Фізика Brass Instrument Bell Shapes і Звукопропагація

Дзвонять шапи та їх акустичні ефекти

Брати інструменти використовують різноманітні профілі живота, кожен з яких пошитий для виготовлення специфічного тонального балансу та радіаційного малюнка. До найбільш поширених форм відносяться флаєровані, конічні, пальці, конічні дзвіночки. Нижче кожен вивчається докладно, в тому числі як його геометрія впливає на частотне фільтрування, імпедансування, відповідність та безпосередність.

Фольксований Bell

Блакитний дзвіночок розширюється поступово, часто слідуючи кривою, яка збільшує радіус швидше до відкриття. Ця форма розгладжує зміну опіру, яка покращує ефективність випромінювання для більш високих частот. Результат - яскравий, блискучий тон з сильною проекцією. Козирки і карнизи зазвичай використовують льодяні дзвіночки, щоб зрізати оркестром або смугою. Норма флає також впливає на «згортання» нот — як надійно гравець може центрувати крок. Ще більш швидке флає може зробити високі ноти більш стабільними, але може зменшити низьку багатість.

Експлуатаційний Bell

Експоненціальний дзвін розширюється за математичною екстреною кривою. Ця форма забезпечує ближній опір спинці, що відповідає широкому діапазону частот, що призводить до збалансованого тону з насиченим гармонічним змістом і навіть проекції. Часто вона зустрічається на професійних рівнях тромбонах і Французьких рігах. Експоненціальний профіль мінімує внутрішні рефлексії, що дозволяє інструмент вільно говорити і швидко реагувати на артикулацію. Однак тому, що блідо дзвінка є більш ніжним, звук може бути менш зосереджений, ніж параболічний дизайн, що робить його добре підходить для ансамблю, граючи де суміш є важливим.

Параболічний дзвін

Параболічний дзвіночок має криву, яка прискорює до обіду, створюючи «відданий» або вузьке горло перед драматичним флаєром. Ця форма концентрує звукову енергію вздовж осі живота, виробляє спрямовану, проникаючу проекцію. Вона вигідна в одиночних інструментах, таких як флейгельрі або деякі трубні конструкції, побудовані для гри. Параболічний профіль виступає як рігова антена, заточуючи візерунок випромінювання. Хоча це дає відмінну проекцію в одному напрямку, це може зробити інструмент менш повним, щоб слухачі сидячи на ві. Гравці, які часто виконуються в великих залах або на відкритому майданчиках часто вибирають параболічні здібності.

Конічний дзвінок

Конічні дзвінки мають майже лінійну швидкість розширення, з мінімальним флаєром біля відкриття. Цей дизайн виробляє теплий, темно-тонкий з м'яким, дифузним малюнком випромінювання. Характеризується французьким рогом і деякими літніми карнизами. Конічний профіль знижує високочастотний акцент, що робить звук суміш природним чином з іншими інструментами в оркестрі. Тому що імпеданс матчування менш ефективний при високих частотах, інструмент може бути спокійним, але пропонує оксамитовий тембр, який може бути сформований через розміщення рук у дзвіниці — техніка, унікальна французькому ріг.

Фізика звукопропагації: Частотний фільтр, Радіаційні шаблони та фази вирівнювання

Форма дзвінка впливає на три критичні аспекти поширення звуку: які частоти посилюються або пригнічують, як звук поширюється на простір, і чи залишаються згуртовані хвилі.

