هارمونیک (I)
ژورنال موسیقی

همچنین بخوانید
نوشته های اخیر
هارمونیک (I)
شاید برای بسیاری از افراد همیشه این سوال وجود داشته که چطور فقط با 3 كليد(والف)، انواع نتها روي ترومپت قابل اجراست ؟و اینکه چرا وقتی دو ساز مختلف مثل ویلن و پیانو هنگامی که یک نت را مینوازند، صداهای کاملآ متفاوتی دارند؟ چرا اجرا بعضی نتها با هم خوش صدا ولی برخی دیگر آزار دهنده میشود؟ آیا یک مجموعه سمپل شده قابل پیشبینی است؟ و بسیاری سوالات دیگر که در نگاه اول جواب آنها کاملآ متفاوت بنظر میرسد اما باید توجه داشت جواب دادن به بسیاری از این سوالات در گرو دانستن این نکته است که"هارمونیک" چیست؟

در واقع با دانستن این مطلب که هارمونیک چیست، میتوانید به این سوالات جواب دهید.

در ابتدا نگاهی گذرا به اصول کاربردی آکوستیک داریم و سپس وارد مبحث تعریف هارمونیک میشویم و بعد، اثرات و نتایج حاصل از آن را پی میگیریم.

چند نوع صدا داریم؟
یک قطعه موسیقی از مجموعه نتهای زیر و بم ساخته میشود و تمام اصوات مکانیکی که میشنویم از برهم نهاده شدن و تداخل ارتعاشات حاصل از ضربه و در هم ریختن فضای مادی است؛ در این میان اصواتی نیز وجود دارند که وقتی روی طیف نما (spectrogram) نمایش داده میشوند، به شکل تپه مانند یا خرده خردهای ریز ظاهر میشوند و به واقع نت مشخصی را نمیتوان به آنها نسبت داد(زیر وبمی یا فرکانس مشخصی ندارند) که به آنها نویز یا نوفه میگویند. مثل صدای شکستن یک شیشه یا ضربه زدن به یک توپ؛ فعلآ وارد مبحث اصلی میشویم که در مورد اصوات موسیقایی است که برای آنها میتوان فرکانس معین تعریف کرد.

انواع موجهای موسیقایی:
اگر دو سیم همجنس و همطول (شرایط مشابه) را که بین دو نقطه محکم بسته شده اند با یک شدت بکشیم، دو صوتی که از آنها حاصل میشود به هیچ وجه قابل تشخیص نیست، حتی در اینجا میتوانیم ادعای رزونانس (تشدید) داشته باشیم. اما اگر همین کار را فقط با این تفاوت که سیمها روی دو ساز مختلف بسته شده باشند انجام دهیم، صدای دو سیم با هم فرق میکند. این تفاوت در چیست؟

باید توجه داشت وقتی سیم روی یک جعبه تشدید کننده صدا (ساز) بسته میشود، صوت حاصل، یک موج ساده سینوسی نیست بلکه به آن صوت مرکب میگویند، در حقیقت موج مرکب موجی است که از برهم نهاده شدن چند موج بوجود آمده؛ این نوع صوت دارای ویژگی رنگ (طنین) است.

به اختلاف میان این دو تصویر توجه کنید:(شکل سمت راست نشاندهنده یک موج سینوسی ساده و شکل سمت چپ یک موج مرکب است.)



تفاوت میان دو صوت:
اگر به شکل بالا توجه کنید، ملاحظه میکنید که هر دو شکل یک فرکانس دارند (چون در قطعات زمانی مساوی روی هر دو، تعداد موج برابر میبینیم) اما شکل موج آنها متفاوت است؛ لذا دو صدای متفاوت میشنویم. علت اساسی این تفاوت به این جمله برمیگرد که اغلب آن را شنیده یا دیده ایم :"سه عامل مهم که سبب بوجود آمدن تفاوت میان دو صوت میشود، 1-بلندی صوت 2-فرکانس (ارتفاع) 3- طنین (رنگ) است".

