Обертон и гармоника в чем разница

Разница между гармониками и обертонами

Звук можно объяснить продольной механической волной. Звук всегда требует среды для перемещения, и молекулы в среде должны вибрировать назад и вперед, чтобы передать звук. Когда эти вибрации передаютс

Содержание:

Звук можно объяснить продольной механической волной. Звук всегда требует среды для перемещения, и молекулы в среде должны вибрировать назад и вперед, чтобы передать звук. Когда эти вибрации передаются нашим ушам, барабанная перепонка также вибрирует. Мозг может обнаружить и интерпретировать эти вибрации как «звук». Для любого объекта существует набор частот, которые, если бы объект вызывал вибрацию на этих частотах, заставляли бы объект вибрировать с максимальной амплитудой. Эти частоты называютсярезонансные частоты. Гармоники а такжеобертоны это термины, используемые для описания резонансных частот музыкального инструмента. Самая низкая частота, на которой возникает резонанс, называетсяосновная частота, главное отличие между гармониками и обертонами является то, чтоОбертоны относятся к любой резонансной частоте системы, которая имеет частоту, превышающую ее основную частоту. в то время как срокгармоники относятся к резонансным частотам, которые являются целыми кратными основной частоты.

Вибрирующие гитарные струны образуют стационарные волны, которые резонируют на гармонических частотах.

Что такое гармоники

Каждая музыкальная нота соответствует звуковой волне с определенной частотой. Например, музыкальная нота «середина С» имеет частоту 261,6 Гц. Однако, когда вы слышите музыкальную ноту, играемую на инструменте, вы не слышите звук только этой одной частоты (если вы слышите только одну частоту, вы услышите только звуковой сигнал). Вместо этого вы слышите эту частоту плюс другие частоты, кратные этой частоте. То есть наряду с «чистыми» 261,6 Гц вы также слышите частоты 523,2 Гц (= 2 × 261,2 Гц), 784,4 Гц (= 3 × 261,2 Гц) и т. Д. Чем выше кратные частоты, тем тише. Для разных музыкальных инструментов более высокие кратные частоты имеют разные относительные амплитуды. Это то, что заставляет каждый инструмент звучать по-разному.

Источник

Что такое гармоники или обертона?

В этой статье я хочу рассказать о том, что такое гармоники или обертона.

Любой музыкальный звук состоит из основного тона и дополнительных гармоник (обертонов).

Основной тон – это основа звука, отправная точка строения обертонов. Мы воспринимаем именно этот тон с точки зрения его высотности.

Гармоники – это производные основного тона. Причем, кратные производные.

Это значит, что если основной тон ноты «до» малой октавы имеет частоту приблизительно 130 Гц, то его обертона будут иметь частоту 260 Гц, 390 Гц, 520 Гц и т.д. То есть все эти гармоники можно разделить на 130 и получится целое число. Поэтому говорят вторая гармоника, третья гармоника и т.д. За счет этих гармоник и формируется окраска звука. Мы не можем воспринимать каждую гармонику разрозненно. Мы лишь слышим результат сочетания гармоник с основным тоном.

Основной тон всегда лежит ниже гармоник и является более громким, что и определяет его выраженность.

Гармоники – это основа окраски звука. Любой инструмент имеет свой неповторимый тембр, порождённый гармониками. Поэтому мы и слышим различия в звучании фортепиано, гитары и саксофона. Всё дело в гармониках.

Что такое гармоники

Для того чтобы наглядно продемонстрировать вам гармоники, я проведу один простой эксперимент. Для этого мне понадобятся синтезатор Sylenth1 в комплексе с плагином iZotope Ozone 4. C помощью синтезатора я буду генерировать различные звуки и анализировать результаты используя анализатор спектра в iZotope Ozone 4.

1. Выберу пустой пресет, включу один осциллятор, выберу синусоидальную форму волны и сгенерирую звук ноты «Ля» большой октавы.

Как видно из скриншота, я сгенерировал основной тон ноты «Ля» 110 Гц. Кроме него никаких гармоник в сигнале нет.

2. Изменю форму волны на пилообразную.

Из скриншота видно, что у основного тона ноты «Ля» появились гармоники кратные 110.

3. Теперь выберу какой-нибудь пресет. Например, 44. LD Cello.

На скриншоте отчётливо видно, что тембр этого звука сформирован большим количеством дополнительных обертонов.