Частотний фільтр

Кожен дзвіночок виступає в якості акустичного фільтра. Частота відключення — де флаєт дзвоника стає занадто невеликим, щоб підтримувати ефективне випромінювання нижніх частот — визначає основний час приладу. Нижче відрізка, хвилі відображаються назад в інструмент, зміцнюючи певні гармоніки і створюючи характерну «брусність» звуку. Над відрізком хвилі, що просяжуються вільно. Швидкість флаєта і загальна довжина живота пересуває частоту відключення. Великий, поступовий флаєр знижує відрізок, що дозволяє більш низькі частоти до проекту і виготовляючи темний, повнозорий звук. Менше, більш різкий флаєр піднімає цей яскравий фільтр

Радіаційний візерунок

Форма дзвіночка також визначає безпосередність звуку. Широкий, блічений дзвіночок розсіює звук по-ширині, роблячи інструмент, який можна отримати з багатьох кутів — траєта бажано для виконання ансамблю. Вузька, параболічний дзвін фокусується звук в щільному промені, який може бути вигідним для соло, але робить інструмент більш тихим для гравця. Патернометр випромінювання змінюється з частотою: більш високі частоти більш спрямовані, при цьому менші частоти розподіляють ще рівномірно. Саме тому трубка може яскраво і ясно прямо перед дзвіницею, але приглушені до сторони. Музиканти можуть використовувати це, зануривши дзвін у глядачів або використовуючи мути малюнок, щоб змінити малюнок

Фаза вирівнювання та поглинання хвильової лінії

Як звукові хвилі виходять дзвіночок, різні порції хвильової лінії подорожують різні відстані від обіду до слухача. Якщо форма дзвінка викликає ці довжини шляху, щоб істотно відрізнятися, хвильовий фронт може стати неправильним, що веде до фази ануляції і втрати ясності. Добре продуманий дзвінок забезпечує, що хвильовий фронт виходить як когерентна сферична або площинна хвиля, зберігаючи цілісність звуку. Видаткові і розшаровені дзвінки, як правило, виділяють в фазі вирівнювання, оскільки поступове розширення зберігає хвильові фронти гладкими. Параболічні дзвінки, при фокусуванні енергії, можуть вводити незначні відмінності фази, які дають звучання більш чітким, ніжним мистецтвом, оскільки

Ефекти розміру та матеріалу Bell

За загальним профілем, фізичними розмірами та будівельним матеріалом дзвіночка додатково рефінує акустичний підпис приладу.

Розмір дзвоника

Діаметр дзвіночка, що відкривається безпосередньо впливає на низькучастотну відповідь. Чим більший дзвін (наприклад, 9-дюймовий на бас-тромбоне) краще випромінює низькі частоти, виробляє багатий, потужний звук. Невеликий дзвін (наприклад, 4.5-дюймовий на трубі піккол) розрізає низькі і підкреслює високі, що врожує яскраві, орієнтовані тони. Болл горло — найвимогніша точка, як тільки перед флаком — також має значення. Затяжна горло збільшує зворотну напругу, що інструмент відчуває більш стійкий до удару, але простіше контролювати високий реєстр. Широка горла дозволяє більш вільно дригувати, але може зробити великі ноти.

Матеріал і товщина

Більшість латунних інструментів дзвіночки виготовляються з латунних сплавів, але специфічна композиція і товщина впливу вібрації і резонансу. Загальні сплави включають жовті латуні (70% міді, 30% цинку), золоті латуні (85% міді, 15% цинку), і червоні латуні (90% міді, 10% цинку). Високий вміст міді пом'якшує метал, зменшуючи високочастотні коливання і виробляє темний, теплий тон. Тонше дзвіночки в'язують більш вільно, дають більш швидкий відгук і яскравіший звук, але вони можуть бути більш схильні до вираження. Підгущувачі дзвони більш жорсткі, що виробляє темний, більш орієнтований звук з більш більшою, але подібним менше

Практичні наслідки для музикантів

Розуміння фізики дзвінка дозволяє музикантам зробити поінформовані вибір при виборі або введення інструмента. Наприклад, провідний гравець в трубі в великій гурті, що виконує великі місця, принесе користь від великого, параболічного дзвінка, який продає яскравий, орієнтований звук. Попередження, оркестровий французький ріг-плеєр, який повинен гармонізувати з струнками і духовими духовими духовками, воліють конічний дзвіночок з більш широким, теплішим малюнком випромінювання. Вибір матеріалу також контекстно-залежні: золоті латуні дзвіночки популярні серед класичних терористів для їх темних, насичених тонів, а жовті латуні поширені в комерційній музики для його більш яскравого крою.