به تفاوت این چند شکل موج که هر کدام مربوط به یک ساز است توجه کنید:

دو شکل بالا مربوط است به شکل موج گیتار اکوستیک و دیگری گیتار الکتریک که هر دو در حال نواختن یک نت هستند و دو شکل پایین مربوط به ترومبون و ترومپت میشود که آن دو هم یک نت را اجرا میکنند؛ اما دقت کنید که نتی که دو ساز بالایی میزنند از نتی که دو ساز پایین در این مجموعه اجرا میکنند متفاوت است، دلیل آن چیست؟



یک نکته :
علی رغم اینکه در بسیاری کتب اشاره میشود که این خصوصیات (فرکانس، بلندی و رنگ) از هم مجزا هستند، توجه داشته باشید که این تفکیک کیفیتها صد در صد نیست. مثلآ اگر یک تن خالص را یک بار با فرکانس 100 یا 200 هرتز را ابتدا با تراز بلندی معتدل و سپس با تراز بلندی زیاد اجرا کنیم؛ این طور به نظر میرسد که فرکانس صدایی که بلندتر اجرا شده بیشتر از صدایی بوده که آرام (بلندی کم) داشته، در صورتی که در ابتدا گفتیم هر دو یک فرکانس دارند!

این گونه آزمایشات اثبات کرده اند که وقتی بلندی صوتی را زیاد میکنیم، تنزل فرکانسی در فرکانسهای پایینتر و همچنین تنهای خالص سینوسی محسوستر است. اما در فاصله ای که گوش انسان حساسیت بیشتری دارد،ارتفاع صوت نسبتآ به فرکانس وابسته نیست و همچنین برای صداهای موسیقی معمولی این تغیرات به 20% هم نمیرسد.

هرکدام از این کیفیتها روی چه قسمتی کار میکنند؟
در حقیقت وقتی در حال تغیراتی روی بلندی صدا هستیم، روی دامنه صدا کار میکنیم و اگر کوک ساز را عوض میکنیم، فرکانس را کم و زیاد کرده ایم؛ اما اگر کاری کردیم که به واسطه آن صدا عوض شد اما همچنان فرکانس ثابت بود و دامنه هم عوض نشده بود، در این حالت میگوییم رنگ صدا تغییر کرده؛ رنگ صدایی در حقیقت، مجموعه کیفیت دو صدای متفاوت است که فرکانس و دامنه مثل هم دارند.

همانطور که در بالا هم اشاره داشتیم، رنگ تا حدودی تابع فرکانس و دامنه نیز هست. مثلآ اگر یک نت که با یک ساز مثل ویلن اجرا شده، ضبط کنیم و دوباره با همان بلندی بوسیله یک سیستم های فیدلیتی پخش کنیم یا کمی به آن افکت بدهیم، این صوت را تقریبآ نمیتوان از صوت اولیه تشخیص داد و یا اگر صفحه گرامافون یا فیلمی که یک نت روی آن ضبط کرده ایم با سرعتی بیشتر از سرعت ضبط اولیه حرکت دهیم، یعنی با این کار شکل موج و هارمونیکها را ثابت گذاریم ولی فرکانس اصلی را زیاد کنیم، صدایی که تولید میشود همان صدای اولیه ویلنی که ضبط کردیم، نیست.

رنگ صدا میتواند تصوری مانند رنگهای بصری برای ما ایجاد کند و حالاتی مثل روشن، شفاف و درخشان، نرم، دلگیر، غنی، سنگین، برنجی، چین دار و... به خود بگیرد. یکی از موارد اثرگذار روی رنگ صدا، نسبت سایز امواجی است که با هم ترکیب شده اند، یعنی معادل تعریف فیزیکی رنگ که بر اساس تعداد و شدت نسبی هارمونیکها داریم.

کمی بیشتر در مورد صدایی که از نوع اصوات موسیقایی نبود:
برای اینکه تعریف دقیقتری از نویز داشته باشید، به تفاوت دو شکل موج موسیقایی و نویز دقت کنید:

در حقیقت وقتی تعداد مولفه های صوت مرکب زیاد باشد و آنها هم نزدیک یکدیگر باشند، به حالتی که قسمت نسبتآ زیادی از پرده بازیلر (basilar membrane) پوشیده شود، صوت خاصیت داشتن ارتفاع را از دست میدهد که این موج همان نویز (نوفه) است. از نویز به عنوان پوشاننده صدا یا یک نوع پر کننده صدا در موسیقی و تکنولوژی صدا می توان استفاده کرد.

