Московский центр авторской песни - Home
Поиск:    
Форум

ЦАП

Клуб Самодеятельной Песни
Текущее время: Четверг 28 Март 2024 11:35:36 AM

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Фигуры Хладни на деке гитары
СообщениеДобавлено: Четверг 13 Август 2015 12:05:28 AM 
Не в сети
Обладатель черного пояса по КСП
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Среда 15 Ноябрь 2006 11:12:13 PM
Сообщения: 3218
Откуда: Москва
Одно из моих занятий на 11-й Летней школе (июль 2015) прошло весьма необычно: учащиеся 1а группы (т.е. наиболее «продвинутые») с интересом посыпАли верхнюю деку плашмя лежащей гитары солью, дёргали за шестую струну и внимательно следили за поведением соли. К этой идее мы пришли в результате просмотра известного видеосюжета о фигурах Хладни — там насыпанный на квадратную пластину песок в результате действия звука образовывал разнообразные, но симметричные и потому красивые фигуры:

Предполагалось, что дека гитары, будучи мембраной, также должна образовывать в той или иной мере упорядоченные фигуры. Дело происходило после дождя, сухого песка не было, соль применили за неимением лучших предложений, и она нас подвела — отсырела и прилипла к деке, так что увидеть мы смогли только два симметричных небольших пятна ниже подставки — что, в общем, подтвердило правильность направления наших мыслей об упорядоченности колебаний деки. Но ощущение неудачно проведённого опыта осталось.
Привожу в качестве комментария к вышеприведённому статью с сайта канадского гитарного мастера Фрица Мюллера. Перевод (корявый, но вроде осмысленный) мой.
http://www.classicalguitars.ca/resonances.htm
=================
Резонансы и фигуры Хладни

Гитара, как и другие музыкальные инструменты, воспроизводит несколько различных резонансов, которые являются важными факторами, определяющими звук инструмента. Эти резонансы возникают в некотором диапазоне частот и, что интересно, имеют уникальные формы, которые, как правило, появляются в предсказуемом паттерне, когда частота повышается от низких до высоких частот (или низкой до высокой ноты, если использовать музыкальную терминологию). Поведение резонансов является сложным и не особенно хорошо понимается физиками, в частности, в связи с вопросом о том, чем создаётся великая гитара. Тем не менее, я нашел, что резонансы могут быть очень полезным инструментом для совершенствования и придания согласованности моим инструментам. Работа с волчьими нотами, мертвыми нотами, и такие вопросы, как баланс, мощность и тембр, а также многие другие, становятся гораздо проще при знании резонансов.

Веками мастера простукивали дерево своими суставами, чтобы узнать высоту (или частоту) связанных резонансов, и этот метод, с участием рук и ушей и музыкального решения, вряд ли когда-нибудь можно будет заменить. Тем не менее, очень полезно, если мастер может видеть форму резонанса столь же хорошо, как и слышать его, и для этого доступны другие методы. Физики используют голографию и другие сложные техники, чтобы видеть резонансы, но в рабочей гитарной мастерской простым и очень эффективным методом создания резонансных фигур является использование звукового генератора, динамика и чайных листьев [не вполне понятно, что именно имеется в виду под «чайными листьями»: светлые крошки на фотографиях не вполне соответствуют нашему представлению о чае.] Эти резонансные фигуры или моды часто называют фигурами Хладни, в честь немецкого физика Эрнста Хладни, который первым разработал эту технику в девятнадцатом веке.

Изображение

Вот оборудование, которое я использую в моей мастерской, чтобы создавать фигуры Хладни. Только листьев чая не хватает!

Изображение

Чайные листья от вибрации собираются в неподвижных областях верхней деки (так называемые узлы). Это фундаментальный резонанс конкретной гитары, и его частоте соответствует показываемый контур. Это 193 герц (циклов в секунду), что очень близко к частоте G3.

Изображение

Вот несколько других резонансов той же гитары. Вы можете видеть, как фигуры изменяются при повышении частоты. Это 270 герц.

Изображение

289 герц.

Изображение

307 герц.

Изображение

388 герц.

Изображение

410 герц.

Изображение

432 герц.

Изображение

508 герц.

Изображение

551 герц.

И что...?

Так как резонансы, слышимые при простукивании костяшками пальцев или видимые в виде фигур Хладни, соотносятся с музыкальными качествами инструмента?

