Surse Sonore

Orice corp care vibreaza poate servi ca sursa de unde elastice în mediul în care se afla, adica poate fi o sura sonora. Sunetele se produc în corzi vibrante (vioara, corzile vocale umane), coloane de aer vibrante (orga, clarinet), placi si membrane vibrante (xilofon, difuzor, toba).

Tuburile sonore

Tuburile constituie o parte principala pentru instrumentele de suflat, având rolul rezonatorului. Sursa sonora propriu-zisa o constituie ancia prin care se produce oscilatia aerului care formeaza unde stationare în tubul sonor. Modul cum se formeaza componentele sunetului în tuburi deschise sau închise este redat în figura 1, a si b.

Ventrul se formeaza întotdeauna la ancie. Componentele sunetului se obtin , pentru tubul deschis, din relatia : ½n = v•n/2l, iar pentru tubul închis din relatia : ½n = v•(2n-1)/4l.

Într-un tub deschis frecventa fundamentala corespunde (aproximativ) unui ventru al elongatiilor la fiecare capat si unui nod al elongatiilor în mijlocul tubului , asa cum arata figura 1 - a. Desenele urmatoare din aceeasi figura arata 2 tonuri superioare : armonica a doua si armonica a treia. Prin urmare într-un tub deschis frecventa fundamentala este v/2l si sunt prezente toate armonicile.

Într-un tub închis, capatul închis este un nod al elongatiilor. Figura 1 - b arata modurile de vibratie ale unui tub închis. Frecventa fundamentala este v/4l ceea ce constituie jumatate din frecventa fundamentala a unui tub deschis de aceeasi lungime. Singurele tonuri superioare prezente sunt cele care dau un nod al elongatiilor la capatul închis si un ventru la capatul deschis. Prin urmare, dupa cum se arata în figura 1- b, armonicile a doua, a patra etc. lipsesc. Deci într-un tub închis

Sunt prezente numai armonicile impare. Înaltimea sunetelor date de un tub deschis este deci diferita de cea a unui tub închis.

Coardele sonore :

Se considera o coarda de lungime l, fixata la ambele capete. Daca ea este ciupita, se vor propaga vibratii transversale de-a lungul corzii; aceste perturbatii se reflecta pe capetele fixe si se formeaza astfel o unda stationara. Modurile proprii de vibratie ale corzii sunt astfel excitate si aceste vibratii dau nastere unor unde longitudinale în aerul înconjurator care le transmite pâna la urechile noastre ca un sunet muzical.

Când excitam vibratii în aceasta coarda în locurile în care este fixata coarda, adica la capetele ei, se formeaza noduri; iar la mijlocul coardei se va forma un ventru (figura 2 – a). Acestei vibratii îi corespunde o anumita frecventa ½1.

Dar, în afara de aceasta unda stationara , se poate stabili în coarda o unda stationara cu trei noduri : doua la capetele coardei si unul la mijloc (figura 2 - b). Acestei vibratii îi corespunde frecventa ½2, de 2 ori mai mare decât frecventa ½1 a primei vibratii. Tot astfel se pot stabili unde stationare cu patru noduri (figura 2 - c) de frecventa ½3, etc. Asadar aceeasi coarda poate emite vibratii sonore nu numai cu frecventa fundamentala ½1, ci si cu asa-anumitele armonice superioare (tonuri superioare) de frecvente ½k=(k+1)½1, unde k este un numar întreg. Tonurile superioare ale caror frecvente sunt multipli întregi ai frecventei fundamentale, formeaza o serie armonica. Fundamentala este prima armonica. Frecventa 2½1 este primul ton superior sau a doua armonica, frecventa 3½1 este al doilea ton superior sau a treia armonica s.a.m.d.