Domanda:
La fisica dietro al motivo per cui una tromba può suonare più note, mentre un fischio suona solo una nota
Lama
2015-05-26 03:46:49 UTC
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Una tromba e un fischietto sono essenzialmente entrambi i tubi aperti alle due estremità. Una tromba non ha tasti, ma puoi suonare diverse note su di essa. Anche un fischio non ha tasti, ma suona solo una singola nota. Perché è questo?

Qual è la fisica dietro?

Questa è davvero una delle domande più interessanti che ho visto qui da un po 'di tempo e mi piacerebbe vedere le risposte. Numeri Sans e non in formato compiti, ovviamente.
Cosa hai provato? -- per esempio. wikipedia ha una discussione ragionevole su whistles, inc. descrizioni della fisica.
In realtà la premessa non è corretta. Puoi suonare la stessa serie armonica su un fiato che puoi suonare su uno strumento in ottone. La differenza principale a cui riesco a pensare è che sugli ottoni, in genere la frequenza fondamentale NON è facilmente suonabile e la sequenza inizia sul secondo tono della serie armonica. Ad esempio, su una tromba in Sib contro un fischio in Sib. Se regoli correttamente la tua brochure sul fischietto, puoi suonare Bb, Bb ottave, F, Bb, D, F, Ab, Bb, C,. . . La tromba suona esattamente la stessa sequenza ma a partire dal secondo tono. Con un pennywhistle devi imparare le armoniche per suonare in alto.
Altre due differenze: gli armonici più alti su un pennywhistle tendono ad essere piuttosto stonati, e la fondamentale è abbastanza alta da non utilizzarli molto anche se non lo fossero.
@DarrenRinger Bene, se il tuo fiato ha un'ancia, puoi forzare l'ancia su armoniche più alte. È molto più difficile farlo con un fischietto o un registratore a fipple fisso. Sia gli ottoni (le labbra vibranti sono la fonte) che le ance singole / doppie (le ance vibrano) possono essere convinti a colpire una tonnellata di armonici.
Vale la pena menzionare: un buon musicista su un flauto standard può suonare la fondamentale e più di un armonico. Sebbene non sia così impressionante come quello che può fare un suonatore di ottoni, Darren Ringer è un buon punto: dato un tubo abbastanza lungo (pensa al flauto basso qui), un buon musicista potrebbe essere in grado di ottenere 3 o più armonici da un tubo con un fiato imboccatura. Tuttavia, c'è un limite alla larghezza di un tubo, perché nessuno ha le labbra abbastanza grandi da aprire un foro di imboccatura delle dimensioni di una tazza del water ;-)
@DarrenRinger: Un tipico fischio si comporta come un tubo chiuso piuttosto che come un tubo aperto; mentre un tubo aperto di una data lunghezza avrà armoniche 1, 2, 3, 4, ecc. la serie armonica di un tubo chiuso sarà 0,5, 1,5, 2,5, 3,5, ecc. [comunemente espresso come multipli dispari di una fondamentale che è un'ottava più bassa].
Aha, stavo principalmente pensando alla varietà a tubo aperto e non mi ero nemmeno reso conto della differenza con un tubo chiuso. Credo che tu abbia trovato il punto cruciale della risposta.
Quattro risposte:
#1
+25
MattPutnam
2015-05-26 08:18:37 UTC
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Su alcuni tipi di fischietto, se soffi molto forte, puoi ottenere il secondo armonico, che suona un'ottava più in alto della fondamentale. Un registratore è essenzialmente un fischietto con la lunghezza della camera di risonanza controllata dalle dita e puoi facilmente sovrastare un'ottava.

Gli ottoni suonano più facilmente i loro armonici perché hai il controllo diretto del vibrazione. Suonare uno strumento in ottone è essenzialmente cantare con le tue labbra, con lo strumento che fa scattare il tono al tono più vicino. Non hai questo tipo di controllo diretto su un fischio.

Di solito se giochi un po 'puoi overblow / underblow la solita nota, anche sui fischi "ref". Se la nota sarà piacevole udibile è un'altra domanda.
#2
+13
BobRodes
2015-05-26 07:13:15 UTC
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Il motivo per cui puoi ottenere più note da una tromba è che puoi variare la tua imboccatura. Se stringi la bocca e soffi più forte, otterrai una nota più acuta perché le tue labbra si muovono più velocemente. La tromba è essenzialmente un amplificatore del suono che produci con le tue labbra. Può solo amplificare le frequenze con cui risuona, motivo per cui la tromba ha un numero limitato di note. (Una tromba ha valvole che in effetti variano le dimensioni delle vie aeree del corno, permettendogli di risuonare in diverse serie armoniche.)

