楽器が異なれば、振動の仕方が異なるため、異なる音を出します。楽器の素材、楽器のサイズ、楽器の演奏方法はすべて振動に影響し、その結果、楽器が発する音にも影響します。
音楽は私たちの生活に欠かせないものです。ある人にとっては娯楽の一形態であり、他の人にとっては最愛の逃避です。それは、個々の文化だけでなく、国家全体と人類全体の不可欠な側面であり、今もそうです。私たちは音楽を使って社会を組織し、お祭りを祝い、愛を表現し、戦争に備えるなど、さまざまなことを行ってきました。
何年にもわたって、曲のシングルまたはアルバムをリリースするアーティストによって推進され、音楽とそのさまざまなジャンルの進化を見てきました.
曲は、さまざまな楽器とボーカルを混ぜ合わせて、そこから新しいサウンドを作成することによって作成されます。しかし、なぜすべての楽器の音がこんなに違うのか不思議に思ったことはありませんか?太鼓の音は硬くて深いのに、フルートの音はとても滑らかで空気感があるのはなぜですか?ざらざらした汚れた音のエレクトリック ギターと比べて、ピアノの音がまろやかなのはなぜですか?
楽器に独特の音を与えるものは何ですか？ (写真提供:Anna_Kuzmina/Shutterstock)
異なる楽器が異なる音を出す理由を理解するには、まず音楽の物理を理解する必要があります。
サウンドとは?
音は、物体が振動するときに発生する波です。オブジェクトの振動は、特定の媒体内の粒子の変位によって伝達されます。何かを聞くと、振動する物体から音波が伝達されて鼓膜に当たり、それが脳によって音の知覚として処理されます。
空気中を伝わって鼓膜に当たる音波
聞こえる音の質は、音波の物理的特性に依存します。これらの物理的特性は次のように特徴付けられます:
波長
波は、対応する山と谷の間隔で移動します。波長は、このような山と谷の 1 サイクルの完了と見なされます。
波長 (写真提供:udaix/Shutterstock)
ここで注意すべきことは、粒子自体が媒質を通過するのではなく、隣接する粒子を移動させるということです。これが波の進み方です。緩んだロープが急に引っ張られたときに形成される波と同様に、ロープのひもは移動しませんが、隣接する粒子を移動させ、基本的に前後に移動することによって波を形成します.
波の前後の動き。
頻度
1秒間に波が往復する回数がその音の周波数です。したがって、周波数 =波の完全なサイクル / 時間の単位。その測定単位はヘルツです。つまり、1 Hz の周波数は 1 秒間に 1 回の往復運動に相当します。
音の周波数は、音の高低を表すピッチを決定します。より高い周波数、より高いピッチの音は、黒板に釘を打つような音になります。周波数が低く、ピッチの低いサウンドは、深いバスドラムになります。
人間の耳は限られた量の周波数を検出します。私たちが聞くことができる最も深い低音は 20 Hz で、高音は約 20000 Hz まで聞こえます。
振幅
振幅は波の高さです。高さによって音の大きさが決まります。振幅が大きいほど、大きな音になります。波の中心は、波の静止位置と考えられます。振幅測定は、山と谷の中心からそれぞれ上端と下端まで行われます。
メモ
人生のある時点でピアノの鍵盤を見たことがあるでしょう。各キーはノートに対応しています。鍵盤は、白鍵 7 個と黒鍵 5 個のペアで配置されています。各キーから発せられる音は特定の周波数で振動するため、各キーは固有の音を出します。 12 個のキーは C から A まで配置されています。12 個の各セットをまとめてオクターブと呼びます。
ピアノの音符とオクターブ。 (写真提供:Toponium/Shutterstock)
C1 は 32.70 Hz で振動し、A1 は 55.00 Hz で振動します。これらの音符は、頻度の高い順に並べられています。なので、C1からA1までがオクターブになります。これらのオクターブも、C2 から A2、C3 から A3 などのように、順番に上昇し続けます。
これらの記譜法は、すべての楽器に共通です。ピアノで演奏される A4 は、ギターで演奏される A4 と同じ周波数です。しかし、それが本当なら、なぜ彼らは異なる音を出すのでしょうか?
