaa pelaaja mukavuutta ja huulten joustavuutta. Laajempi vane jakaa painetta tasaisemmin, kun taas kapeampi vane mahdollistaa helpommin korkean rekisterin pelaamista, mutta voi olla vähemmän mukava pitkiä istuntoja.
  • Cup syvyys ja halkaisija:[ Vaikutus sävy ja piki vakaus. Syvempi kuppi tuottaa tummempi, rikkaampi ääni ja taipumus alentaa pitch of the soitin hieman; matalampi kuppi kirkastaa sävy ja nostaa pitkiä, erityisesti ylemmässä rekisterissä. Cup vaikuttaa myös .
  • Kilpakoko ja takaovi:[] Kurkku (pieni reikä kupin pohjassa) ja takaovi (kartiomainen kulku johtaa instrumenttiin) määrittävät ilman virtausvastusta ja virityksen ominaisuuksia. Pienempi kurkku lisää vastustuskykyä, mikä voi parantaa kestävyyttä ja joskus terävöittää piki; suurempi kurkku mahdollistaa enemmän ilmavirtausta, tummentaa sävyn ja voi tasaantua. Takaovi muoto vaikuttaa myös impedanssikäyrään, mikä muuttaa harmonisia ominaisuuksia helpoimmin.

Oikean suukappaleen valinta on tasapaino mukavuuden, halutun äänen ja virityksen tarkkuuden välillä. Hyvin sovitettu suukappale voi korjata kroonisen intonaation taipumuksia ja parantaa juonittelua. Kattavaa suukappaleen valinta-opas, vierailla []Bach.

Akustinen impedanssi ja virittäminen

Hienostunut ymmärrys messinki virityksen liittyy käsite akustinen impedanssi. Soitinten putki ja kello muodostavat resonaattori sarja impedanssi piikit sen resonantteja. Nämä huiput vastaavat muistiinpanoja harmoninen sarja. Pituus ja terävyys nämä huiput määrittää, kuinka helposti huomata ... (loot) ja kuinka kestävä se on pieniä piki poikkeavuuksia. Hyvin suunniteltu väline on vahva, tasaväkisesti porrastettu impedanssi huiput, jotka ovat linjassa halutun pitch kunkin harmoninen. Pelaajat tuntevat tämän .

Kellon soihtu toimii impedanssi muuntaja, jolloin seisovat aallot säteilevät ääntä tehokkaasti ja vaikuttavat myös yläharmoniikan viritykseen. Vedämällä ulos tai työntämällä viritysliukumäkeä, pelaaja siirtää koko joukon impedanssihuippuja, nostamalla tai alentamalla kaikkia nuotteja yhtä lailla. Kuitenkin, vaikutus ei ole täysin lineaarinen.Kellon soittosoitto soitto soi ja päättyy korjausmuutokset taajuudella, joten yhden nuotin virittäminen ei täysin takaa kaikkia muita ovat virittäneet. Siksi messinkisoittimet usein tarkistavat virityksensä useista muistiinpanoista eri sävelillä, ei vain vakiokonserttien pitkillä.

Käytännön soittostrategiat messinkipelaajille

Tarkka virittäminen vaatii muutakin kuin vain säätö dioja. Tässä on toimintakelpoisia tekniikoita, jotka yhdistävät fysiikan ymmärtäminen ja muusikkotaito:

  1. Käytä luotettavaa viritintä oppaana, ei kainalosauvoja:[] Elektroniset virittimet tai virityssovellukset auttavat tunnistamaan pikieroja nopeasti. Luota kuitenkin korviisi ja mittaa yhtä temperamenttia, mutta kokoonpanoviritys vaatii usein pieniä säätöjä vain intonaation saavuttamiseksi soinnuissa.
  2. Tarkista viritysliukumäkiä säännöllisesti:[[] Säädä dioja korjatakseen kentän tarpeen pelatessa. Trumppeilla pääviritysliukumäki vedetään ulos alas kokonaispiki; pasuunoilla kellon ovella oleva viritysliukumäki palvelee samaa tarkoitusta. Venttiilien osalta jokaisella venttiilillä voi olla oma liukumäki hienosäätöön tarkoitettuja yhdistelmiä varten.
  3. Lämmitä instrumentti:[] Pelaa pitkiä ääniä tuoda soitin pelilämpötilaan vakaampi viritys. Kylmä väline nousee pitch kuin se lämpenee, joten viritä vain puhaltamalla lämmintä ilmaa instrumentin läpi useita minuutteja.
  4. Harjoittele kohoamisen säätö:[] Vahvempi huulilihaksia parantaa piki tarkkuutta ja johdonmukaisuutta. Huulten hohto ja surinaharjoitukset auttavat kehittämään kykyä taivuttaa piki ylös tai alas tarkoituksellisesti. Hyvä harjoitus on pelata muistiinpanon kanssa lennokki ja hitaasti taivuttaa sitä kunnes rytmi katoaa.
  5. Pysy instrumenttisi sisällä:[[] Pidä venttiilit ja liukumäet voideltuina sileäksi. Tahmea liukumäki tai hidas venttiili voi tehdä virityssäädöistä epätarkkoja ja turhauttavaa. Säännöllinen puhdistus estää kertymisen, joka voi muuttaa sisämittoja ja vaikuttaa viritykseen.
  6. Kuuntele kriittisesti kokoonpanoissa:[] Tuning on jatkuva prosessi. Kouluta korva kuulla lyöminen välillä viesti ja muut, erityisesti yksinäinen tai oktaavin kohdissa. Esimerkiksi, jos A-440 on lyömällä oboe. Jos A-440 on oboe..., taivuta pitch kunnes rytmi hidastuu nolla. Vuonna soinnut, kuuntele laatua kolmasosat ja viidesosa.