Con un fischio, l'imboccatura viene fissata. Soffi in un buco. Un altro foro limita il flusso d'aria in uscita, provocando la vibrazione dell'aria ad una frequenza particolare che è funzione del volume dell'interno del fischietto e della dimensione e forma del foro. Se soffi più forte, influenzerai solo l'ampiezza: otterrai un suono più forte. (Confronta questo con un fischietto scorrevole. Modificando la dimensione del fischietto, ottieni una colonna d'aria di dimensioni diverse, e quindi una nota diversa. Inoltre, un fischietto ottiene note diverse interrompendo diversi fori lungo il tubo, che cambia la dimensione del tubo e quindi il volume d'aria.)

#3
+8
Adam Davis
2015-05-26 18:34:43 UTC
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Riepilogo

Un fischio con una camera di risonanza molto più piccola ha solo un insieme molto piccolo di frequenze con cui risuona. Una tromba, molto più lunga con un corno a un'estremità, risuona a molte frequenze. Entrambi iniziano con un rumore a banda larga, ma il fischio può risuonare solo a una frequenza, mentre la tromba può risuonare a più frequenze. Pertanto il trombettista può regolare il rumore a banda larga per ottenere la frequenza a cui è interessato.

Sorgente di rumore

Fischietti e trombe producono suoni in modi fondamentalmente diversi, tuttavia il risultato è lo stesso - nella cavità di risonanza dello strumento viene introdotto un rumore relativamente stretto ma comunque a banda larga:

Un fischio spinge l'aria in rapido movimento oltre l'aria più lenta, producendo vortici che creano onde di pressione. Ciò si traduce in rumore a banda larga con una frequenza di picco. La camera o il tubo a cui viene introdotto questo rumore risuona a una frequenza specifica all'interno del rumore a banda larga, e non solo smorza le altre frequenze adiacenti, ma rinforza la frequenza selezionata. In particolare, questo rumore a banda larga non è molto regolabile: puoi soffiare più velocemente o più lentamente, ma il design della sorgente di rumore limita il controllo dell'utente su quale sia la frequenza di rumore dominante.

Un suonatore di tromba introduce il rumore a banda larga nella tromba facendo scorrere aria oltre le labbra del giocatore, che vibrano, modulando l'aria e creando le onde di pressione. L'utente ha un grande controllo sulla frequenza dominante introdotta nello strumento. Regolando la tenuta delle loro labbra, possono aumentare o diminuire la frequenza in modo significativo.

Cavità risonante

Quando un'onda viene riflessa indietro verso la sua sorgente, se non è in fase con la sorgente, la riflessione inumidirà o ridurrà la sorgente. Se è in fase, rinforza la sorgente.

In un fischio, la camera o la cavità è molto semplice, molto spesso solo un cilindro. Risuona a relativamente poche frequenze.

Una tromba è uno strumento acusticamente molto più complicato. Non solo la lunghezza del tubo crea una lunga cavità che può risuonare a molte frequenze, ma la campana alla fine è una parte significativa (e complessa da un punto di vista fisico) della cavità. Una tromba teoricamente "perfetta" risuonerebbe solo alle frequenze desiderate. Ovviamente ci sono dei compromessi nel mondo reale, quindi il musicista ha ancora un lavoro significativo per assicurarsi che produca un rumore iniziale che produca la nota desiderata, ma la tromba smorza ancora la maggior parte delle frequenze e rinforza le frequenze desiderate.

#4
+6
Steve Mansfield
2015-05-26 14:45:09 UTC
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Come punto di informazione, la pipa tabor a tre fori, usata in combinazione con un piccolo tamburo come 'pipa e tabor', utilizza la serie armonica del tubo per produrre 1 ottava e mezza e teoricamente più a partire l'ottava armonica (la fondamentale è usata raramente). Il galiziano Txistu è fondamentalmente lo stesso strumento.

Puoi riprodurre lo stesso effetto su un fischietto di latta standard tenendo chiusi i 3 fori superiori e variando la pressione del respiro mentre suoni i tre fori inferiori. I compromessi nella dimensione del foro e nel posizionamento fatti per mantenere intonate le 2 ottave standard significano che gli armonici diventano sempre più stonati man mano che si sale.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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