Musikens fysik: Bølger, beats og frekvenser

Kreative bestræbelser og de hårde videnskaber går ofte hånd i hånd. Forståelse af lydens fysik kan føre til en forståelse af musikens fysik, og hvordan æstetisk tiltalende lyde og arrangementer kan laves.
Lydbølger og frekvenser <<> Bølger er vibrationer i et medium, som kan være opfattes af det menneskelige øre. Frekvensen af en lydbølge er antallet af vibrationer pr. Sekund, målt i Hertz.

Den grundlæggende frekvens af et objekt, der producerer lyd, er den laveste naturlige frekvens, som objektet vil vibrere. Værdien af denne frekvens afhænger af objektets fysiske egenskaber.

Frekvenserne i en harmonisk serie er heltalmultipler af den grundlæggende frekvens; det er dog muligt at have overtoner (stående bølgemønstre) ved frekvenser, der ikke er multipla af det grundlæggende. En musikalsk skala er et sæt musiknoter, der er ordnet efter grundlæggende frekvens.
Human Voice and Singing

I et bestemt objekt - uanset om det er dine stemmebånd eller et musikinstrument, skaber stående bølger specifikke lyde. Din opfattelse af denne lyd afhænger af frekvensen af vibrationer, inklusive eventuelle lavere amplitude-overtoner, der bidrager til klangbåndet, eller den opfattede lydkvalitet.

Mennesker skaber musik ved at vibrere luftsøjlen i halsen. Ved at ændre form /spænding i deres stemmebånd, kan de skabe forskellige vibrationstilstande og lyde. Øvede sangere har lært at gøre dette meget godt og kan forme deres stemmebånd, så de holder en ren note i lang tid, såvel som at ramme flere nøjagtige noter på en musikalsk skala uden at falde i tonehøjden.

Når folk taler om bestemte musiknoter, de henviser til bestemte lydfrekvenser. Højere frekvenser skaber højere toner, og lavere frekvenser skaber lavere toner.
Musikinstrumenter

Musiklyd kan også oprettes af musikinstrumenter. Rørorganer, trævind, saxofoner, thereminer og andre elektroniske instrumenter, er alle eksempler, og hver skaber musikalsk lyd på forskellige måder.

Trævind og andre lignende instrumenter skaber lyd ved at vibrere luftkolonner. Ved at justere længden på instrumenterne, eller åbne og lukke huller i siderne, ændres den naturlige vibrationsfrekvens af søjlen og frembringer forskellige noter.

Strenginstrumenter skaber lyd ved at producere stående bølger på stramme strenge, som er forstærket i instrumentets krop. Den hyppighed, hvorpå en streng vil vibrere, afhænger af dens massetæthed, længde og spænding.

Derfor kan disse instrumenter indstilles ved at justere strengenes streng, og hvorfor nogle af strengene er tykkere end andre . Det er også grunden til, at der på et instrument som en guitar oprettes forskellige toner ved at trykke strengene ned ved båndene - ved at gøre det, varierer du i det væsentlige længderne af strengene.

Andre instrumenter fungerer efter princippet af en vibrerende membran. Trommer er et godt eksempel på dette. Et tromlehoved kan betragtes som den to-dimensionelle version af den vibrerende streng. Frekvenserne, hvormed det vil vibrere, når det rammer, afhænger af dens massetæthed og spænding, men fordi det er en todimensionel membran, findes der mange flere mulige vibrationsformer.
Beats and Beat Frequency -

Beats er et fænomen det er resultatet af lydbølgeforstyrrelser og har mange anvendelser, herunder i musikinstrumenter. Hvis to lydbølger med forskellige frekvenser interfererer, resulterer en varierende amplitude fra en skifte mellem konstruktiv interferens og destruktiv interferens mellem de to bølger. Denne variation i lydens lydstyrke kaldes beats.

Beatfrekvensen er defineret som forskellen i frekvens mellem de to originale bølger. Dette betyder, at jo tættere de to frekvenser er, desto mindre er beatfrekvensen (hvilket betyder færre slag pr. Sekund), hvilket gør dem lettere at skelne med det menneskelige øre.

Visse taktfrekvenser opfattes af det menneskelige øre som en "subjektiv frekvens" eller "forskellefrekvens."