楽器に特有の音を与えるものは何ですか?
倍音と倍音
同じ周波数を持つ音はすべての楽器で同じように聞こえるはずだという命題は直感的に見えますが、舞台裏ではもっと多くのことが起こっています。
A3 ノート (110 Hz) でギターの弦をはじくと、聞こえる音は 1 つの周波数だけでできているわけではありません。サウンドには、基本周波数 (A3) の下に隠れた周波数が含まれています。
サウンド内の複数の波のレイヤー。それぞれが楽器に固有です。
つまり、弦は 110 Hz で 1 回振動し、220 Hz で 2 回、330 Hz で 3 回振動します。これは同時に起こっているため、それらすべてが合わさってギターに独特のサウンドを与えます。
弦は複雑な波を作る
この周波数の刻みが倍音なので、220Hzが第1倍音、330Hzが第2倍音になります。これは無限に発生する可能性があります。この波の相互作用により、弦の動きは実際に観察すると非常に複雑になります。 1 つの音のように見えるため、実際には非常に多くの倍音の和であっても、多くの倍音を区別することはできません。
(写真提供:Fouad A. Saad/Shutterstock)
多くの周波数が一緒に聞こえますが、全体として、弦は 1 秒間に 110 回しか振動しません。これは、基本周波数が完全な 1 サイクルを完了する間に、最初の倍音が 2 サイクルを完了し、3 番目の倍音が 3 サイクルを完了するために発生します。したがって、パターン全体が 110 Hz の基本周波数で振動しますが、追加された周波数によってより複雑になります。
追加の周波数は、基本周波数の整数です。これらの整数は高調波と呼ばれます。高調波級数では、次の周波数は常に基本周波数の倍数です。基本周波数が 110 Hz の場合、次は (2×110 =220)、(3×110 =330) などになります。
高調波 – 基本周波数の整数。 (写真提供:Fouad A. Saad/Shutterstock)
倍音は高調波に対応しますが、倍音は基本周波数の整数ではない場合があり、ここで両方の用語が互いに離れます。
倍音と高調波は、ギターがピアノとは異なる音を出す理由の 1 つです。これは、弦の長さが異なり、異なる周波数を生成するためです。
音色
私たちの耳は、さまざまな音を知覚するのが得意です。これを行う 1 つの方法は、サウンドの「音色」によるものです。音色は、音の音質または音色です。音の音色は、音が作る倍音と倍音によって決まります。
さまざまな楽器のさまざまな音色。 (写真提供:Vecton/Shutterstock)
各ハーモニクスの振幅とピッチの変化は、楽器に特定の音色を与えます。この音の「質」は、物理的な現象と同じくらい知覚的な現象です。人は、耳の知覚能力により、2 つの音源を区別できます。
音色を決定する音の物理的特性は、スペクトルとエンベロープです。スペクトログラムは、音のさまざまな周波数を視覚的な形で表示します。エンベロープは、振幅とピッチの両方で、サウンドが時間とともにどのように変化するかを表します。
音の「色」を示すスペクトログラム
素材
素材は楽器の音色に直接影響するため、楽器の素材も音の違いの主な理由の 1 つです。
素材が異なれば密度も異なり、音速に影響します。一部の素材は非常に反射性が高く、サウンドにレイヤーを追加します。
さまざまな素材の音速 (写真提供:Fouad A. Saad/Shutterstock)
材料の振動も考慮すべき要素です。金属はプラスチックとは異なる振動をし、より豊かで歯切れの良い音を出します。
まとめ
音は自然の基本的な力の 1 つであり、人間の経験の重要な部分です。さまざまな音の区別は、危険な瞬間に互いにコミュニケーションをとることを可能にすることで、私たちが生き残るのを助けてきました.また、無形のものを表現するのに役立ち、他の人とつながるのにも役立ちました.
倍音、ハーモニクス、音色、素材が音を区別し、楽器に独自の品質を与えます。神に感謝します！すべての楽器が同じように聞こえるとしたら、この世界はどれほど味気ないものになるでしょうか?
