Dainavimo raktas

Dainavimo raktas

Aleksandras Бердников
"Quantic" № 9, 2016

Gaukite viso metalo raktą, kurio dydis yra maždaug tokia pati kaip ir nuotraukoje 1. Gali būti, kad jis gali skambėti įvairiais būdais. Galite pakabinti raktą ant plono siūlų ir lengvai jį smogti kažką sunkiai. Labiausiai tikėtina, kad raktas išmeta švarią aukštą pastabą. O dabar mes įdėjome jį ant piršto (kaip parodyta 1 nuotraukoje) ir mes mesti stiprų spragtelėjimą, tarsi atsisakytų partijų. Garsas bus apie tą patį aukštį, tačiau pastebimai "dirtier", tarsi kažkas paspaudė keletą gretimų raktų ant fortepijono. Kodėl tai vyksta?

Gali būti, kad raktas ant sriegio buvo švelnus, ir todėl garsas buvo aiškus, o raktas, kurį išsiuvinėdavo, spragtelėjo sparčiai – taip jis sukrauti? Ne, paaiškinimas yra kažkaip labai neapibrėžtas, ir tai nėra paprasčiausias testas. Būtent mes stengsimės apversti raktą skirtingais paspaudimais: jei spragtelėjote tiesiai ant centro, kaip ir 2 nuotraukoje, o ne šone, garsas bus pastebimai švaresnis.

Galbūt viskas priklauso nuo to, kur mes pasiekiame raktą? Garsas buvo purvinas, kai jis nukrito į šoną, o garsas buvo aiškus, kai jis nukrito centre, ar tai ne atsakymas? Bet kodėl tada pikis abiem atvejais tas pats? Tai nėra atsitiktinumas paprastam sutapimui: galite išmesti įvairių formų raktus, bet kiekvieno iš jų skambučio aukštis pasirodo pastovus, nesvarbu, kaip jūs jį spragtečiate.Ir jūs galite išvilioti ir paspausti klavišą ant stygos taip, kad jis greitai sukasi aplink savo ašį, kaip kai mesti daug, bet pakabinti gana sklandžiai (be šuolių). Tada apskritai galite išgirsti, kaip iš pradžių purvinas skandalas tampa švaresnis tol, kol raktas sustoja.

Tai reiškia, kad verpimo raktų garsas yra tiesiog iškraipytas klavišo garsas, ir tai svarbus pagrindinis sukimas, o ne smūgio ypatumas. Galite matyti, kad kuo greičiau sukasi klavišas, tuo didesnis iškraipymas. Vienas iš tokių reiškinių yra plačiai žinomas – tai Doplerio efektas: kuo greitesnis kažkas panašus į jus, tuo didesnis jo garsas (ir jei jis ištrinamas, mažesnis). Pavyzdžiui, prisiminkite, kaip pasikeičia automobilio ar motociklo skriejančio automobilio garsas. Be rotacinio rakto, pusė priartėja prie mūsų, o kita išeina. Pasirodo, mes turėtume išgirsti du, o ne vieną pastabą: viena – šiek tiek aukštesnė nei pradinė (nuo artėjančios dalies), kita – šiek tiek mažesnė (nuo tolimo).

Pav. 1

Pažvelkime į spektrogramą (1 pav.). Tai rodo dažnius, kuriuos skleidžia raktas pakabintas ant sriegio, kuris nukreiptas į šoną (užrašo aukštis yra brėžiamas vertikaliai, laikas yra horizontalus, dažnis matuojamas hercais (Hz), tuo didesnis garso dažnis, tuo aukštesnė pastaba). Dvi ryškios linijos, ty dvi užrašai, iš tikrųjų matomos paveikslėlyje.Raktas, sukantis siūlą, greitai sustoja, o spektrograma parodo, kaip dažniai vienas kitam artėja, sujungti į vieną. Kai raktas sustoja, sriegis pradeda verpti priešinga kryptimi, o spektrogramoje pasikartojančios pastabos vėl pasiskirsto.

Nors garso iškraipymo paaiškinimas, naudojant Doplerio efektą, buvo patvirtintas spektrogramu, jis turi daug neatitikimų. Norėdami rasti pirmąjį iš jų, išmeskite raktą, kad jo sukimosi ašis būtų nukreipta apytiksliai prie tavęs. Doplerio efektas turėtų išnykti – galų gale atstumas iki bet kokios rakto dalies beveik nepasikeis. Tačiau praktiškai garsas lieka toks pat purvinas (atstumas tarp artimais dažniais nesumažėja), nors jis tampa tylesnis.

