Как получают разные тона?

Музыканты извлекают из своих инструментов звуки различных тонов путем регулирования частоты звукогенерирующих вибраций этих инструментов. Когда скрипач перемещает смычок поперек струны, она начинает вибрировать (совершать колебания). Эти колебания распространяются вверх и вниз по струне, и в результате на ней образуются так называемые стоячие волны.

Аналогично этому, когда флейтист дует в мундштук, стоячие волны формируются в столбе воздуха внутри флейты. Каждая волна создает различный тон. Самый низкий звук, который может создавать струна или столб воздуха, называется основным тоном. Каждый раз, когда звучит основной тон, его сопровождают более высокие тона, называющиеся обертонами; это связано с тем, что звуковая волна обычно является суммой простых составляющих колебаний. Характерное звучание (тембр) инструмента определяется относительной силой или слабостью обертонов.

Королева струнных инструментов

Деревянный корпус скрипки является ключевым элементом для образования ее изысканного тембра. Под действием смычка или пальцев скрипача струны вибрируют, заставляя резные лакированные панели корпуса резонировать (вибрировать) с той же самой частотой. В результате звук усиливается и становится достаточно громким, чтобы быть услышанным.

Поющая струна

Благозвучный духовой инструмент

Колеблющиеся волны воздуха пульсируют в полости флейты. Эти волны по своей структуре очень похожи на те, что образуются на вибрирующей струне.

Строение волн

Громкий и тихий звуки

Высокий и низкий тона

Сигналы осциллографа показывают силу звуков и их тона. Громкость звука (верхние рисунки справа) измеряется в децибелах. Люди обычно различают звуковые волны в диапазоне от 1 до 120 децибел. Высокие и низкие тона (нижние рисунки справа) определяются частотой звуковых волн, т. е. числом гребней или впадин, прошедших через данную точку в единицу времени.Прибор для регистрации волн

Прибор для регистрации волн

Звуковые волны можно наблюдать на экране осциллографа.

Осциллограф рисует волнообразные кривые звуковых волн. Звуки высокого тона (высокочастотные) имеют меньшие длины волн; звуки низкого тона (низкочастотные) имеют большие длины волн.