Из всего вышесказанного следует, что гармоники являются неотъемлемой составляющей любого звука. Без наличия обертонов музыка бы потеряла всю свою колоритность. Все инструменты звучали бы одинаково и примитивно.

Благодаря гармоникам мы имеем огромную палитру разнообразных тембров. Их число бесконечно велико. Это даёт возможность музыкантам и саунд продюсерам постоянно экспериментировать и синтезировать новые более интересные и насыщенные тембры.

В этой статье я рассказал о том, что такое гармоники.

Если есть вопросы, задавайте их в комментариях.

Источник

Гармоники (Обертоны)

Смотреть что такое «Гармоники (Обертоны)» в других словарях:

ГАРМОНИКИ — ГАРМОНИКИ, в акустике дополнительные тоны, частоты которых дополняют основной (самый низкий) тон. При щипке скрипичной струны или ударе в барабан, струна или кожа начинают вибрировать, издавая соответствующий звук. Самый громкий звук (тон)… … Научно-технический энциклопедический словарь

ГАРМОНИКИ — Музыкальные теоретики, делающие свои выводы непосредственно из музыкальной практики, а не из математических определений интервалов. Противопол. каноники. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. гармоники… … Словарь иностранных слов русского языка

Гармоники (физич.) — Гармоники, тоны, возникающие от колебания частей звучащего тела; см. Обертоны … Большая советская энциклопедия

Гармоники — I Гармоники в Древней Греции последователи музыкально теоретического учения Аристоксена. II Гармоники тоны, возникающие от колебания частей звучащего тела; см. Обертоны … Большая советская энциклопедия

ЗВУК И АКУСТИКА — Звук это колебания, т.е. периодическое механическое возмущение в упругих средах газообразных, жидких и твердых. Такое возмущение, представляющее собой некоторое физическое изменение в среде (например, изменение плотности или давления, смещение… … Энциклопедия Кольера

Частичные тоны — гармоники, входящие в состав звука тоны, возникающие от колебания всего звучащего тела (основной тон, который называется также 1 й Ч. т. или 1 я гармоника) и его частей половины, трети и т.д. (Обертоны). См. Натуральный звукоряд … Большая советская энциклопедия

ЗВУКА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ И ЗАПИСЬ — воспроизведение натуральных звучаний электромеханическими средствами и сохранение их в форме, позволяющей восстанавливать их с максимальной верностью оригиналу. Более подробная информация о физических принципах, лежащих в основе затрагиваемых… … Энциклопедия Кольера

Белобородов, Николай Иванович — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Белобородов. Николай Иванович Белобородов Основная информация Дата рождения … Википедия

Обертон — Колебания идеальной струны. Реальные колебания составляются из указанных. 1 основной тон, 2 5 вторая пятая гармоники, соответствующие первому четвёртому обертонам … Википедия

Натуральный звукоряд — (от лат. natura природа, естество), также обертоновый (звуко)ряд звукоряд, состоящий из основного тона и его гармонических обертонов. Содержание 1 Характеристика … Википедия

Источник

Гармонический ряд (музыка)

Музыкальный тон ноты обычно воспринимается как самая низкая частичная присутствующая (основная частота), которая может быть вызвана вибрацией по всей длине струны или воздушным столбом, или более высокой гармоникой, выбранной игроком. Музыкальный тембр устойчивого тона такого инструмента сильно зависит от относительной силы каждой гармоники.

Содержание

Терминология [ редактировать ]

Частичный, гармонический, основной, негармонический и обертонный [ править ]

Обертон является любым частичным выше самого низкими частично. Термин «обертон» не подразумевает гармоничность или негармоничность и не имеет другого особого значения, кроме исключения основного тона. В основном это относительная сила различных обертонов, которые придают инструменту особый тембр, цвет тона или характер. При написании или разговоре об обертонах и партиалах в числовом выражении следует позаботиться о том, чтобы правильно обозначить каждый, чтобы не путать одно с другим, поэтому второй обертон не может быть третьим частичным, потому что это второй звук в серии. [5]

Частоты, длины волн и музыкальные интервалы в примерах систем [ править ]

Теоретически эти более короткие длины волн соответствуют вибрациям на частотах, которые в 2, 3, 4, 5, 6 и т. Д. Раз превышают основную частоту. Физические характеристики колеблющейся среды и / или резонатора, против которого она вибрирует, часто изменяют эти частоты. (См. Негармоничность и растянутую настройку для изменений, характерных для струнных инструментов и некоторых электрических пианино.) Однако эти изменения небольшие, и, за исключением точной, узкоспециализированной настройки, резонно рассматривать частоты гармонического ряда как целые числа. кратные основной частоте.

