План
Звук.У.с.166
Пристрій струнних інструментів (корпус, шийка, струни)-К.с.18 -2.5 Про історію лютні
Поява рояля.К.с.32
Заключеніе.К.с.181
Людина живе у світі звуків. Звук-це те, що чує вухо. Ми чуємо голоси людей, спів птахів, звуки музичних інструментів, шум лісу, грім під час грози. Почувши якийсь звук, ми звичайно можемо встановити, що він дійшов до нас від якогось джерела. Розглядаючи це джерело, ми завжди знайдемо в ньому щось нестійке. Якщо, наприклад, звук виходить від репродуктора, то в ньому коливається мембрана - легкий диск, закріплений за його кола. Якщо звук видає музичний інструмент, то джерело звуку - це коливається струна, що коливається стовп повітря та ін
Але як звук доходить до нас? Очевидно, через повітря, який розділяє вухо і джерело звуку. Але що поширюються коливання - це хвиля. Отже, звук поширюється у вигляді хвиль. Якщо звукова хвиля поширюється в повітрі, значить - це хвиля поздовжня, тому що в газі тільки такі хвилі і можливі.
У поздовжніх хвилях коливання часток призводять до того, в газі виникають змінюють один одного області згущення і розрідження. Те, що повітря - "провідник" звуку, було доведено досвідом, поставлених у 1660 р. Р. Бойл. Якщо відкачати повітря з-під дзвони повітряного насоса, то ми не почуємо звучання що знаходиться там, електричного дзвінка.
Звук може також поширюватися і в рідкому, і у твердій середовищі.
Відчуття звуку створюється тільки за певних частотах коливань у хвилі. Досвід показує, що для органів слуху людини звуковими є тільки такі хвилі, в яких коливання відбуваються з частотами від 20 до 20000 Гц. Найнижчою з чутних людиною музичних звуків має частоту 16 коливань у секунду. Він з залучати органом. Але застосовується не часто - дуже басів. Розібрати і зрозуміти його важко. Зате 27 коливань у секунду-тон цілком ясний для вуха, хоч також рідкий. Почути його можна, натиснувши крайнnю ліву клавішу рояля. Абсолютний "нижній" рекорд чоловічого баса, поставлений у XVIII столітті співаком Каспаром Феспером - 44 коливання в секунду. 80 коливань у секунду - звичайна нижня нота гарного баса і багатьох інструментів. Подвоївши число коливань (підвищивши звук на октаву), приходимо до тону, доступному віолончелі, альта. Тут відмінно почувають себе і баси, і баритони, і тенора, і жіночі контральто. А ще октава вгору - і ми потрапляємо в ту ділянку діапазону, де працюють майже всі голоси і музичні інструменти. Недарма саме в цьому районі акустика закріпила загальний еталон висоти тону: 440 коливань у секунду ( "ля" першої октави). Аж до 1000-1200 коливань у секунду звуковий діапазон сповнений музикою. Ці звуки - самі чутні. Вище слідують менш населені "поверхи". Легко підіймаються на них лише скрипки, флейти, орган, рояль, арфа. І повновладними господинями виступають дзвінкі сопрано. Вершини жіночого голосу забралися ще далі. У XVIII столітті Моцарт захоплювався співачкою Лукрецією Аджуярі, яка брала "до" четвертої октави - 2018 коливань в секунду. Француженка Мадо Робен (померла в 1960 році) співала на повний голос "ре" четвертої октави - 2300 коливань в секунду.
Ще кілька рідкісних, неходжених сходинок (доступних хіба майстрам художнього свисту) - і музичний діапазон кінчається. Звуки вище 2500-3000 коливань у секунду в якості самостійних музичних тонів не використовуються. Вони занадто різкі, пронизливі.
Це камертон різних розмірів - прості пристрої, що представляють собою зігнуті металеві стрижні на ніжках. Чим більше розміри камертонів, тим нижче звук, який він випускає при ударі по ньому.