منابع:
dspguide.com
cord.edu
en.wikipedia.org
phys.unsw.edu.au
angelfire.com
cnx.org
sweb.cz/vladimir_ladma
zonicweb.net
plus.maths.org
mathworld.wolfram.com
کتاب: مبانی اکوستیک – لارنس ای. کینزلر ، آستین آر. فرای/ دکتر ضیائ الدین اسمعیل بیگی ، دکتر مهدی برکشلی
کتاب: تاريخ زيبايى شناسى - ولاديسلاو تاتاركيويچ
در این رابطه بخوانید
۳۱ نظر برای “هارمونیک (I)”
  1. امیر سینا :

    درود و سپاس خانم شیدایی فر

    مطلب خواندنی و جالبی بود.
    مدتی بود که در کمتر در مورد تئوری موسیقی مطلبی در سایت ارائه میشد. امیدوارم ارائه این مطالب ادامه پیدا کند.

  2. mbarbad at gmailمحسن :

    مقاله جابعالی علاوه بر اینکه پایه علمی دارد نکات کاربردی نیز میتوان از آن استخراج کرد و یا بر همین اساس مواردی را پیشگویی کرد. مثلا استفاده از نویز بعنوان پرکننده فضا(فیلر)در قطعات. آنالیز صداهای الکترونیکی ومکانیکی. سوال:از مقایسه دو صدای گیتار الکتریک وآکوستیک آیا میتوان گفت هارمونیکهای نوع آکوستیک بیشتر بوده و لذا بصورت همپوشیده(اورلوپ)دیده میشوند اما در نوع الکتریک به دلیل کم بودن تفکیک شده وبیشتر جدا هستند؟

  3. rolling_stone :

    بسیار عالی.

  4. ali :

    rang ya tanine soot dorost shabihe ranghaye basari hich mahdodiati nadareh va mishe goft har abzari mitoneh yek saz mosighi shenakhte beshe ba tanine khase khodesh.

  5. magic-music :

    مرسی !! خیلی وقت بود منتظر چنین مقاله ای بودم .این بحثها رو ادامه بده. :-)

  6. sheyda :

    فکر میکنم چند قسمت بعدی این مقاله بتونه جواب سوالتون رو بده ، اگه بعد از اون باز سوالی داشتید در خدمتم.ممنون از عنایتتون.

  7. نگین :

    مرسی از مقالتون .

    اگه ممکنه فرکانس صدای بم رو بگید مرسی

  8. sheyda :

    @ negin
    C4=261.6 Hz
    General information:
    http://www.zonicweb.net/music/musictechnologydictionary.htm
    Bass :F2-F3 =82.4-164.8 Hz
    if your mean is different,say ;)

  9. الهام :

    متنتون خیلی عالی بود. من در مورد اکوستیک ساختمان اطلاعاتی می خوام شما میتونید به من کمک کنید؟

  10. رسول :

    از بحث های علمی خوشم میاد… عالی بود..

  11. sheyda :

    الهام خانم؛
    منظورتون رو از اکوستیک ساختمان “دقیقآ” متوجه نشدم چه بخشی رو میخوای بدونی و در چه سطح و…؛بهر صورت میلم رو واست میذارم،میتونی تماس بگیری که درموردش صحبت کنیم.
    موفق باشی

  12. faranak :

    در مورد ارتفاع صوت مقاله میخواهم
    لطفا

  13. hossein :

    سلام در مورد مکانیزم تقویت صوت در ساز های موسیقی بنویسید. ممنون و متشکر.

  14. ناشناس :

    an you give me some knowledge about acostick in buldings .im a student of architecture .thanks.