При резонансе гитара вибрирует очень эффективно, что означает, что ноты, частоты которых близки к резонансным, сильны и легко извлекаются. Когда вы играете вдоль струн на большинстве гитар, вы заметите, что некоторые ноты немного громче, с более быстрой атакой и более четкие. Эти ноты поддерживаются резонансом. И наоборот, ноты, которые звучат тихо и вяло (или даже умирают), вероятно, не имеют рядом резонанса, который мог бы помочь им.

Для того, чтобы достичь баланса и ровности, мастер должен распределить резонансы таким образом, чтобы они могли поддержать ноты повсеместно на грифе, от низших басовых нот без провалов вплоть до самых высоких ладов на 1 струне. Если цель состоит в получении более сильных высоких частот, то гитарный мастер старается, чтобы больше и / или более сильные резонансы возникали при более высоких частотах. А если целью является более мощный бас, то подчёркиваются резонансы при более низких частотах.

Часть проблемы для гитарного мастера состоит в том, чтобы найти частоты резонансов, близких к поддерживаемым нотам, но не точно в одну и ту же высоту. «Волчьи» ноты являются примером нот, которые поддерживаются резонансом слишком близко. В частной высоте волчьей ноты, резонанс позволяет гитаре работать так легко, что звук становится громким и грубым. Решение состоит в перемещении резонанса от ноты; иногда достаточно расстояния всего в несколько герц.

Основные (или низкие) резонансы в верхней и задней дек являются важными факторами в основной тональности гитары. В действительности, физика гитары настолько сложна и так мало понимается, что настройка резонансов верхней и задней дек на определенных частотах может быть только приближённым показателем -- формой стенографии -- всего, что происходит на самом деле. Тем не менее, эти резонансы, похоже, определяют качества, присущие характеру инструмента. Если показать опытному гитаристу гитару с основными резонансами, установленными слишком высоко (или низко), то комментарий, вероятно, будет: «Хорошо, но это на самом деле не звучит как классическая гитара».

Основные резонансы верхних дек гитар Hauser, которые я исследовал, располагались в диапазоне от F # (185 герц) до G (196 герц). Насколько я понимаю, знаменитый Хаузер Сеговии (который я не исследовал) также имеет верхний резонанс вблизи G, и в течение многих лет я взял это в качестве цели для моей собственной работы. Хаузер Сеговии, по-видимому, также имеет резонанс нижней деки вблизи ноты А (220 Гц), который соответствует моему собственному исследованию на других инструментах Hauser, и который я использую в качестве целевого резонанса для нижней деки. Поначалу, конечно, я использовал эти цели на традиционно построенных инструментах с цельной верхней декой. Теперь я использую их, чтобы дать моим гитарам с верхней декой double-top знакомую, красивую тональность классической гитары.

В будущем я надеюсь расширить это обсуждение резонансов, но так как тема, вероятно, представляет интерес только для гитарных мастеров и технически мыслящих гитаристов, я планирую поставить его в отдельном разделе моего сайта. Я приглашаю написать о предмете как гитаристов, так и мастеров.
=====================

PS: Домашняя попытка с использованием сухого молотого листа ромашки мне не удалась совершенно. Понятно, что есть разница между однозначными частотами генератора и спектром обертонов струны (я некоторое время старательно дёргал 5-ю струну, отдельно дёргал 6-ю...). Но должны же быть узлы и пучности у резонатора, резонирующего на конкретной ноте? Эксперименты продолжаются...

_________________
Александр Костромин
__________
Какой ЦАП нам нужен?


Вернуться к началу
 Профиль  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Фигуры Хладни на деке гитары
СообщениеДобавлено: Четверг 13 Август 2015 12:17:26 AM 
Не в сети
Обладатель черного пояса по КСП
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Среда 15 Ноябрь 2006 11:12:13 PM
Сообщения: 3218
Откуда: Москва
http://serkov.su/blog/?p=2034 приводит рисунок со ссылкой на Википедию:
"пример фигур Хладни на корпусе гитары":
Изображение