Вторая гармоника, частота которой вдвое больше основной, звучит на октаву выше; третья гармоника, в три раза превышающая частоту основной гармоники, звучит на идеальную пятую часть выше второй гармоники. Четвертая гармоника колеблется с частотой в четыре раза выше основной и звучит на четверть выше третьей гармоники (на две октавы выше основной). Удвоение номера гармоники означает удвоение частоты (что звучит на октаву выше).

Гармоники и настройка [ править ]

Тембр музыкальных инструментов [ править ]

Интервальная сила [ править ]

Таким образом, уравновешенная идеальная квинта ( play ( help · info ) ) сильнее, чем уравновешенная второстепенная треть ( play ( help · info ) ), поскольку они приблизительно равны идеальной пятой ( play ( help · info ) ) и только второстепенная треть ( игра ( помощь · информация ) ) соответственно. Только второстепенная треть появляется между гармониками 5 и 6, тогда как только пятая появляется ниже, между гармониками 2 и 3.

Источник

Природа музыкальных ощущений. Родство звуков

Этими статьями по теории музыки я ставлю задачу объяснить природу музыкальных ощущений человека. В последней статье будет рассмотрено веб-приложение для гармонического анализа музыки разработанное на основе этого исследования.

Начнём с физики. У каждого звука есть:

Тембр формируют обертоны — призвуки сопровождающие звук. Их рассмотрим подробнее.

Графический эквалайзер отображает обертоны звука в виде пиков. Шкала X-частота, Y-их громкость

Допустим колеблется вся струна с определенной частотой например 100 гц. Но природа так работает, что струна также начинает колебаться своими частями — половиной, третью, четвертью и т.д что образует новые звуки частотой выше. У половины частота в 2 раза выше основного тона, у трети в 3. Такие частоты образующие арифметическую прогрессию называют гармоническими обертонами или гармониками, остальные же будут — не гармоническими.
Природные обертоны как правило тише основного тона и чем выше они от него по частоте тем ниже их громкость.

Колебание целой(внизу), половины(по центру) и трети струны(вверху) происходят одновременно

При повышении частоты основного тона, обертоны пропорционально увеличивают свою частоту, поэтому высота звука прежде всего определяется нами по частоте первой гармоники(она же основной тон). Гармонические обертоны вместе с основным тоном называют натуральным звукорядом.

Гармоники, как самостоятельные колебания, образуют между собой соотношения частот – интервалы. Соотношение 2:1 — октава, 3:2 — квинта, 4:3 кварта и т.д к ним мы ещё вернёмся.

Интервалы образующиеся между двумя соседними по частотам обертонами звука

Эти соотношения слух воспринимает и расшифровывает благодаря чему среди множества одновременно звучащих звуков мы можем выделить конкретные тембры и определить источники звуков. Установлено что в мозге(в первичной слуховой коре) группы нервных клеток реагируют каждая на свою частоту с точностью вплоть до одного герца а также есть отдельный центр который занимается распознаванием сложных слуховых образов на основе соотношений частот, то есть интервалов, к примеру узнать тембр независимо от высоты, слова независимо от тембра.

Квинтовое родство звуков

Что роднит все природные музыкальные звуки так это присутствие ярко выраженных октавного и квинтового обертона в их тембре. Сравним звуки находящиеся на этих интервалах. Возьмем звук(верхняя половина), а затем октаву от него(нижняя половина рисунка ниже). Мозг понимает что такой звук, октаву, он уже слышал как самый громкий, первый обертон предыдущего звука(1 на верхнем рисунке). Частоты гармоник нового повторяют всё те же частоты старого, только пропорционально в 2 раза выше. Звуки на расстоянии октавы музыканты обозначают одной нотой(здесь это Bb).

После взятия квинты от Bb, звука F, возникает новый звук C как квинта от квинты

Вернемся к квинте. Мы связали нижний звук Bb со звуком на квинту выше F что уже содержался в первом звуке(2 на верхнем рисунке). Второй звук также имеет свой звук квинты(уже третий звук, C) и первый связан с ним опосредованно через 2ой. С каждым таким квинтовым шагом мы получаем новый интервал от первого звука до нового. Чем дальше мы удаляемся от первого звука тем отдаленнее связь с ним. С расстоянием связь теряется.

