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真鍮楽器音響の機械基礎を探索する
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真鍮の器械の音響学の機械基礎
楽器 - トランペット、トロンボーン、フレンチホーン、チューブ、およびその親戚 - 物理的な、工学、および人間の生理学の慎重な相互作用を通して、自分の象徴的な音を誘発します。 プレーヤーの唇の振動、チューブの幾何学、バルブやスライドの作用、および構造で使用される材料は、すべての機器の音声に貢献します。 これらの機械的基礎を理解するだけでなく、技術や音楽家を最適化するのに役立つだけでなく、それらの技術は、その技術をより効果的に活用するのに役立ちます。
この記事では、真鍮の楽器を支配するコア機械的および音響原理を探求します。 唇の初期のバズから、音波の投影をコンサートホールに。 プレーヤー、教師、愛好家は、これらの楽器がどのように機能するかの体系的な理解を得るでしょう。そして、その知識を実践的に適用する方法。
サウンドの始まり:プレイヤーの唇と口笛
基本レベルでは、真鍮の楽器は]の、リプ駆動の風器です。 プレーヤーは、マウスピースに対して唇とバズリングサウンドを作成し、楽器内の空気の列を振動に設定します。 このプロセスは、機械的および空力的な要因の両方を含みます。
唇の振動および浮上
プレーヤーの唇は、バルブのペアとして機能します。空気がダイヤフラムと腹筋の筋肉によってそれらの間で強制されると、それらは、唇の緊張と空気圧によって決定された周波数で開閉します。この急速な開口部と閉塞は、空気の流れを中断し、一連の圧力パルスを生成します。 - 注意深い音は、ノートのピッチを決定しますが、それはは、天然ガスを除去するために[FLT]でなければなりません[F][F]を[F]、[F]]を[F]]]、[F]]を[F]]]]、[F]]]、[F]]]、[[F]]]]]、[[F]]]、[[F[F]]]]、[[[[[[[[[[[[[[[[F]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]、[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[
浮気(唇が位置し、緊張する方法)は、細かく制御された機械的システムです。プレーヤーは、唇の開口部、筋肉の堅さ、および口圧を変化させ、ピッチのフル範囲を達成するために学習します。 []]]] ニューサウスウェールズ大学の音響研究は、唇がリラックスオシレーターのように動作する方法を説明し、気流と非線形剛さによって駆動します。
口の部分: 弾く
マウスピースは、プレーヤーと機器の間のインターフェイスを提供します。そのカップ形状、喉径、およびバックボア(テーパーがメインチューブに誘導)は、唇の振動とその結果の音波が空気の列にどのように結合されるかを劇的に影響します。
- Cupの深さ:より深いコップはより濃い、より細い調子(一般にトロンボーンおよびフレンチホーンで使用されます)を収穫します。浅いコップはより明るい、よりピアシングの音(鉛トランペットのための典型的な)を作り出します。
- スロットサイズ]:より大きい喉はより多くの気流およびより広い音が、抵抗を減らすことができます、それは動脈硬化および制御に影響を与えます。
- リム形状:リムの幅と輪郭は、長い性能上の唇振動の安定性に影響を与える快適さと耐久性に影響を与えます。
マウスピース設計は、メーカーが数え切れないバリエーションを提供する独自の分野です。 マウスピースとレシーバーの間の機械的適合は、空気漏れや波反射パターンを破壊するのを避けるために精密でなければなりません。
空気コラム: 共鳴および立つ波
音が楽器に入ると、それらはチューブを移動し、 []air 列]と相互作用し、特定の周波数を増幅し、他の人を増幅する共鳴システム。
スタンド・ウェーブとハーモニック・シリーズ
真鍮楽器では、音波はマウスピース(アコースティックな用語でクローズドエンド)とベル(オープンエンド)の間、後ろと外側の音を反映します。チューブの長さがハーフ波長(円筒管の場合)または四分波(円筒管の場合)の複数のものである場合、 ]] は、波形です。この周波数は、この周波数は、LTFLTまたは[FLT]を[FLT:]]]に置き換えます。 [FLTFLT:[FLT:] [FLT:[FLT:]]]]は、または[FLT:[F]は、F]は、[F]は、[FLT:[F]は、[F]は、[F]は、[FLT:[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[F]は、[FLT:[F]は、[F]は、]は、[FLT