Kehittyneet viritystekniikat

Ammattimainen messinki soittimien usein käyttää vaihtoehtoisia sormia tai vaihtoehtoisia liukuasemia parantaakseen piki vaikeat kohdat. Esimerkiksi, trumpetti, käyttäen ensimmäinen venttiili vain G (konsertti F) voi olla terävä, koska kolmas osittainen on luonnollisesti korkea, joten käyttämällä 1-2 yhdistelmä voi tuottaa imartelu, enemmän tuune versio. Trombone pelaajat muistavat vaihtoehtoisia kantoja kunkin nuotin mahdollistaa nopeat säädöt; esimerkiksi korkea Bb voidaan pelata ensimmäisessä asennossa (harppu) tai hieman pois neljännessä asennossa (flatter). Leikkii lennokki nuotti asettaa tonic, säätämällä kunkin muistiin mahdollisimman paljon rytmit.

Ymmärtäminen väline ... idiosynkrasies...tietäminen, mitkä nuotit harmonisessa sarjassa ovat yleensä teräviä tai litteitä, on tärkeää nopeiden korjausten kannalta. Esimerkiksi tyypillinen Bb-trumpetti, kolmas osittainen (kirjoitettu G) on usein terävä, neljäs osittainen (kirjoitettu C) on yleensä hyvä, viides osittainen (kirjoitettu E) on terävä, ja kuudes osittainen (kirjoitettu G edellä henkilökunta) on litteä. Ottamalla nämä taipumukset mieleen, pelaaja voi ennalta säätää embouchure tai valita toisen sormen.

Pelaaja ... vaikutus: Embouchure ja ilmatuki

Ei keskustelua messinki viritys on täydellinen ilman käsitellään pelaajaa. Kohouma vaikuttaa suoraan kentällä ohjaamalla jännitystä ja massaa värähtelevä huulet kudos. Tiukemmat huulet tuottavat korkeampi piki, kun taas löysämmät huulet alentaa sitä. Ilmanopeus on yhtä tärkeää: nopeampi ilma (korkeampi paine) nostaa pitch, kun taas hitaampi ilma putoaa sitä. Taitava pelaajat voivat tarkoituksellisesti teroittaa tai litteä nuotti jopa neljäsosa sävy tai enemmän, jotta ne voivat korjata intonaatio ilman liikkuvaa dioja. Tämä on tärkeää pelaa sointuja juuri intonaatio, jossa kolmas sointu saattaa olla laskea 14 senttiä ääni puhdasta.

Tämä kyky vaatii erinomaista hengitystukea ja lihasten hallintaa. Monet messinki kasvattajat suosittelevat harjoittelemista pitkiä ääniä lennokki kehittää tämän sisäisen viritysmekanismin. Lennokki tarjoaa viitekenttä, ja pelaaja on säädettävä niiden kohouma ja ilma poistaa biittiä, luoda puhdas yksison tai konsonantti intervalli. Ajan mittaan pelaaja rakentaa henkinen kartta suukappaleen vastus ja instrumentti vastauksen, jolloin hetkellinen korjaukset aikana suorituskykyä.

Päätelmä

Messinki soitin viritys fysiikka yhdistää tieteen ääniaaltojen, mekaniikka instrumenttisuunnittelun, ja taitoa soitin. Masteroimalla kuinka putki pituus, lämpötila, suukappale suunnittelu, ja pelaaminen tekniikka vaikuttaa piki, muusikot voivat avata täyden potentiaalin niiden instrumentit. Olitpa aloittelija tai kokenut ammattilainen, ote näistä perusasioista on avain saavuttaa kaunis, tarkka messinki sävyjä. Tuning ei ole vain mekaaninen teko, vaan jatkuva keskustelu pelaaja, väline, ja ympäristö.