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弦を振動する法則は何ですか?

Mersenneの法則としても知られる振動の弦の法則 、振動の頻度(ピッチ)、長さ、張力、および弦の単位長さあたりの質量の関係を説明します。 彼らは、ギター、ピアノ、バイオリンなどの楽器がどのように音を生み出すかを理解するための基本です。

ここに法律があります:

1。周波数は、文字列の長さに反比例します:

- より短い文字列がより高い周波数(高いピッチ)で振動します。

- 文字列の長さを2倍にすると、周波数が半分になります。

2。周波数は張力の平方根に比例します:

- 弦の張力を上げると、周波数(高いピッチ)が増加します。

- 張力を2倍にすると、2(約1.414)の平方根の係数によって周波数が増加します。

3。周波数は、単位長さあたりの質量の平方根に反比例します:

- より重い弦(単位の長さあたりの質量が増える)は、より低い周波数(低いピッチ)で振動します。

- 単位の長さあたりの質量を2倍にすると、周波数が半分になります。

数学的表現:

これらの法律は、次の式で要約できます。

f =(1/2L) *√(t/μ)

どこ:

* f 振動弦の基本周波数です

* l 文字列の長さです

* t 文字列の緊張です

* μ 文字列の単位長さあたりの質量です

楽器への影響:

これらの法律は、ミュージシャンが弦楽器のピッチをどのように変えることができるかを説明しています。

* 長さの変更: これは、指板に沿って異なるポイントで弦を押し下げて(ギターのように)行われます。

* 緊張の変化: これは、ピアノやバイオリンなどの楽器でペグを調整することによって行われます。

* 材料の変更: 異なる材料の文字列(たとえば、ナイロン対鋼)を使用すると、単位の長さあたりの質量が変わります。

基本を超えて:

これらの法則は基本的な周波数(文字列によって生成される最低音)を説明していますが、倍音または高調波もあります。これらは、基本周波数の倍数である周波数であり、文字列の全体的な音と音色に寄与します。

振動する弦の研究は、音響と音楽理論の重要な部分です。サウンドの作成方法と、さまざまなピッチやトーンを生成するように楽器がどのように設計されているかを理解するのに役立ちます。

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