Поспішає в акустичному моделюванні та комп'ютерно-проданий дизайн тепер дозволяє переробцям прогнозувати та оптимізувати продуктивність дзвінка без нескінченних фізичних прототипів. Аналіз фініту може імітувати, як дзвіночок вібрує і променує звук, що дозволяє точні коригування до швидкості блідо, діаметру горла і товщини стін. Це призвело до інструментів, які більш послідовні і прості у грати по всьому діапазону. Однак ні моделювання може замінити тактильний відгук кваліфікованого гравця. Багато професійних інструментів все ще ручні, з дзвониками, вишуканими через роки традиції і прослуховування.

Останні теми: Bell Flare Rate і Throat Design

Два додаткових параметрів, які мають глибше дослідження, є курсом пальника та геометрією горла. Швидкість блідо - як швидко дзвонить розширюється з горла до обіду - часто описано «фактором флаєсу» або «споживання коефіцієнта». Швидкий флаєр (коротке дзвони) зміщує частоту відрізання вгору, підкреслюючи високі та робить інструмент більш фокусним. Уповільне флає (довгий дзвоник) знижує відрізок, що виробляє більш темний, більш відкритий звук. Комбінований з загальною довжиною живота, фларея визначає інструмент «вага» і «прочитати».

горло — найменший діаметр точки в ділянці живота — виступає як пляшкове вирізка, що впливає на на задню і настоянку. Чим менша горло підвищує стійкість інструменту, допомагає стабілізувати високі ноти і поліпшити прорізання, але може викликати начинку в нижній регістр. Чим більше горло сприяє вільному удару і широкому звуку, але може зробити високий контроль реєстру більш складним. Діаметр глотки часто пошитий до сили втілення гравця і специфічним музичним вимогам їх репертуару.

Розширюючи дзвіночок: історичні та сучасні перспективи

Дизайн Bell був перетворений протягом століть. Ранні інструменти латуні, такі як природний трубний, мали довгі, прямі дзвінки з мінімальним флаєром. Як музика стала більш динамічними і оркестрами розширилася, змушує почали експериментувати з більшими дзвіночками і більш складними флаєрами для збільшення проекції і насиченості. Винахід клапана в 19 столітті дозволило хроматичну гру, а дзвіночки стали більш складними для розміщення розширеного діапазону. Сьогодні комп'ютерне виготовлення та передові металлиргії дозволяють безпрецедентним рівнем точності. Деякі сучасні інструменти використовують «стелені» або «багаторівний» дзвіночки, де плавність змін на різних точках з'ющих точок, що дозволяють поєднувати яскраві можливості для поєднання.

Ключові заготовки та подальше читання

Дзвін є найбільш критичним компонентом для формування звуку латунь інструмента. Його форма, розмір і матеріал визначає, наскільки ефективно звукові передачі енергії в повітря, які частоти підкреслюють, і як звук поширюється в космосі. Для гравців розуміння цих принципів дозволяє їм вибрати інструменти, які доповнюють свої музичні цілі. Для виконавців вона забезпечує Дорожню карту для інновацій.

Продукція ]

Висновок

Дзвіночок інструмента латунь втілює в собі залежність фізики, майстерності та музичного виразу. Модулюючий опір, фільтруючі частоти та прямі хвилі, дзвіночок перетворює сиру вібрацію губ гравця в насичений, потужний, а також гучний звук, який визначає музику латунь. Чи розробляє новий інструмент або вибираючи правильний для виконання, розуміння фізики за формою дзвінка, надаючи музикантам можливість зробити вибір, які розблокують весь потенціал інструменту. У руках кваліфікованого гравця, дзвіночок не просто трубка — це акустичний інструмент у власній власній власній власній власній власній власній.