فيزيک و موسيقي

سال ها و شايد قرن ها قبل از آن كه قوانين حاكم بر آكوستيك موسيقي كشف شود، بشر از شنيدن اصوات موسيقايي لذت ميبرده است و همواره براي خلق آثار ماندگار موسيقايي و هنري در تلاش بوده است. نخستين گام را شايد، فيثاغورث در عهد يونان باستان برداشته، او با مقايسه ارتفاع صدا هاي موسيقي با طول هاي مولد آن ها در تار مرتعش، نخستين بار ارقام را در فيزيك وارد ساخته است، فارابي و ابن سينا ايجاد و خواص ارتعاشات صوتي را كامل تر از پيشينيان خود تشريح كرده اند. از سوي ديگر، آكوستيك ساختماني از قرن ها پيش از ميلاد عملاً مورد توجه بوده است.

در قرن هفدهم، مرسن با اندازه گيري ارتفاع صداهاي موسيقي (گام)، بين آكوستيك و موسيقي پلي برقرار مي سازد. بعد از آن اثبات شد كه صوت در خلاء منتشر نمي شود و در اواخر همان قرن سوم، وجود گره و شكم را در موج هاي صوتي كشف كرد. و در همان سال ها نيوتن معادلات حاكم بر آن ها را نوشت و تشريح نمود.

از آن زمان تاكنون دانشمندان زيادي همچون دالامبر، برنولي، ورتايم و... بر روي ارتعاش تار، اندازه گيري سرعت صوت انجام داده اند و كشف اين قوانين راه را براي مطالعات بعدي هموار ساخت، بيان نظريه هويگنس نتيجه اين بررسي ها و محاسبه فركانس و طول موج اصوات بوده است.

هنگامي كه ماكسول نظريه هاي الكترومغناطيسي نور را به ميان آورد، انقلابي در نحوة تفكر و پيدايش نظريه ها به وجود آمد بعداز اختراع ضبط صوت به وسيله اديسون و وسايل انتقال الكتريكي به وسيله گراهام بلا استفاده از اين نظريات در صنعت فزوني يافت و پيشرفت روز افزون آن كه تا به امروز ادامه دارد را موجب شده است.

گستره شنوايي گوش انسان از 20 تا 20000 هرتز (ارتعاش در ثانيه) مي باشد. ما امروزه در همين گستره كه اصوات موسيقايي جزئي از آن است به دنبال صداهاي نو باكيفيت بهتري مي باشيم .

صوت موسيقي يا نت، صوتي است كه از ارتفاع هاي منظم تشكيل شده است و اثر خوشايندي بر گوش انسان دارد.

صوتي را كه مي‌شنويم به خصوصيت هاي گوش و ساز و كار شنوايي و نيز ويژگي‌هاي فيزيكي صوت بستگي داد. صوتي را كه انسان با دستگاه شنوايي خود درك مي‌كند، بر حسب سه مشخصه بلندي، ارتفاع و طنين بيان مي‌كنند.

تار مرتعش

هنگامي كه يك تار را مرتعش مي‌كنيم، تنها هماهنگ اول آن ايجاد نمي‌شود. بلكه هماهنگ هاي ديگر آن نيز به وجود مي‌آيند. از برهمنهش اين هماهنگ ها يك موج مركب ايجاد مي‌شود. آنچه ما پس از مرتعش كردن يك تار مي‌شنويم، از اين موج مركب ايجاد مي‌شود. اگر موج صوتي حاصل از پيانو و ويولون را با هم مقايسه كنيم و در هر دو مورد فركانس صوت اصلي 440 باشد، تعداد و دامنه هماهنگ هايي كه در ساختن اين موج مركب سهيم هستند، متفاوت خواهد بود. در نتيجه اگر شكل موج مركب حاصل را رسم كنيم باهم فرق خواهند داشت.

مشخصه‌هاي صوت

طنين

طنين صوت به شكل موج مركب بستگي دارد. يعني طنين به نوع، تعداد و دامنه‌هاي هماهنگ هايي كه ايجاد شده‌اند، وابسته است.

ارتفاع

ارتفاع صوت با فركانس موج اصلي كه موج مركب از آن ساخته مي‌شود، تعيين مي‌شود.

بلندي

بلندي صوت به شدت صوت و خصوصيت هاي شنونده بستگي داد.

توصيف صوت موسيقي

فاصله موسيقي

نسبت فركانس دو نت را فاصله موسيقي مي‌نامند. تجربه نشان داده است كه هر فاصله‌اي براي انسان خوشايند نيست. به همين خاطر صوت موسيقي از ساير اصوات متمايز مي‌گردد. لازم به ذكر است كه اين احساس خوشايند نسبت به صوت موسيقي فقط مختص انسان نيست، بلكه ساير موجودات زنده نيز نسبت به آن حساسيت نشان مي‌دهند. بگونه‌اي كه اثرات صوت موسيقي بر اعمال موجودات زنده در بسياري از مسائل تجربي مشاهده شده است.

گام موسيقي

گام موسيقي مجموعه‌اي از چند نت است كه فاصله آن ها براي گوش خوشايند است. گام هاي متفاوتي در موسيقي وجود دارد.

گام طبيعي :

گام طبيعي از هشت نت do1 ,re , mi , fa , sol , la , si ,do2 تشكيل شده است كه فاصله آن ها از يك نت مبنا (do1) كه كم ترين فركانس را دارد به صورت زير است.