فیزیک و موسیقی

سال ها و شاید قرن ها قبل از آن كه قوانین حاكم بر آكوستیك موسیقی كشف شود، بشر از شنیدن اصوات موسیقایی لذت میبرده است و همواره برای خلق آثار ماندگار موسیقایی و هنری در تلاش بوده است. نخستین گام را شاید، فیثاغورث در عهد یونان باستان برداشته، او با مقایسه ارتفاع صدا های موسیقی با طول های مولد آن ها در تار مرتعش، نخستین بار ارقام را در فیزیك وارد ساخته است، فارابی و ابن سینا ایجاد و خواص ارتعاشات صوتی را كامل تر از پیشینیان خود تشریح كرده اند. از سوی دیگر، آكوستیك ساختمانی از قرن ها پیش از میلاد عملاً مورد توجه بوده است.

در قرن هفدهم، مرسن با اندازه گیری ارتفاع صداهای موسیقی (گام)، بین آكوستیك و موسیقی پلی برقرار می سازد. بعد از آن اثبات شد كه صوت در خلاء منتشر نمی شود و در اواخر همان قرن سوم، وجود گره و شكم را در موج های صوتی كشف كرد. و در همان سال ها نیوتن معادلات حاكم بر آن ها را نوشت و تشریح نمود.

از آن زمان تاكنون دانشمندان زیادی همچون دالامبر، برنولی، ورتایم و... بر روی ارتعاش تار، اندازه گیری سرعت صوت انجام داده اند و كشف این قوانین راه را برای مطالعات بعدی هموار ساخت، بیان نظریه هویگنس نتیجه این بررسی ها و محاسبه فركانس و طول موج اصوات بوده است.

هنگامی كه ماكسول نظریه های الكترومغناطیسی نور را به میان آورد، انقلابی در نحوة تفكر و پیدایش نظریه ها به وجود آمد بعداز اختراع ضبط صوت به وسیله ادیسون و وسایل انتقال الكتریكی به وسیله گراهام بلا استفاده از این نظریات در صنعت فزونی یافت و پیشرفت روز افزون آن كه تا به امروز ادامه دارد را موجب شده است.

گستره شنوایی گوش انسان از 20 تا 20000 هرتز (ارتعاش در ثانیه) می باشد. ما امروزه در همین گستره كه اصوات موسیقایی جزئی از آن است به دنبال صداهای نو باكیفیت بهتری می باشیم .

صوت موسیقی یا نت، صوتی است كه از ارتفاع های منظم تشكیل شده است و اثر خوشایندی بر گوش انسان دارد.

صوتی را كه می‌شنویم به خصوصیت های گوش و ساز و كار شنوایی و نیز ویژگی‌های فیزیكی صوت بستگی داد. صوتی را كه انسان با دستگاه شنوایی خود درك می‌كند، بر حسب سه مشخصه بلندی، ارتفاع و طنین بیان می‌كنند.

تار مرتعش

هنگامی كه یك تار را مرتعش می‌كنیم، تنها هماهنگ اول آن ایجاد نمی‌شود. بلكه هماهنگ های دیگر آن نیز به وجود می‌آیند. از برهمنهش این هماهنگ ها یك موج مركب ایجاد می‌شود. آنچه ما پس از مرتعش كردن یك تار می‌شنویم، از این موج مركب ایجاد می‌شود. اگر موج صوتی حاصل از پیانو و ویولون را با هم مقایسه كنیم و در هر دو مورد فركانس صوت اصلی 440 باشد، تعداد و دامنه هماهنگ هایی كه در ساختن این موج مركب سهیم هستند، متفاوت خواهد بود. در نتیجه اگر شكل موج مركب حاصل را رسم كنیم باهم فرق خواهند داشت.

مشخصه‌های صوت

طنین

طنین صوت به شكل موج مركب بستگی دارد. یعنی طنین به نوع، تعداد و دامنه‌های هماهنگ هایی كه ایجاد شده‌اند، وابسته است.

ارتفاع

ارتفاع صوت با فركانس موج اصلی كه موج مركب از آن ساخته می‌شود، تعیین می‌شود.

بلندی

بلندی صوت به شدت صوت و خصوصیت های شنونده بستگی داد.

توصیف صوت موسیقی

فاصله موسیقی

نسبت فركانس دو نت را فاصله موسیقی می‌نامند. تجربه نشان داده است كه هر فاصله‌ای برای انسان خوشایند نیست. به همین خاطر صوت موسیقی از سایر اصوات متمایز می‌گردد. لازم به ذكر است كه این احساس خوشایند نسبت به صوت موسیقی فقط مختص انسان نیست، بلكه سایر موجودات زنده نیز نسبت به آن حساسیت نشان می‌دهند. بگونه‌ای كه اثرات صوت موسیقی بر اعمال موجودات زنده در بسیاری از مسائل تجربی مشاهده شده است.

گام موسیقی

گام موسیقی مجموعه‌ای از چند نت است كه فاصله آن ها برای گوش خوشایند است. گام های متفاوتی در موسیقی وجود دارد.

گام طبیعی :

گام طبیعی از هشت نت do1 ,re , mi , fa , sol , la , si ,do2 تشكیل شده است كه فاصله آن ها از یك نت مبنا (do1) كه كم ترین فركانس را دارد به صورت زیر است.

(Si) نسبت به (do1) مثل 15 به 18 است.

(la) نسبت به (do1) مثل 5 به 3 است.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فائزه آقاخانی

تنظیم: مریم فروزان کیا