نگاهی مختصر به صداشناسی تمبک و تیمپانی (۲)

مختصری درباره ارتعاش پوسته مرتعش تیمپانی
تیمپانی گونه‌ای طبل است که از کاسه بزرگی (معمولاً از جنس مس) و رویه‌ای از پوست حیوان یا پلاستیک ساخته می‌شود و آن را با کوبه های مخصوص تیمپانی می‌نوازند و معمولاً با آرایش دوتایی یا پنج تایی در کنار هم نواخته می‌شوند. این طبل برای اولین بار در قرن هفدهم همراه با ترومپت، به عنوان اولین حضور طبل در ارکستر سمفونیک شناخته می شود و در ارکسترهای سمفونیک از میانه قرن نوزدهم رایج شد. یکی از ویژگی‌های این ساز کوک‌پذیری است.

در تیمپانی به عنوان یک ساز پوستی کوک پذیر، پدیده تشدید ناشی از ارتعاش هوای داخل بدنه تیمپانی، ساختار ارتعاشی پوست را تغییر داده و به سمت شبه هارمونیک بودن پیش می‌برد و شکل محفظه ارتعاش تقریبا در این تغییر نقشی ندارد. این کار با جابجایی اصوات فرعی در ساختار طیف صورت می پذیرد.

با یک آزمایش ساده می‌توان تاثیر هوای بسته را بر تغییر ارتعاش پوست مشاهده کرد. اگر سازی مانند دایره را به صورت عمودی بر روی زمین نگهداشته و حین ضربه زدن بر روی زمین بخوابانیم و صدای حاصله را تجزیه کنیم، طیف حاصل از آن به صورت زیر خواهد بود. این طیف حاصل آنالیز صدای یک دایره در نرم افزار “Sound Forge 4.5” است:

همچنانکه در شکل بالا مشخص است، با نزدیک شدن تدریجی دایره به زمین و به دلیل تغییر در ارتعاش هوای زیر پوست، مودهای ارتعاشی بم تر شده و بعضی از مودها حذف می شوند. به عنوان مثال مود (۰,۱) به تدریج بم‌تر شده و در نهایت حذف می‌شود. در این جابجایی همچنان مودهای ارتعاشی (m,1) برجسته‌تر می شوند. البته در مورد تیمپانی با توجه به جدول زیر، اشکال ارتعاشی زیرتر شده و این مورد با بم شدگی اشکال ارتعاشی در دایره خوابیده بر روی زمین در تناقض است:

در تیمپانی، اشکال ارتعاشی n),0) مانند (۰,۱) تنها در صدای ضربه نقش داشته و محو می شوند و اشکال ارتعاشی (m,1)  مانند (۱,۱) ،(۱,۲) ،(۱,۳) ،(۱,۴) و …. به عنوان عناصر صوتی طیف، مطرح شده و در کوک صدا نقش دارند:

بررسی طیف تیمپانی نکته ای جالب در مورد آن نشان می دهد. با مقایسه ۶ مود اول ارتعاشی، نظر می رسد که اگر آن ۶ مود ارتعاشی بخشی از یک طیف هارمونیک ارتعاشی باشد، اولین مود ارتعاشی یا همان مود ارتعاشی پایه در طیف حذف شده است. شکل زیر طیف ارتعاشی تیمپانی با نوت E3 است.۶  مود ارتعاشی اول این طیف عبارتند از:

E3 , B3 , E4 , G#4 , B4 , D#5

این سری، بخشی از سری هارمونیک نوت E2 است که عبارتند از:

E2 , E3 , B3 , E4 , G#4 , B4 , D#5

راسینگ و فلچر (Rossing & Fletcher) به این نکته اشاره کرده و در کتاب خود نوشته اند که احتمال دلیل این امر، ناکافی بودن انرژی مودهای دیگر برای تولید مود ارتعاشی پایه است. در شکل زیر جایگاه ۶ مود ارتعاشی اول و مود ارتعاشی پایه غایب را در سری هارمونیک برای تیمپانی با کوک C3 مشخص شده است: