a) Wysokość dźwięku
- Zależność od częstotliwości:
- Krótkie i cienkie ciała (np. struny skrzypiec, górne struny fortepianu, dzwonki) → tysiące drgań/sekundę → dźwięki wysokie.
- Długie i grube ciała (np. struny kontrabasu, basowe struny fortepianu) → kilkadziesiąt drgań/sekundę → dźwięki niskie.
- Im większa liczba drgań na sekundę (częstotliwość), tym wyższy dźwięk. Im mniejsza częstotliwość, tym dźwięk niższy.
Przykład – dźwięki a na fortepianie (strojenie a₁ = 440 Hz):
A A A a a₁ a² a³ a⁴
27,5 55 110 220 440 880 1760 3520 (Hz)
- Oktawa = stosunek częstotliwości 2:1.
- Interwał – różnica wysokości między dwoma dźwiękami, zawsze odpowiada określonemu stosunkowi częstotliwości, np.:
- 2:1 → oktawa
- 3:2 → kwinta
Historia stroju:
- Dawniej obowiązywał strój paryski: a₁ = 435 Hz.
- Od 1939 roku przyjęto międzynarodowo: a₁ = 440 Hz.
Kamerton (widełki stroikowe):
- Stalowy pręt dwuramienny osadzony na trzonku.
- Po uderzeniu wydaje dźwięk o stałej częstotliwości (dawniej używany jako wzorzec strojenia).
- Przed wprowadzeniem ujednoliconego stroju dźwięk a₁ miał w różnych krajach różną częstotliwość (390–490 Hz), co odpowiadało różnicy tercji wielkiej!
Zakres muzyczny:
- Od C = 16 Hz (tylko w wielkich organach) do c⁵ = 4186 Hz.
- Ucho ludzkie rozróżnia dźwięki do ok. 20 000 Hz.
b) Głośność dźwięku
- Zależy od amplitudy drgań.
- Wpływa na nią także wielkość powierzchni drgającego ciała.
- Przykład: drgania struny skrzypiec byłyby bardzo ciche, gdyby nie wzmacniało ich pudło rezonansowe.
c) Czas trwania dźwięku
- Zależy od czasu drgań ciała.
- Kiedy ciało przestaje drgać → dźwięk zanika.
- Pogłos: w dużych pomieszczeniach (np. kościoły) fala dźwiękowa odbija się od ścian, wydłużając pozornie czas trwania dźwięku.
d) Barwa dźwięku
- Dwa dźwięki o tej samej wysokości i głośności mogą brzmieć różnie (np. skrzypce i klarnet).
- Barwa dźwięku zależy od ilości i natężenia tonów składowych (alikwotów).
Podsumowanie
Cechy dźwięku:
- Wysokość – zależna od częstotliwości drgań.
- Głośność – zależna od amplitudy drgań i powierzchni rezonującej.
- Czas trwania – zależny od czasu drgań ciała, pogłosu.
- Barwa – zależna od struktury alikwotów.
Akustyka – nauka zajmująca się fizycznymi prawami dźwięku.
4 cechy dźwięku – szybka powtórka
| Cecha | Definicja / Od czego zależy | Przykład |
|---|---|---|
| Wysokość | Zależy od częstotliwości drgań (Hz). Więcej drgań → wyższy dźwięk. | Skrzypce (wysokie), kontrabas (niskie) |
| Głośność | Zależy od amplitudy i powierzchni drgającego ciała. | Struna skrzypiec głośniejsza dzięki pudłu rezonansowemu |
| Czas trwania | Zależy od czasu drgań. Pogłos wydłuża wrażenie trwania dźwięku. | Echo w kościele |
| Barwa | Zależy od ilości i natężenia tonów składowych (alikwotów). | Skrzypce vs klarnet przy tym samym dźwięku |
Do zapamiętania:
- Wysokość = częstotliwość (Hz).
- Głośność = amplituda.
- Czas trwania = długość drgań (+ pogłos).
- Barwa = układ alikwotów.