Pav. 2

Antras neatitikimas yra protingesnis. Iš pradžių, tiesą sakant, raktas, net ir be sukimo, daro daug pastabų, nors ir toli vienas kito. Paprastai mes pastebime tik mažiausią garsą, o kiti yra suvokiami kaip jo spalva, timbras. Tačiau jie vis dėlto yra gana tikri, o kiekvienas raktas yra padalintas, kai raktas pasukamas. Ir jei tai būtų Doplerio efektas, didžiųjų pastabų suskaidymas būtų didesnis nei mažesnių. Tai atsiranda iš Doplerio efekto savybės: tam tikru greičiu jis pakeičia visus dažnius tiek pat kartų (tarkim, 3% greitis 10 m / s), o tada dvigubai didesnis užrašo padalijimas bus dvigubai didesnis ir taip toliau. Tačiau pažvelkime į spektrogramą, pateiktą 2 paveiksle. Trys užrašai apie klavišo pingą yra iškart matomi: pagrindinis ( žemas ryškus) ir du didesni (nuobodu). Kiekvienas iš jų dėl rakto sukimosi faktiškai yra padalintas į dvi. Ir nors pradinių pastabų dažnis labai skiriasi, atstumas tarp jų "palikuonių" yra beveik toks pats. Ir tai apskritai nėra kaip Doplerio efektas.

Ir trečiasis neatitikimas: ar "Doplerio" efektas tikrai turi sudaryti dvi iš kiekvienos pastabos? Mes sakėme, kad sukantis mygtuką pusė judama link mus, pusė nuo mūsų, tačiau tai yra labai netiksli. Galų gale, netiesa, kad visos mūsų judančios dalys artėja prie to paties greičio. Kiekviena rakto dalis turi savo greitį: arčiau ašies yra lėtesnis; kitas, kuris ateina, yra greitesnis. Dėl to garsas iš kiekvienos dalies bus keičiamas pagal savo dydį, todėl pastaba nebus suskaidyta į dvi dalis, o bus "išplėstas".

Pav. 3

Bet kodėl tada kiekviena raktinė pastaba yra padalinta į dvi dalis? Eikime iš kito galo. Kaip veikia nešvarus skambučių garsas? Viena grynoji pastaba yra oro slėgio svyravimas fiksuotu dažniu (jo grafika yra raudona 3a paveiksle, P – spaudimas T – laikas).Jei pridėsime dar vieną garsą, kurio dažnumas (mėlynas 3a paveiksle), tada jų įtaka oro slėgiui susilygins. Tarkime, kad tam tikru momentu jie svyruos beveik sinchroniškai, taigi gaunami dvigubai didesni svyravimai (garsesnis garsas). Tai negali trukti ilgą laiką: svyravimų greitis yra šiek tiek kitoks, taigi jie greitai išskaidys ir pradės gesinti vienas kitą, o ne sustiprins (garsas išnyks). Po kurio laiko vėl svyruoja sinchronizavimas ir pan. Rezultatas bus kaip vienas užrašas, kuris nuramins, tada pasirodys1 (3b paveiksle pateikta grafika).

Paskutinė pastaba gali būti suformuluota ir vaizduojama skirtingai (3c pav.): Mūsų žalias grafas (dviejų uždarų pastabų suma) yra panašus į tam tikro tarpinio dažnio (violetinės) garsą, kuris laikui bėgant keičiasi arba svyravimų ("sūkių" vaizduojama kaip juoda grafika). Žaliosios grafikos centrinė dalis iš tikrųjų pasirodo violetinė, bet dešinėje ir kairėje centro pusėje žalia grafika taip pat pasukama aukštyn kojomis, palyginti su purpurine.

Tai rodo mūsų pagrindinė sprendimo idėja.Pabandykime suprasti ir suvokti fizinį išvystyto paveikslo reikšmę.

Mes turime nuolatinę pastabą apie dažnumą (purpurinė grafika): tai yra raktinis žiedas. Kai raktas nesikeičia, girdime šią švarią pastabą. Dabar turime suprasti, kodėl jo kiekis pradeda kisti, jei raktas įjungtas. Tai taip pat lengva: pavyzdžiui, kai raktas yra pasuktas į mus "veidą" (tai yra, mes žiūrime statmenai plokštumoje), raktas skamba mums visam paviršiui ir skamba garsiai. Tada jis pasuks į kraštą, mes "klausysime" jo mažą paviršių, o skambutis tampa tylus. Tada raktas taps tolesnis, o skambutis vėl grįš į visą garsą ir pan. Šie pokyčiai lengvai pastebimi lėtai sukamajame raktus.

