звукообразования

Для того, чтобы было до конца понятно из чего рождается общая теория звукообразования для всех духовых инструментов в рамках СТОДИ, нам пришлось прибегнуть к строгой науке - с помощью А.П. Смирнова. Дело в том, что в названии теории уже был заложен ключ к разгадке этого явления, требовавшим более точной и полной расшифровки «Остро-резонансная теория…»: «Остро-» – это определения действия острых рассекающих граней, образующих механизм импеданса. Для того, чтобы разобраться в понятии резонанса, в отличие от общепринятого – гармонично взаимодействующих объектов или совпадение звуковых частот и т.п., нам пришлось обратиться к двум теориям, относящимся к «Сферо-звуковым» источникам (голоса или духового инструмента): Сферозвуковой (Б.В. Гладков [4]) с позиций аналога цветового и звукового спектра; и строго теоретической, с позиций более широкой трактовки - развития реальных дискретных квантовых процессов в явлениях любой природы (А.П. Смирнов).

˂ …˃ Хорошо известно, что звуковые волны разной структуры оказывают воздействие на состояние человека, вызывая определенный характер реакции организма. Из этого можно сделать вывод, что звуковые волны влияют на характер физиологических процессов в клеточной структуре организма. С этой позиции чрезвычайно важным является знание и понимание специфики формирования и развития звукового воздействия, с одной стороны, и знание и понимание задач и целей такого воздействия на человека, общество и окружающую среду.

Рассмотрим два типа распространения звуковых волн: поле сферических звуковых волн и поле направленного излучения продольных волн. О специфике состояния движения при распространения этого типа звуковых волн существует обширная литература, но мы коснемся очень важной особенности воздействия звуковой волны, распространяющейся в среде, и процесса реакции среды на изменение структуры распространяющейся звуковой волны.

Отметим, что в существующей литературе по распространению звуковых и электромагнитных волн отсутствует знание и понимание закона взаимосвязи изменения структуры волны и реакции среды в процессе распространения волн. В классической динамике И.Ньютона эта взаимосвязь определяется аксиомами и законами движения, по которым всякое изменение состояния движения определяется условиями внешнего воздействия приложенных сил F, приложенных с определенной скоростью V, то есть локальной мощностью F_Д V_Д (_д - действие), которая передается от одного тела к другому или среде в направлении действия силы F_Д с сохранением количества движения F_Д V_Д в реакции в форме F_Р V_Р (_P - реакция). Отметим, что реализация этого процесса в каждом элементарном акте воздействия звуковой волны требует определенной мощности Q_Д (_Д -действие), которая поглощается в реакции. Таким образом, полной характеристикой этого процесса изменения состояния движения в элементарном акте воздействия при распространении звуковой волны в среде и ее реакции является математическая форма записи закона сохранения действия:

F_Д V_Д + Q _Д = > - F_Р V_P - Q _Р (2)

Это математическая форма представления процесса перехода действия причины в следствие, реакцию среды на это воздействие звуковой волны в элементарном акте изменения состояния движения звуковой волны в среде или при столкновении с телом, закона сохранения действия, то есть количества движения, в котором учитывается энергия, необходимая для изменения состояния движения звуковой волны и среды или тела.

И действительно, при столкновении шаров скорость изменения энергии при передаче количества движения от причины (E_Д = 1/2 m_Д V_Д ² ), где: Е - энергия, в следствие (E_Р = 1/2 m _Р V_Р ²), и определяется скоростью изменения энергии в этом процессе действия от причины d E _Д / d t = m _Д V _Д d V_Д / d t = m _Д a _Д V_Д в скорость изменения энергии d E _Р / d t = m _Р V _Р d V_Р / d t = m р a _Р V _Р для следствия, то есть мерой изменения количества движения. Именно в этом процессе передачи количества движения от причины к следствию и состоит сущность так называемых резонансных явлений [3] в реальных процессах, которые происходят не за время реализации ν колебаний за одну секунду, а за время 1/ 2π ν = τ одного колебания, за время действия одного цикла действий в колебательных процессах. В этом и состоит специфика действий в развитии реальных дискретных квантовых процессов в явлениях любой природы.