Квинтовая цепь звуков. Аудиопримеры

Цепь квинт на клавиатуре фортепиано. Квинту на нём можно отложить как 7 полутонов

Далее чуть ниже видео с аудиопримерами и таймкоды к нему чтобы вы могли эмпирически проверить приводимые утверждения.

Построим квартовый ряд от звука E и обнаружим, что звук Bb от которого мы строили квинтовый ряд снизу оказался наверху а верхний звук того ряда(Е) теперь внизу. То есть ряд кварт это просто перевернутый ряд квинт.

Квинтовый и квартовый ряд есть обращения по отношению друг к другу

Главные музыкальные термины и свойства интервалов

Тёмную краску как принято у музыкантов будем называть минорной а светлую — мажорной. Акцентируемый звук будем называть тоникой. Обозначать минорную будем буквой б(бета) а мажорную а(альфа). Эти краски противоположны друг другу. Увеличение мажорной равно уменьшению минорной и наоборот.

Почему в приведённой выше мелодии 2 напрашивался ход на 2 кварты вверх(G-C-F) — минорное движение вопреки общему мажорному? А для того чтобы сбросить накопившееся (мажорное) напряжение связанное с удалением от акцентируемого звука тоники. Сброс музыкального напряжения называется разрешением.

Получение обращения интервала путём октавного переноса звука

Такие тесно связанные интервалы называют обращениями по отношению друг к другу. Квинта обращение кварты, кварта обращение квинты. Обращение это и процедура переноса на октаву звука всякого интервала как сказано выше. Повторяя эту процедуру можно получить бесконечное количество обращений. Но за основной вид интервала будем принимать самое компактное обращение, а остальные представлять его обращениями.

Общее в обращениях — одинаковая плавность приращения мажорности или минорности. Различное — движение в одном направлении на обращение интервала, даёт приращение противоположной интервалу краски. То есть квинта вверх — мажорна, её обращение кварта вверх — минорна.

Интервалы, дающие мажорное приращение при ходе вверх будем называть интервалами квинтового строения(или большими). Интервалы, дающие минорное, противоречивые 3 — квартового(или малыми). Это универсальные свойства всех интервалов. О главном из них поговорим в конце статьи.

Мы можем откладывать квинты от звука(F на рисунке ниже) как вверх так вниз сколь угодно, формируя бесконечную квинтовую цепь. Но в один момент, откладывая в обе стороны на шестой квинте мы наткнёмся на с виду одинаковые звуки, но значат они совсем разное — один очень минорный другой мажорный, но акустически, по высоте(октавы сокращаем) звучат одинаково. Это явление называют энгармонизм. Как слух воспримет звук на этой высоте зависит от контекста(подробно об этом в следующей статье).

Энгармонические звуки Cb-B находятся друг от друга на расстоянии 12 квинтовых шагов

Попробуем прыжки через 1 кварту[1:40]. Так мы быстрее приходим к далекому минорному звуку. Через квинту[1:48]. То же самое но к мажорному. Дадим название звукам в соответствии с их напряженностью и окраской. Напряженность растёт с каждым квинтовым шагом поэтому обозначим её соответствующим им числом. Краску обозначаем также а — мажорная, б — минорная. Как выяснили выше у звуков находящихся по квинтам вверх от тоники будет мажорная краска, у звуков по квинтам вниз — минорная.

Теперь вернёмся к прыжку через 1 квинту(рисунок ниже). Перенесем C по октавам к стартовому звуку Bb и увидим что эти звуки довольно близки. Этот новый интервал называется большая секунда. Он квинтового строения так как вверх ведет в более мажорный звук, причём в 2 раза более интенсивный(2a) чем если бы мы пошли на квинту(1a). Всё из-за содержания 2ух квинтовых шагов. Его обращение — малая септима квартового строения — ведет вверх в более минорный звук.

Большая секунда возникает как два шага по квинтовой цепи

Подобным образом продолжим квинтовую цепь и перенесём звуки по октавам ближе к тонике. Получим ещё 4 интервала:

Интервалы в развёрнутом(верхняя половина) и свёрнутом виде(нижняя)

Всего на данный момент имеем 6 интервалов(октаву не беру):

Большая секунда / Малая септима

Большая секста / Малая терция

Большая терция / Малая секста

Большая септима / Малая секунда

Увеличенная кварта / Уменьшенная квинта(тритон)

Статья создана на основе первого видео с моего канала «Природа звука». Для тех кто хочет лучше разобраться в теории рекомендую к просмотру.

Источник