  15. ناشناس :

    سلام
    باتشکرازاطلاعات شما
    ولی ناقص ودرسطح ابتدای
    در نوشته هایتان از دیگران تقلید می کنید
    این مطالب ها را من خواندهام

  16. nilvi :

    خیلی جالب بود

  17. asal :

    salam bebakhsid shoma mitoonid be man balatarin va kamtarin reng ferekas ke ensan ghader be shenidan oon hast va balatarin daraje ferekanso ke yek mojoode zende mitoone tolid kone be man bedid motshakeram

  18. محمد رضا توکلی :

    اطلاعاتی دقیق در مورد اطاق اکوستیک می خواستم برای استودیو . ممنون می شم اطلا عاتت هم خوبه موفق با شی

  19. mohsen :

    salam.bebakhshid sheyda khanoom shoma hame ja rade patoon hast ama javabe maro nemidid.man ham mesle elham khanoom ham mikham dar morede acostic kardane sakhtemoon bedoonam ham be komak ehtiyaj daram.age mishe javabe maro ham bedid mamnoon

  20. سیدعباس سیدمحمدی :

    بسم الله الرحمان الرحیم. سلام علیکم.
    من در اینترنت از طریق کنگره و آمازون و گوگل پرینت و … نتوانستم سال تولد کینزلر و فرای (دو مؤلف کتاب مبانی آکوستیک، ترجمه ی اسماعیل بیگی/برکشلی) را پیدا کنم. اگر شما اطلاع داری، لطفاً به من خبر بده. از طریق وبلاگم.
    با تشکر و احترام.

  21. amir :

    exelent

  22. Taher Bardipoor :

    من در مورد کار با نرم افزارهای موسیقی وچگونگی خلق یک اهنگ اطلاعات میخوام لطفا کمکم کنید مچکرم ..طاهر

  23. ali :

    سلام مقاله ی توپی بود لطفا اگر می توانید درباره ی کارکرد دستگاه پروتول به من اطلاع دهید.
    با تشکر

  24. سعید :

    سلام مقاله ی خوبی بود مرسی امچند تا نقد دارم ۱٫بخش نت یک مقدار برای پیدا کردن نت وقت بر است فکر می کنم برای طراحی آن باشد۲٫چرااز نت هایی موسیقی ایرانی استفاده نمی کنید یه چندتایی دارم خواستی یه ایمیل بده تا براتون ارسال کنم۳٫برای اینکه از بخش نت پر محتوا تر بشه از سایت استفاده بکن۸notes.com

  25. سارا :

    سلام میشه در مورد damping بیشتر مطلب بگذارید
    خیلی ممنون از سایت عالیتون خیلی لذت بردم.

  26. rahaninn@yahoo.com :

    با سلاممن مدت چند مها برای موضوعصدا در معماری تحقیق میکنماما به نتیجهخاصی نرسیدم به دلیل نیافتن منابع میخواستم تقاضا کنم اگر کسی می تواند در این زمینه با ایمل با من تماس بگیرد هم منبع وهم کسی که بتواند در این زمینه به من کمک کند .

  27. جلال :

    بسیار عالی بود خسته نباشید.
    آیان میتونید جواب این سوال را در چند خط بدهید.
    چرا صدای آدمها از نظر رنگ با هم فرق می کنه؟

  28. تقی مهرعلی :

    خیلی خیلی ممنون – مطالب مفیدی داشتین !

  29. kambiz farahandouz :

    من هم میتونم مقداری کمک کنم.از این جهت که هم صدا بردارم هم موزیسین(نوازنده ترومپت،کیبورد و… وخواننده کلاسیک)
    با ایمیلم تماس بگیرید.kambiz640 at yaho dot com

  30. kambiz farahandouz :

    رنگ صدا یعنی تفاوت در هارمونیک های فرعی.هارمونیک فرعی یعنی فرکانس هایی که از لحاظ گرهء اول و آخر در طول موج ، با فرکانس اصلی تطابق دارند.مثلا در موج ۱Hz ما ۳ گره و۲ قله داریم،حالا هر فرکانسی که در مدت زمان ۱ Hz موج اولیه، بتواند گره اول وآخر خود را با آن تطبیق بدهد هارمونیک فرعی آنست. حالا از ترکیب انواع هارمونیک ها رنگ صدا های مختلف تولید میشود که باعث تشخیص انواع صداهاست.
    برای راهنمایی بیشتر میتوانید با من مکاتبه کنید.KAMBIZ640@YAHOO.COM

  31. kambiz farahandouz :

    توضیح اضافه اینکه درهارمونیک اصلی همیشه فرکانس کامل است ولی هارمونیک فرعی همیشه نیم موج کم دارد.

فرستادن نظر

RSS / XML