_________________
Александр Костромин
__________
Какой ЦАП нам нужен?


Вернуться к началу
 Профиль  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Фигуры Хладни на деке гитары
СообщениеДобавлено: Четверг 13 Август 2015 12:23:01 AM 
Не в сети
Обладатель черного пояса по КСП
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Среда 15 Ноябрь 2006 11:12:13 PM
Сообщения: 3218
Откуда: Москва
http://www.dslib.net/dinamika/metodika- ... entov.html :
Цитата:
Анализ собственных форм. Фигуры Хладни
Для исследования низших собственных форм колебаний использовалась классическая методика Хладни [156]. Поверхность деки покрывалась тонким слоем мелкозернистого песка. Песок окрашивался в синий цвет. Затем включался виб 79 ратор. При колебаниях на резонансных частотах песок смещался в области, прилегающие к узловым линиям. Это связано с тем, что прогибы на узловых линиях при колебаниях пластинки близки к нулю. Полученные песочные картины носят название фигур Хладни. На рис.4.5, синим цветом, изображена фигура Хладни для деки без подкреплений, на рис.4.6 - для деки с подкреплениями. Конструкция подкрепления показана на рис.3.1. Представленные фигуры Хладни соответствуют низшим собственным формам. В первом случае (дека без подкреплений) - частота возбуждения V\ = 85 - 87 Гц, во втором (дека с подкреплениями) -vi = 116 - 120 Гц. Изображения получены при помощи цифровой фотокамеры и обработаны на компьютере. Зафиксировать изображение более высоких собственных форм оказалось затруднительным. Дело в том, что при вибрациях на более высоких частотах (f V\) песок быстро осыпался с поверхности деки. Песочный "узор" имел расплывчатые очертания и просматривался в чрезвычайно короткий промежуток времени.

Сопоставительный анализ фигур Хладни, представленных на рис.4.5 и 4.6, показывает, что усиление стенки ребрами жесткости видоизменяет низшую форму колебаний. Для деки с подкреплениями узловые линии расположены ближе к контуру пластинки, чем для деки без подкреплений. Форма колебаний подкрепленной деки соответствует конфигурации контура пластинки. Форма колебаний неподкрепленной деки скорее напоминает овал. Формы собственных колебаний (рис.4.5 и 4.6), помимо методики Хладни, оценивались качественно при помощи акселерометра. Акселерометр последовательно устанавливался в различных точках поверхности деки. В каждой точке фиксировался Рис.4.5. Первая форма колебаний деки без подкреплений Рис.4.6. Первая форма колебаний деки с подкреплениями сдвиг фаз двух гармонических сигналов: сигнала акселерометра относительно сигнала динамометра. Очевидно, колебания областей деки, разделенных узловыми линиями, находятся в противо-фазе. Результаты использования двух методик аналогичны.

На каждой частоте возбуждения фиксируем амплитуды вынуждающих сил F0 и амплитуды виброускорений а0. Виброускорения измеряем в непосредственной близости от точки возбуждения колебаний. По ним рассчитываем приведенную амплитуду где к =10 - масштабный множитель,/- частота колебаний в Гц.

Таким образом, с шагом 2-3 Гц исследовался частотный диапазон от 80 до 560 Гц. В области резонансов шаг по частоте уменьшался. Отдельно рассматривалась дека с подкреплениями (рис.3.1) и дека без подкреплений. Результаты измерений в виде АЧХ представлены на рис.4.8 - 4.13 сплошной линией.


Жалко, что самих рисунков ресурс не представил.

_________________
Александр Костромин
__________
Какой ЦАП нам нужен?


Вернуться к началу
 Профиль  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Фигуры Хладни на деке гитары
СообщениеДобавлено: Четверг 13 Август 2015 12:34:40 AM 
Не в сети
Обладатель черного пояса по КСП
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Среда 15 Ноябрь 2006 11:12:13 PM
Сообщения: 3218
Откуда: Москва
И из книги Алдошиной и Приттса "Музыкальная акустика":
Изображение

_________________
Александр Костромин
__________
Какой ЦАП нам нужен?


Вернуться к началу
 Профиль  
Ответить с цитатой  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Создано на основе phpBB® Forum Software © phpBB Group Color scheme by ColorizeIt!
Русская поддержка phpBB
[администрирование]
По всем вопросам обращайтесь
к администрации: cap@ksp-msk.ru
Ай Ти Легион - Создание сайтов и поддержка сайтов, реклама в Сети, обслуживание 1С.

© Московский центр авторской песни, 2005