Хендрикс, Кобейн и Пейдж.
Все они отлично играют на гитаре,
но как их руки
создают ноты, ритм, мелодию и музыку?
Касание гитарной струны создаёт
вибрацию, называемую «стоячей волной».
Некоторые участки струны, называемые
узлами, совсем не двигаются,
тогда как колеблются другие участки,
называемые антиузлами.
Вибрация проникает через шейку
и струнодержатель гитары к её корпусу,
тогда как тонкое и гибкое дерево
совершает колебания,
сталкивая и расталкивая молекулы воздуха.
Эти последовательные деформации создают
звуковые волны,
и те, что создаются внутри гитары,
в основном выходят через отверстие в деке.
В конечном итоге они достигают вашего уха,
которое преобразует их в электрические
импульсы,
воспринимаемые мозгом как звуки.
Высота этих звуков зависит
от частоты компрессий.
Быстро вибрирующая струна вызовет много
компрессий в тесной последовательности,
производя высокий звук,
а медленная вибрация
производит низкий звук.
На частоту вибрации струны
влияют четыре вещи:
длина, напряжение,
плотность и толщина.
Обычно гитарные струны обладают
одинаковой длиной
и имеют аналогичные напряжения,
но различаются по толщине и плотности.
Более толстые струны вибрируют медленнее,
производя более низкие ноты.
Каждый раз, касаясь струны,
на самом деле вы создаёте
несколько стоячих волн.
В них есть первая главная гармоника,
определяющая высоту ноты,
есть также волны,
называемые обертонами,
чьи частоты кратны частотам первой волны.
Все эти стоячие волны объединяются, чтобы
создать сложную волну с богатым звуком.
Меняя способы перебора струн,
вы получаете разные обертоны.
Коснувшись струны ближе к середине,
вы получите основные
и нечётные кратные обертоны,
которые имеют антиузлы
в середине струны.
Касаясь струны ближе к струнодержателю,
вы получаете чётные кратные обертоны
и более звонкий звук.
Западная нотная азбука основана
на серии обертонов вибрирующей струны.
Когда мы слышим одну ноту с другой,
имеющей в два раз бо́льшую частоту,
её первый обертон,
они звучат столь гармонично,
что мы обозначаем их одним символом
и определяем разницу между ними
октавой.
Остальная часть звукоряда
вмещается в этой октаве,
разделённая на двенадцать полушагов,
где частоты выше каждой
предыдущей на 2^(1/12) тона.
Этот фактор определяет расстояние лада.
Каждый лад делит оставшуюся длину струны
на 2 ^ (1/12),
увеличивая частоты на полтона.
Безладовые инструменты, например, скрипки,
легче производят бесконечное число
частот между каждой нотой,
но на них сложнее добиться
чистого звукоизвлечения.
Количество струн и их настройка
индивидуально подобраны под аккорды,
которые мы любим играть,
и под физиологию наших рук.
Формы гитары и её материалы могут
быть разными,
и оба эти параметра меняют характер
и звук вибраций.
Играя на двух или более
струнах одновременно,
вы создаёте новые образцы волн, например,
аккорды и другие звуковые эффекты.
Например, когда вы играете две ноты,
чьи частоты близки друг к другу,
их совмещение создаёт звуковую волну,
амплитуда которой поднимается и падает,
производя пульсирующий эффект,
который гитаристы называют боем.
Электрогитары дают даже больше
возможностей звукоизвлечения.
Вибрации начинаются так же на струнах,
но потом они переводятся адаптером
в электрические сигналы
и передаются на динамики,
которые создают звуковые волны.
Между адаптерами и динамиками
есть возможность обработать
волну по-разному,
для создания эффектов дисторции,
овердрайва, «вау-вау», дилея и фленджера.
И чтобы вы не думали, что физика
музыки нужна только для развлечения,
подумайте вот о чём.
Некоторые физики считают,
что всё во Вселенной
создаётся гармоничными рядами
крошечных, очень напряжённых струн.
Может, вся наша реальность —
лишь продолжительное соло некоего
космического Джими Хендрикса?
Очевидно, тут всё гораздо сложнее,
чем кажется на первый слух.