Это означает, что при воздействии звуковой волны происходит поглощение тепловой энергии из окружающей среды, если V_Р < V _Д и увеличение F_Р, то есть концентрации энергии в пространстве и времени, усиление звука.

Опыт демонстрирует действительно охлаждение воздушной среды при распространении продольной звуковой волны при определенной мощности и структуре спектра, вплоть до образования снега. Этот механизм был известен в Древней Греции и использовался при создании архитектуры амфитеатров, что и обеспечивало в них великолепную акустику. На основании этой специфики распространения звуковой волны разработана методика исполнения мелодий на духовых инструментах и пения, при которых от музыканта и певца не требуется столь больших усилий, которые требуются в традиционных методах исполнения.

Эффект концентрации энергии усиливается благодаря так называемому кинетическому эффекту, когда продольная звуковая волна увлекает в направлении ее распространения всю систему движущихся в разных направлениях атомов и молекул или когда сужается сечение потока движущейся среды, как это происходит на малых реках при строительстве водяных мельниц. Скорость суженного потока связана со скоростями движения частиц среды в разных направлениях:

V² = V_X ² + V_Y ²+ V_Z ²,

что и приводит к увеличению кинетической энергии потока за счет тепловой, и температура потока среды понижается.

Следует отметить, что этот механизм распространения волновых процессов очень ярко проявляется при воздействии электромагнитных волн, особенно в квантовых явлениях. Заметим, что в квантовой физике допущено некорректное определение кванта энергии hν как порции энергии, необходимой для элементарного акта изменения состояния в квантовых явлениях. По определению, hν – это количество энергии за ν колебаний, то есть мощность. Как показал опыт, реализация процесса изменения состояния в квантовых явлениях происходит за время τ = 1 / 2 π ν, то есть для реализации элементарного квантового процесса требуется локальная мгновенная мощность h / τ – квант действия, то есть в 2 π ν раз меньше энергии, чем это принято в квантовой физике. Действие, по определению, оценивается количеством движения FV (произведением силы действия F на скорость действия V).

В реальных элементарных процессах взаимосвязи причины и следствия, действия и реакции в явлениях любой природы выполняется неукоснительно универсальный закон сохранения количества движения:

F _Д V _Д = - F _Р V _Р.

Отсюда следует специфика алхимических процессов в физике, химии, биологии и других науках. Фактически FV – это элемент информации, а закон сохранения движения – универсальный язык обмена информацией в явлениях любой природы, ЗАКОН ТВОРЕНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ. Следует подчеркнуть, что этот закон и является ЗАКОНОМ ФОТОЭФФЕКТА.

И действительно: малая сила света f, распространяющегося с большой скоростью С, в веществе с малой скоростью реакции s может вызвать силу F, достаточную для разрушения вещества и даже атомов и трансформации веществ и даже атомов:

f C => - F s (3)

Предложенная методика рассмотрения воздействия звуковой волны разработана на базе научного обоснования решения фундаментальной проблемы задачи двух и более тел в рамках классической динамики, которая позволяет описывать формирование и развитие причинно-следственных связей в элементарном акте изменения состояния движения по закону творения реально происходящего, и его интегральной форме Принципу Порядка, принципу организации и развития систем в физике реальных процессов в явлениях любой природы.

Таким образом нам удалось получить единую формулу Закона творения действительности (3), закона, который с полным правом можно применить к процессу звукообразования на всех духовых инструментах. Локально применив указанный Закон в виде научной теории в рамках процесса формирования явлений звукового острого резонанса при звуковозбуждении на всех духовых инструментах, равно как и в пении, он может именоваться как общая «Остро-вихревая резонансная теория звукообразования на всех духовых инструментах».