Звуки навіть одного тону можуть бути різної гучності. Ця характеристика звуку пов'язана з енергією коливань у походженні та у хвилі. Енергія коливань визначається амплітудою коливань. Гучність, отже, залежить від амплітуди коливань. Але зв'язок між гучністю і амплітудою не проста.
Самий слабкий ще чутний звук, що дійшов до барабанної перетинки, приносить в 1с. енергію, що дорівнює приблизно 10 -16 Дж, а найгучніший звук (реактивного ракетного двигуна в декількох метрах від його н)-близько 10 -4 Дж. Отже, за потужністю найгучніший звук приблизно в тисячу мільярдів разів перевершує самий слабкий. Але цього не можна сказати про гучності звуку. Про звуках взагалі не можна сказати, що один з них у два, три, а тим більше в мільйони або в мільярди разів гучніше іншого. Про звуках різної гучності кажуть, що один гучніше іншого не в стільки-то раз, а на стільки-то одиниць. Одиниця гучності називається децибел (дБ). Наприклад, гучність звуку шелесту листя оцінюється 10 дБ, шепоту - 20 дБ, вуличного шуму - 70 дБ. Шум гучністю 130 дБ відчувається шкірою і викликає відчуття болю. Про гучності вуличного шуму, наприклад, можна сказати, що вона на 60 дБ більше гучності шелесту листя.
Звукові коливання, що переносяться звуковою хвилею, можуть служити змушує, періодично змінюється силою для коливальних систем і викликати в цих системах явище резонансу, тобто змусити їх звучати. Такий резонанс називають акустичним резонансом. Наприклад, пристрій для отримання чистого тону, тобто звуку однієї частоти, камертон сам по собі дає дуже слабкий звук, тому що площа поверхні вагається гілок камертону, дотичної з повітрям, мала і в коливальний рух приходить занадто мало частинок повітря. Тому камертон зазвичай зміцнюють на дерев'яному ящику, підібраному так, щоб частота його власних коливань була рівна частоті звуку, що створюється камертоном. Завдяки резонансу стінки скриньки теж починають коливатися з частотою камертону. Це коливання великої амплітуди (резонанс!), Та й площа поверхні ящика велика, тому звук камертона виявляється значно більш гучним. Ящик так і називають - резонатор. У музичних інструментах без резонаторів теж не можна обійтися. Ними служать деки. Без них, від одних струн, звуки були б майже не чути.
Все сказане відноситься до звуків взагалі, але нас цікавить тільки музичний. У чому його відмінність? Фахівці кажуть: вовче виття і комариний писк - музичні звуки, а барабанний бій і стукіт кастаньєт - просто шум.
Люди з давніх часів створюють і вдосконалять різні музичні інструменти.
В Африці, Південній Америці, Азії кілька століть тому корпусом для струнних інструментів була звичайна гарбуз, а в арабському двухструнном ребаб для цієї мети служить панцир черепахи. Нурійскіе людожери зробили колись мальовничий кіссар з людським черепом. Старовинні рибалки всіх країн освоювали раковини, гончарі - глиняні горщики. Ошукані свинячі бульбашки, берестяні короба - все це людина змушував підспівувати струнах.
Але після тисячі перевірок і проб кращим матеріалом виявилося дерево. З нього виходили самі дзвінкі, найлегші і самі чуйні корпусу струнних інструментів. Ще в Древньому Китаї, в старій Індії під струнами ставили дерев'яні довбані чаші і коробки - відкриті або закриті, обтягнуті зміїною шкірою. Фігурні ж корпусу, склеєні з вигнутих дощечок, тонкі, ретельно вироблені дена і деки, прижились і в античному світі, і в середньовічній Європі.
Для струн теж відчували дуже багато матеріалів. І кручена деревна кора, і нитки бамбука, і бичачі жили, і сушені мавпячі кишки, і, звичайно, метал - різні сорти та сплави, різна товщина, міцність.
Крім корпусу і струн в більшості інструментів є ще шийка. Її з самого початку робили дерев'яним, зате над формою шийки музичні майстри попрацювали чимало.