円筒管は、一方の端に閉鎖したため、共鳴周波数は、基本の奇数の倍数である(1 f、3 f、5 f ...)。 しかし、真鍮の楽器は完璧なシリンダーではありません。それは、フレアベルと多くの場合、テーパーを持っています。 これは、真の調和シリーズ(1 f、2th&spinsp; sf、これらは、これらの3&th&sp; sf、これらを3&sf&sp; sf、これらを3&th&sp; としました。
真鍮インスツルメンの物理 リソースの詳細 プレーヤーのリップ周波数が、安定したトーンを生成するために、機器の共鳴ピークと整列しなければならない。 リップ周波数が一致すると、インピーダンスが低く、音が効率的で大声です。 不一致すると、トーンは不安定または話すことができません。
長さおよびピッチ制御
楽器の基本的なピッチは、そのチューブの全長によって設定されます。例えば:
- Trumpet(Bmash) - 約1.4メートルのチューブ
- フレンチホーン (F) - 約3.7メートル(またはBlousホーン付き4.6メートル)
- Tuba(CC) - 約5.5メートル
長尺を変更するには、真鍮の楽器は]valves(回転またはピストン)またはslide(オントロンボーン)を使用します。 各バルブは、特定の間隔(例えば、ハーフステップ、全ステップによる最初のバルブ、および連続したバルブを回転させる)ピッチを下げる、チューブの所定の長さを追加します。
トーンを形づける機械部品
口紅や空気のコラムを超えて、楽器の物理的構造は音響に大きく影響します。曲がり、曲がり、表面仕上げは最終音に寄与します。
穴の形:円筒対円錐
穴 - 配管の内部の直径 - ほとんど定数です。 機器は主に円筒から主に円錐にスペクトルを当てます。
- Cylindrical bore(例、トランペット、トロンボーン):チューブは、その長さのほとんどのためのほぼ定数の径を維持し、そして鐘に急速にフレアします。 この穴プロファイルはブライト、フォーカス、およびプロジェクティブ)より高い調和で豊かなサウンドを生成します。 攻撃は鮮明で、そして、親友は共存する。
- 円錐ボア] (例えば、フッゲルホーン、フレンチホーン、チューブ): 塊は、口からベルに徐々に広まっています。 これは、]ワーマー、より濃く、より少ない著名な部分を持つトーンを作成します。 円錐ボアは、一般的に、レジスタでプレーし、よく混ぜる音を生成するのが簡単です。
多くの楽器はハイブリッドアプローチを使用します。例えば、現代のトランペットは円筒形のメインチューブを持っていますが、円錐リードパイプとフレアベル。テーパーの正確なレートは、侵入と応答に影響を与えます。
バルブとスライドメカニクス
バルブは、最小限のターブレンスで余分なチューブを介して気流をリダイレクトしなければなりません。ピストンバルブ(トランペットとチューブに共通)は、ケーシング内の上下に上下に移動する円筒ピストンを使用します。ロータリーバルブ(フレンチホーンで共通)は回転ドラムを使用します。どちらのデザインも正確な許容を必要とします:インチのわずか数千分のギャップは、漏れやスラグ行為を引き起こす可能性があります。
ベアリング表面] (移動部分とケーシングの間の接触)は、多くの場合、薄い油膜で滑らかでなければなりません。 [ ポーティング[] (バルブ内のチャネル)は、気流を破壊することを避けるために完全に整列する必要があります。 適切に維持されたバルブは、トーンとピッチを劣化させるインピーダンスの不一致を紹介します。
トロンボーンでは、スライドはストレート、平行、そして鏡面仕上げに研磨する必要があります。 デンツまたはスクラッチはドラッグを作成し、スライドをスティックに引き出すことができます。 ストッキング (内側のスライドの端に厚さするわずかな) スライドが動くように、一貫したシールを維持するのに役立ちます。
ベルフレアとそのプロジェクションの役割
鐘は単なる化粧品の欠陥ではありません。それは重要な音響コンポーネントです。音波が鐘に達するにつれて、フレアは波が空気に放射することを可能にするグラデーションインピーダンス変化を引き起こします。フレアの率と形状は、効率性異なる周波数が放射される方法を決定します。 []]]]](例:、チューブア)は、低速のLT LT LT を、より高くなります。 [[FLT] ]]]]]] ]]]]] (例: [FLT: [FLT:] (例: [FLT: [F]) [F] [FL: [F] [FL: [F] [FL: [F] [FL: [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [FL: [F] [F] [FL: [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [
