Vật lý học của việc chơi guitar - Oscar Fernando Perez

Xem toàn bộ bài thuyết trình tại: http://ed.ted.com/lessons/the-physics-of-playing-guitar-oscar-fernando-perez

Những bậc thầy guitar như Jimi Hendrix có năng lực bẻ cong những sóng âm thanh theo ý muốn, gảy nên những giai điệu từ cảm hứng và sự rung động. Nhưng làm thế nào gỗ, kim loại và nhựa thể hiện được nhịp điệu, giai điệu và âm nhạc? Oscar Fernando Perez mô tả chi tiết vật lý học của việc chơi guitar, từ cái gảy đàn đầu tiên đến hợp âm chói tai cuối cùng đó.

Thuyết trình: Oscar Fernando Perez
Minh họa: Chris Boyle

Hendrix, Cobain và Page

Họ đều chơi guitar rất đỉnh

nhưng làm thế nào những nhạc cụ

tuyệt vời trong tay họ

phát ra nốt, nhịp, giai điệu và âm nhạc?

Khi gảy một dây đàn, ta 
tạo ra
dao động sóng dừng.

Một số điểm trên dây đàn, gọi là các
nút sóng,
 không hề di chuyển,

còn các điểm khác, các bụng sóng,
dao động qua lại.

Sự rung động truyền qua cần đàn
và ngựa đàn đến thân guitar,

nơi thùng gỗ mỏng và linh hoạt

rung động,

xô đẩy những phân tử khí xung quanh

vào nhau và tách ra.

Những lực nén liên tục này
tạo nên sóng âm,

và những sóng âm trong thân đàn

hầu hết thoát qua lỗ thoát âm.

Sóng âm cuối cùng truyền
đến tai người nghe,

trở thành các tín hiệu điện

mà não diễn giải như âm thanh.

Độ cao của âm thanh phụ thuộc vào
tần số của những lực nén.

Một sợi dây rung động nhanh sẽ
tạo ra 
rất nhiều lực nén sát nhau,

tạo thành một âm bổng,

và rung động chậm tạo thành âm trầm.

Bốn yếu tố ảnh hưởng đến tần số
dây đàn rung động:

Độ dài, sức căng, độ đặc và độ dày.

Dây đàn guitar điển hình
đều có độ dài giống nhau,

và có sức căng như nhau,
nhưng khác biệt ở độ dày và độ đặc.

Dây dày dày hơn rung chậm hơn,
tạo ra nốt trầm.

Mỗi lần gảy đàn,

bạn thực chất ta tạo ra
một vài 
sóng dừng.

Đầu tiên là sóng căn bản,

quyết định độ cao của nốt nhạc,

Nhưng cũng có những sóng
gọi là âm bội,

với tần số là bội số
của sóng căn bản.

Tất cả sóng dừng này kết hợp để tạo thành 
một
sóng phức tạp với âm thanh phong phú.

Thay đổi cách gảy dây đàn
sẽ ảnh hưởng đến những âm bội bạn tạo ra.

Nếu gảy ở gần giữa,

Ta thu được chủ yếu sóng căn bản 

và các hòa âm là bội số lẻ

với các bụng sóng ở giữa dây đàn.

Khi gảy đàn gần phần ngựa đàn,
ta thu được các hòa âm chẵn là chủ yếu

với âm thanh chói tai hơn.

Thang âm quen thuộc của phương Tây,

được xây dựng từ dãy hòa âm của dây đàn.

Khi nghe đồng thời một nốt nhạc
và 
một nốt có tần số gấp đôi,

hòa âm đầu tiên của nốt,

âm thanh sẽ rất hài hòa
nên ta quy ước cho 2 nốt cùng 1 kí tự,

Và xác định khoảng cách giữa
2 nốt là một quãng 8

Phần còn lại của thang âm,
là phần giữa của quãng 8

được phân ra thành 12 nửa cung

tần số cách nhau 2^(1/12) lần

Yếu tố này quyết định
vị trí các phím đàn.

Mỗi phím chia độ dài dây đàn
thành các khoảng cách 2^(1/12),

Để tần số tăng lên mỗi nửa cung.

Những nhạc cụ không phím
 như violin,

có thể phát ra vô số tần số

khác nhau giữa các nốt

Nhưng sẽ khó giữ đúng tông hơn.

Số dây và cách chỉnh dây

được điều chỉnh theo đúng

những hợp âm ta muốn dùng

và kích cỡ hình dáng của bàn tay ta.

Hình dáng và vật liệu của 
đàn guitar cũng rất đa dạng,

và 2 yếu tố này ảnh hưởng đến

bản chất và âm thanh của rung động.

Khi gảy 2 hay nhiều dây
cùng một lúc

ta tạo được những hợp âm

và hiệu ứng âm thanh mới.

Ví dụ, khi bạn chơi 2 nốt

có tần số gần nhau,

chúng cộng hưởng và tạo ra sóng âm

có độ lớn tăng và giảm,

tạo hiệu ứng âm thanh rộn ràng,

mà nghệ sĩ guitar gọi là 'beat'.

Đàn guitar điện sẽ cho bạn

nhiều hiệu ứng hơn nữa.

Những rung động vẫn đến từ dây đàn,

nhưng được biến đổi thành 

tín hiệu điện qua bộ nhận tín hiệu.

Và truyền đến dàn loa

và tạo ra sóng âm.

Giữa bộ nhận tín hiệu và loa,

Có nhiều cách xử lý sóng âm thô,

tạo ra những hiệu ứng distortion, overdrive,
wah-wah, delay và flanger.

Nếu bạn nghĩ rằng vật lý
của âm nhạc chỉ để giải trí,

hãy nghĩ về điều này.

Một số nhà vật lý học nghĩ rằng
mọi thứ trong vũ trụ

được tạo ra từ hòa âm của
những 
sợi siêu nhỏ và đặc.

Có lẽ nào cả thế giới ta biết

chỉ là đoạn solo của

một Jimi Hendrix vũ trụ nào đó?

Quả là còn quá nhiều điều bí ẩn
ta chưa được 'nghe'.