У африканських попередників арфи - кіссаров, вамбі, Кунда - шийки загиналися крутими дугами. Багато років минуло, поки люди здогадалися, що шийки зовсім не обов'язково вигинати. Пряма шийка - ось до чого прийшла в кінці кінців музична техніка.
До рівній дошці музиканти стали притискати струни пальцями, і замість чотирьох-п'яти (за кількістю струн) звуків відразу отримали великий їх запас. Можливості музичної творчості розширилися безмежне. Приблизно п'ять тисяч років тому ассірійці і вавілоняни звели воєдино три винаходи: дерев'яний корпус, широку пряму шийку і кілки для роздільного натягування струн. Так народився четирехструнний інструмент, який араби пізніше прозвали "аль-уд" (у буквальному перекладі "дерево"). І саме він став, по суті, першим зразком знаменитої багатострунних лютні. Поступово о-а підкорила Персію, Індію, Китай, а через 22 століття - Європу. До цього часу вона значно вдосконалювалася. На шийці з'явилася тверда платівка-гриф, на ньому замість навязних мотузяних або жильних ладів - кістяні.
У середньовіччі в життя європейців лютня зайняла настільки ж міцне становище, як в наші дні рояль. Однак через деякий час гітари, мандоліни і, звичайно, скрипки поступово витіснили лютні з її місця, яке вона займала протягом стількох століть, тому що в порівнянні з простими і доступними всім новими інструментами лютня здавалася надто громіздкою, складною і безнадійно старомодною.
Ім'я творця сучасної скрипки увічнено в приказках, йому присвячені легенди, про нього написані цілі книги. А про творця фортепіано знають тільки фахівці інструментоведи, та й їм відомо дуже мало. Слава пройшла повз цього чудового майстра, хоч заслуги його величезні.
Бартоломео Крістофорі служив наглядачем музею музичних інструментів у Флоренції. Все життя він провів серед клавесинів і клавікорди і безперервно думав про їх поліпшення. Відмінний майстер, він скептично ставився до гігантоманії, якої в його час заражалися клавірних техніка. Відчував, що необхідно щось просте і принципово нове. Але тільки на схилі років дозріло в його голові винахід, якому випала доля стати великим.
Задум Крістофорі виглядав просто. Не треба смикати за струни, як у клавесині, не треба підтискати їх, як у клавікорда. Набагато краще буде бити по струнах молоточками. Адже силу удару можна міняти, а значить, і варіювати гучність звучання струни.
Суть цієї ідеї не була новинкою. Ще в древніх цимбалах струни порушувалися ударами. Завдання полягало в тому, щоб зв'язати рух молоточка, що б'є по струні, з натиском клавіші. Сильний удар пальця по клавіші має спричинити за собою і сильний удар молоточка по струні, а легкий дотик пальця до клавіші - легкий, ніжний удар по струні. Це головне, чого треба було домогтися.
Ніхто не знає, скільки безсонних ночей провів Бартоломео, надаючи свою думку в безшумний складний механізм. Ніхто не знає, скільки варіантів довелося забракувати, перш ніж з'явилися зразки, задовольняли винахідника. Зрештою, на кожну клавішу він вирішив поставити рухливе поєднання двох хитромудрих систем дерев'яних важелів, що закінчуються легким молоточком, обтягнутим шкірою. Молоточек ударяв по струні, а м'який повстяний демпфер глушив її, коли палець знімався з клавіші.
У 1709 році якийсь знатний відвідувач музею у Флоренції побачив там чотири клавесина, оснащених новою механікою. То були інструменти Бартоломео Крістофорі. Талановитий майстер дав їм, і ім'я "gravce mbalo col piano e forte" - "клавіцембали з тихим і гучним звуком". Так з'явився "тіхогром" - "фортепіано". Головне достоїнство його було відображено в самій назві.
Крістофорі вважав свій винахід далеко не закінченим і не поспішав сурмити про нього на увесь світ. Але це зробив один музичний журнал. І тоді, якщо вірити чуткам, в гості до винахідника знизав овал сам Йоганн Себстьян Бах. Яке він виніс судження, невідомо, але після візиту великого музиканта темпераментний італієць схопив сокиру і безжально порубав механіку на черговому клавесині з "piano e forte. Тим не менш наполегливий італієць довів свій винахід до досконалості.