鐘は、[の方向性の度を追加します。 高周波数で、鐘は、方向性プロジェクターとして機能し、音を前方に集中します。 低周波数では、放射線はより指向性です。 これにより、真鍮のプレーヤーの音が視聴者やマイクに相対的にベルを移動すると変化が生じるのはこのためです。
素材と仕上げ:科学が何を言っているか
真鍮プレーヤーの間で長年にわたる議論は、材料 - ブラス、シルバー、ニッケルシルバー、ゴールド - 音を影響します。音響研究は、機器の壁の[]の振動が、空気コラムのインピーダンスが壁インピーダンスよりもはるかに低いので、典型的な再生レベルで音の出力に最小限の効果を持っていることを示しています。しかし、内面仕上げ[FLT:]は、特に空気が、気流および低速(高濃度)に影響します。
アメリカの音響学会誌で出版された論文は、多くの場合、メッキや合金の違いが、奏者の反応とイントネーションの認識における微妙な変化をもたらすことを示していますが、これは、プレーヤーのエンボチャのフィードバックの変化により、物理的な差を指示する可能性が高い。 それにもかかわらず、プレーヤーは、一定の材料「フィール」が異なることを一貫して報告し、パフォーマンスの信頼性と一貫性に影響を与える可能性がある。
メカニックスの背後にある音響原理
いくつかのより深い音響の概念は真鍮の器械機能およびなぜ特定の機械選択の問題かを説明します。
インピーダンスとインピーダンス曲線
音響インピーダンスは、一定の時点で音量速度に音量の圧力の比率です。真鍮プレーヤーの場合、マウスピースのインピーダンスは重要です。各共鳴周波数は、入力インピーダンス曲線のに相当します。これらのピークの高さ、幅、および間隔は、再生の容易さ、ピッチ、および各音符の各音の調整を決定します。
楽器メーカーは、デザインを最適化するためにインピーダンス測定を使用します。例えば、より大きな穴を持つトランペットは、より低いインピーダンスピークを持ち、より空気を励起するだけでなく、よりリラックスした感触を提供します。より小さな穴は、楽器をより効率的にするだけでなく、エンボリューションにより敏感なものにします。
非線形行動と「Brassy」サウンド
ダイナミックなレベルでは、唇を通した気流はnonlinearになります。これは、波の形の歪みを意味します。これは、空気のコラムの調和的なシリーズにない追加の高周波コンポーネントを生成します。これらの追加の周波数は、真鍮の機器がfortissimoで生成する特徴的な真鍮、まぶしさを作成します。この鐘は、放射状の動作と非放射性物質がどれだけ発生するかです。
一部のプレーヤーは、空気速度とリップテンションを調整することでこれを意識的に制御します。 たとえば、トランププレイヤーは、大声でより明るく、より切断音を作り出すために「オーバーブロウイング」を使用します。 特に楽器の設計は、ベルと喉が、それが非線形政権にどのようになるかを期待しています。
温度および湿気の影響
空気中の音の速度は温度と湿度に依存しているため、楽器の演奏ピッチが温まるにつれて上昇します。 室温(20°C)で始まるトランペットは、体温に温まると、プレーヤーの呼吸の温度(32 °C程度)に温まると、シャープに再生します。 これは機械的問題です。 配管の長さは、補正するのに十分な変化はありません。 代わりに、プレーヤーは、スライド調整を省略したり、使用したりする必要があります。 湿度は、空気の低下に影響を与えます。 また、風が小さい温度よりも小さい効果があります。
屋外の性能または可変的な会場の温度のために、プレーヤーはこれらの要因を認識し、彼らのエンボチャを調節するか、または代替チューニングスライドを使用する必要があります。
ミュージシャンやメーカーの実用的応用
真鍮の楽器の機械的および音響的支持を理解することは、毎日のウォームアップからカスタム機器の設計まで、実際の利点をもたらします。
エンボチュアと呼吸のサポートを改善
