Система обертонов (гармоник)

Элементарная теория музыки

В результате колебания какого-нибудь упругого тела, например струны, металлического листа, деревянной пластины и т. п., возникает волнообразное распространение продольных колебаний воздушной среды, которые называются звуковыми волнами. Звуковые волны распространяются во всех направлениях и с одинаковой скоростью. Эти звуковые волны (колебания) улавливаются нашим слуховым аппаратом и передаются по нервной системе в головной мозг, возбуждая ощущения звука.

Человек воспринимает достаточно большой звуковой спектр. Этот спектр можно разделить на два вида: звуки шумовой природы и музыкальные звуки, хотя это разделение несколько условно, т. к. в современной музыке равноправно используются и те и другие.

Характер звука определяется четырьмя основными свойствами: высота, громкость, тембр, длительность.

Высота звука зависит от частоты колеблющегося тела (источника звука): чем чаще колебания, тем выше звук, и наоборот. Громкость зависит от размаха колебательных движений источника звука: чем больше размах колебаний (амплитуда), тем громче звук, и наоборот.

Длительность звука зависит от продолжительности колебаний источника.

Тембром называется качественная характеристика звука, т. е. его окраска. Именно благодаря этой характеристике мы различаем огромное количество музыкальных инструментов, голоса и даже шумовые звуки. Тембр звука зависит от наличия в нем " частичных" тонов или, иначе говоря, обертонов (гармоник), а также от их соотношения по громкости и присутствию или отсутствию в спектре звучания основного тона.

Система обертонов (гармоник)

Форма звуковой волны имеет достаточно сложную структуру, т. к. колеблющееся (звучащее) тело вибрирует не только по всей длине, но и всеми частями, что и генерирует дополнительные звуковые волны, суммирующиеся с основной волной. Эти дополнительные волны (гармоники) отличаются отосновной волны (основного тона) частотой колебания, иначе говоря, высотой звука. Гармоники по частоте всегда выше основного тона.

Если принять за единицу частоту основного тона, то числа колебаний гармоник будут выражаться рядом простых чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 и т. д. Этот ряд звуков, образованных обертонами основного тона, называется натуральным звукорядом. И если принять за основной тон звук до большой октавы, мы получим следующий ряд звуков (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Натуральный звкукоряд