Крістофорі помер в невідомості. Блискучого урочистості свого дітища він не побачив. Гучний і прозорий звук фортепіано аристократам здавався грубим, різким. Навіть у 19 столітті новий інструмент зустрічав супротивників, та й не тільки серед дурнів. Його недолюблював, приміром, Генріх Гейне, який вважав, що стукати по струнах молотками - заняття блюзнірське.
На щастя, справу вирішували не поети, а музиканти. Молоточковий фортепіано благословили Бах, Моцарт, Бетховен. Потужність звуку, багатство інтонації відкрили йому дорогу у великі зали - до широкого загалу. І народу припав до смаку прекрасний, нечуваний перш дзвінко розкотистий голос, який гримів грім, то затихав до найтоншого піанісимо. На фортепіано вперше зазвучала революційна "Марсельєза". Воно стало робочим інструментом композиторів, оселилася у будинках городян. Але музичні майстри не сиділи склавши руки. Вони постійно вдосконалювали творіння Крістофорі.
Скільки колективних зусиль поєднала в собі сучасна фортепіанна механіка! Нині вона відточена до найдрібніших деталей. Майже невловимі нюанси ударів по клавішах нинішній рояль у повній цілості передає струнах.
Чудовим подією був винахід фортепіанних педалей, особливо правої, що звільняє струни від заглушують демпферів. Протяжність співзвуч, їх складання, збагачення акордів, посилення, зміна тембру звуку - ось як багато дала один тільки права педаль!
Змінилися й струни - стали міцнішими і нарядно. Тепер їх стали робити не з латуні, а зі спеціальної сталі і дуже ретельно виробляють. Їх стало більше, натяг їх збільшилося, тому що, сильно натягнуті, вони звучать набагато краще. Розташування теж змінилося: не одним рядком, як колись, а двома і навіть трьома мимобіжними. Це економить місце, зберігаючи необхідну довжину струн.
У першому ж фортепіано оновилася дека. У порівнянні із старовинною клавесинних вона стала тонше, міцніше, дзвінкіше. Моцарт у свій час захоплювався, як спритно виробляв цю "гармонійну дошку" фортепіанний майстер Штайн. "Виготовляючи її, - писав Моцарт, - він виставляє її на повітря, на спеку, під дощ, під сніг, три чорти на розправу, для того щоб дошка розтріснулася. Тоді за допомогою пластинок і клею він наповнює тріщини. Коли гармонійна дошка так приготовлена , можна ручатися, що їй нічого не зробиться ".
У наші дні деки присвячені цілі наукові дослідження. Про її матеріалі, товщині, розмірах, конфігурації вчені пишуть дисертації. Ще б пак, саме вона-головна деталь звукової системи рояля. Деякі майстри наважувалися і на докорінну переробку фортепіано. Ставили його "на диби", з'єднували пару інструментів в один, винаходили нові клавіатури. Але настільки серйозна ломка традиційного будови інструменту не увінчалася успіхом. Виняток становить лише винайдений в 1880 році і всюди сподобалося піаніно. Для роялів ж, навіть вельми оригінальних - автоматичних, електрифікованих, - як і раніше основою служить випробувана часом система Крістофорі.
І тільки через 150 років після смерті чудового винахідника на його батьківщині, в Падуї, був поставлений пам'ятник цій видатній людині.
Скільки сил потрібно витратити щоб перетворити коливання повітря в чудовий звук! Майстри, що виготовляють музичні інструменти, вкладають душу і весь досвід, накопичений роками, у свої тво ренію. І ми можемо тільки захоплюватися як вони перетворюють звичайні повітряні хвилі в прекрасну музику!
З розвитком музичної механіки в синтезаторах та інших сучасних інструментах використовується все більше різних фізичних спецефектів, і чим далі буде вдосконалюватися фізика, тим далі піде музична наука.