唇が気流によって運転される弁として機能することを知っていることはプレーヤーに焦点を合わせるのを助けますのconsistent空気サポート]]を単に口圧ではなく。空気のダイヤフラム制御および安定した解放を開発する練習(長い音および流れの調査のような)はプレーヤーと器械の共鳴間のカップリングを直接改善します。プレーヤーはマウスピースの配置の小さい変化か縁圧力で実験して、最も有効なバズを見つけるために、それから基線を使用するように。
スタイルのための機器を選択
プレイヤーが大きなバンドでリードトランペットのための明るく、切断音を必要とするならば、浅いマウスピースと円筒穴と中ベルフレを備えたトランペットが適切です。 ウォームとブレンド、より深いマウスピースとより円錐ボア(フラッヘルホーンや大型のトロンボーンのような)を要求するボーリングオーケストラのために、好ましいです。 ボアプロファイルとベルデザインの下で、音楽家は、ブランドだけに依存しないよりも、選択をするために情報を与えることができます。
メンテナンスと調整
多くの調整と応答の問題は機械的です。漏れやすいバルブは、インピーダンスを減らし、高いノートを殺します。チューブの凹凸の凹凸は気流を破壊し、「スプレッド」トーンを引き起こす可能性があります。デブリや堆積物を除去するために内部の定期的な清掃は、楽器の元の音響特性を復元することができます。油とグリースは、バルブとスライドに一貫して適用され、スムーズでサイレントな操作を保証します。
[]Yamahaの真鍮の楽器のメカニズム[へのガイドは、メンテナンス手順の実用的な概要と、性能に影響を与える方法を提供します。
機器の設計と変更
器械メーカーは、インピーダンス測定をプロトタイプの新しい設計に使用したり、既存のものを変更したりすることができます。リードパイプテーパーを変更したり、ベルフレアプロファイルを調整したり、ベルに支柱を追加したり、楽器の応答をシフトすることができます。一部のカスタムショップでは、彼らは再生性特性のターゲットセットを達成するために、内部寸法を調整する「音響調整」サービスを提供しています。
口径の受信機を交換したり、回転子に異なる材料を使用しても微妙な変化でさえ、感じを変えることができます。機械的基礎を理解しているメーカーは、重要な真鍮の文字を保持しながら革新するより優れています。
真鍮楽器のメカニックスの歴史的進化
真鍮の楽器の機械設計は、芸術的な要求と工学能力の両方を反映し、何世紀にもわたって進化してきました。
- ナチュラル真鍮製器具](例えば、バロックトランペット、ホーンを狩猟):バルブやスライドなし。プレイヤーは、調和的なシリーズからのみ、クロマチック能力を制限するノートを選択しました。長さは固定されたので、楽器は1つのキーでありました。
- クロークと初期のスライド(18世紀):交換可能なクロックは、プレイヤーがチューブを追加または削除することによって、基本的なピッチを変更することができます。 スライドトランペットとトロンボーンは、リアルタイムで長さを変更するために、スライドをテレスコピン使用しました。
- バルブ発明(19世紀初):ピストンバルブ(ステルツェルとBlühmelによって開発)とロータリーバルブ(リデル)が真鍮の再生に革命を起こした。バルブは、すべての範囲にわたって完全にクロマティックスケールを有効にし、現代のトランペット、ホーン、およびチューブに誘導します。
- [20世紀の改良:精密加工、優れた合金、科学測定によって、一貫したイントネーションと応答のためにボア、ベル、およびバルブの移植を最適化することができます。 円筒ボアと大きなベル(例えば、バッハストラディバリウス)を持つ「ストレート」トロンボーンの開発は、新しい標準を設定しました。
今日、実験的なデザイン()、FとBlouxの両面で2つのフレンチホーン)が境界線を押し続ける。 [Grove Music Online]]は、真鍮の楽器のメカニズムの進化に関する広範な歴史記事を提供しています。
コンテンツ
真鍮楽器の音響の機械的基礎は、物理、手工芸品、そして音楽家精神の豊富なブレンドです。 口紅カップの精密な形状からベルの微妙なフレアまで、すべての細部は、楽器が実行し、音に影響を与える影響します。 これらの原則を理解しているプレーヤーは、その技術を拒否し、機器を賢く選択し、より効果的に問題を解決することができます。 メイカーやデザイナーは、近代的なミュージシャンの正確な要求を満たす楽器を作成するために同じ知識を描画することができます。
初めてのエンボクチャーや、新しいホーンを選ぶベテランのプロフェッショナルな学習者であるかどうか、機械的なアンダーピンの深い把握は、あなたの音楽の旅を強化します。 次回は、あなたの楽器をピックアップし、物理学と工学の多くの層を考慮して、唇の単純なバズを真鍮の黄金の音に変換します。