1 Fizyka instrumentów muzycznychWykład: Jan Gaj Pokazy: Andrzej Gołębiewski, Wiktor Maślana Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

2 Fizyka instrumentów muzycznychDźwięk w muzyce Rezonator w instrumencie muzycznym Różne częstości z jednego rezonatora, „dobre” i „złe” rezonatory Sposoby pobudzania drgań dźwiękowych Jak zobaczyć drgania w rezonatorze? Człowiek też jest instrumentem - analiza samogłosek 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

3 Dźwięk w muzyce Jak zobaczyć dźwięk? Ton prosty: sinusoidaDźwiękowe drganie złożone Analiza harmoniczna Skala muzyczna 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

4 Jak zobaczyć dźwięk? Oscyloskop prawdziwy - drogiKomputerowy - można znaleźć pod korzysta z karty dźwiękowej 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

5 Ruch drgający prosty Siła elastyczna: proporcjonalna do wychyleniaParametry ruchu: amplituda A, okres T (czas jednego pełnego drgania), częstość f (liczba drgań na jednostkę czasu) T A 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

6 Skala muzyczna C z ę s t o ś ć w h e r c a c h 101 102 103 104 10523 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

7 Rezonator w instrumencie muzycznymPrzykłady: gitara, bęben, flet prosty, fletnia Pana, okaryna, akordeon, dzwony rurowe, wibrafon Rezonans i dudnienia Różne sposoby pobudzania drgań Jakie częstości można wydobyć z rezonatora? „Dobre” i „złe” rezonatory Jak wygląda drganie w rezonatorze? 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

8 Gitara Struna (unieruchomiona na końcach) 23 kwietnia 2005wykład PTF Warszawa

9 Bęben membrana (unieruchomiona na brzegu) 23 kwietnia 2005wykład PTF Warszawa

10 Flet prosty Słup powietrza obustronnie otwarty 23 kwietnia 2005wykład PTF Warszawa

11 Fletnia Pana Słup powietrza jednostronnie otwarty 23 kwietnia 2005wykład PTF Warszawa

12 Okaryna Powietrze w trójwymiarowym pojemniku 23 kwietnia 2005wykład PTF Warszawa

13 Akordeon Pręt zamocowany na końcu 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

14 Dzwony rurowe Pręt swobodny 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

15 Wibrafon: rezonatory sprzężone23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

16 Rezonans: równe częstości23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

17 Składanie drgań Dudnienia: dodawanie się bliskich częstości23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

18 Różne sposoby pobudzania drgańUderzenie, szarpnięcie Tarcie Niestabilność strumienia powietrza Różnica temperatur 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

19 Pobudzanie do drgań struny pianina przez uderzenie23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

20 Pobudzanie do drgań struny skrzypiec przez tarcie23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

21 Flet: niestabilność strumienia powietrza na krawędzi23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

22 Wydmuchiwanie szkła 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

23 Wiele częstości w jednym rezonatorzeSłup powietrza - kolejne wielokrotności częstości podstawowej Struna - tak samo Pręt? Butelka? 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

24 Rurka dzwonków Nie ma całkowitych wielokrotności! Oscyloskop23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

25 Czym się różni pręt od struny?23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

26 Struna „basowa” 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

27 Rezonator trójwymiarowy!Butelka Oscyloskop Dlaczego nie ma całkowitych wielokrotności? Rezonator trójwymiarowy! A gdyby był sztywny? 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

28 Niełatwo być ludwisarzem23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

29 Ale czasem się udaje 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

30 Kolejne mody drgań strunywęzeł Prawa Younga: co można w węźle tłumić - tak wzbudzać - nie f = u/l f0, 2f0, 3f0... 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

31 Człowiek też jest instrumentemWidma samogłosek Jak się zmienia widmo, gdy zmieniamy wysokość dźwięku? Czy można zrobić sopran z basa? 23 kwietnia 2005 wykład PTF Warszawa

32 Dziękujemy za uwagę