Pav. 4

Toks paaiškinimas yra visiškai suderinamas su 3c paveiksle esančia centrine dalimi. Ir kur iškyla garsų "pasukimas" iš kraštų? Norėdami suprasti, pagalvokime, kad vienas raktų ženklas yra raudonas. Pavyzdžiui, apsvarstykite tokio tipo svyravimus: raktos galai bus atskiriami nudažyta kryptimi, o vidurinis – nedažytas, o atvirkščiai (viršutinė eilutė figūroje 4). Tokie svyravimai duos vienodą pastabą. Dabar prisiminkite, kad mūsų raktas taip pat sukasi (apatinė eilutė pav. 4).Ir po to, kai raktas daro pusę posūkio, lenkimai, kurie yra vienodi pačios raktos požiūriu (ekstremalūs abiejose eilutėse 4 paveiksle), pasirodys mums priešingi. Tai reiškia, kad garsas po pusės posūkio ne tik sugrąžins garsą į save, bet jo svyravimai "pakeis ženklą" (sukamasis klavišas žiedu "į pėdą" su fiksuota, tada priešinga kryptimi). Tai yra tai, ką mes matome 3c paveiksle: purpurinės ir žalios diagramos beveik vienodos, tada beveik priešingai.

Kaip rezultatas, šie grynosios pastabos amplitudės pokyčiai duoda, kaip matėme, tą patį rezultatą, kaip ir dviejų uždarų pastabų pridėjimas (tai tik kitas tos pačios garsos aprašymas). Taigi girdi kakofoniją. O jei raktas bus sukamas lėtai, mes suvoksime jo skambėjimą "kaip tikėtasi", su švaria pastaba su skirtingu garsu.

Taigi, viena klavišo užrašas, kurio dydis keičiasi dėl jo sukimosi, yra išgirstas kaip du2. Toks pokalbio pasikeitimo paaiškinimas yra laisvas nuo visų ankstesnių trūkumų ir visiškai atitinka eksperimentus. Pavyzdžiui, pastabos dalijimo dydis gaunamas priklausomai tik nuo rakto pasukimo laikotarpio – šis pasiskirstymas įtakoja ir pastabos aukštį, ar pagrindinės ašies orientaciją.

Pav. 5

Patikrinkite save.Viršutiniame 5 paveiksle esančioje diagramoje pagrindinis garsas įrašomas į giją. Individualios vibracijos sujungiamos čia, matoma tik tomas – mėlynos juostos storis (vertikaliai). Antrame, svyravimai, apskaičiuoti pagal mūsų apibūdintą modelį (bet neatsižvelgiant į Doplerio efektą). Statybai buvo naudojamas vidinis kameros matuojamas sukimosi greitis. Galima pastebėti, kad abiejuose grafikuose tūris yra vienodai svyruojantis, lėtėja, kai sukamasis siūlas sulėtina sukimąsi. Palyginimui, apatinėje diagramoje atsižvelgiama tik į Doplerio efektą, o amplitudės pokyčiai dėl pagrindinės orientacijos yra ignoruojami.

Pav. 6

Kitas patikrinimas yra pagrindinės skleidimo spektrogramos (pirmasis kairėje 6 pav.) Ir trys modeliai: atsižvelgiant tik į amplitudės svyravimus (antrasis), tik Doplerio efektas (trečias) ir abu (ketvirtasis).

Galima suprasti, kad modelis, kurį mes nustatėme, puikiai apibūdina reiškinį. Šiuo atveju svarbus buvo tik raktų orientacijos ir jo sukelto svyravimo svyravimas ir Doplerio efektas nepadarė pastebimo indėlio. Doplerio efekto mažumą galima iš anksto suprasti, žinant, kad pagrindinis plotis yra žymiai mažesnis nei bangos ilgis.Kaip yra (sudėtinga) užduotis savirefleksijai.

Menininkas Olga Demidova


1 Tokie tomo svyravimai, kylantys dėl uždarų pastabų pridėjimo, vadinami mušimas. Ištraukite tą pačią pastabą apie gitarą iš dviejų stygų vienu metu. Jei garsai yra šiek tiek kitokie, mes galime lengvai išgirsti ritmas. Todėl jie padeda įsitvirtinti.

2 Pasirodo, mes suradome efektą, kuris yra atvirkštinis smūgiui, kuriame, atvirkščiai, girdimos užrašai, kaip vienas su svyruojančiu garsumu.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: