Когда мы оттягиваем струну (положение покоя - под номером 1 на рисунке) в сторону и отпускаем её, то она начинает колебаться поперёк с некоторой частотой и амплитудой, но затухая (положение струны 2 на рисунке).
На струнных инструментах мы так же можем играть флажолеты, прикасаясь к определенным участкам струны пальцем, выявляя 2-ю, 3-ю, 4-ю и т.д. гармоники.
Как колеблется струна в таких случаях я показал на рисунке: 3 - октавный флажолет или Вторая гармоника; 4 - Третья гармоника; 5 - четвертая гармоника.
Но мы должны учитывать, что при игре основной ноты струны (не флажолет) сама струна колеблется не просто с частотой и амплитудой Первой гармоники (основного тона), но сложно, т.е. в ней присутствуют колебания всех вышестоящих гармоник. Таким образом, колебания струны являются очень сложными. Далее на рисунке я показал, как изменяется форма колебания струны при добавлении каждой гармоники поочередно (это нам нужно для уяснения вопроса, для наглядности, так сказать).
Итак, под номером 2+3 вы видите форму струны, издающей только основной тон и Вторую гармонику. Тонкая линия - это форма струны на основном тоне, а толстая - уже модифицированная форма после добавления Второй гармоники.
По номером 2+3+4 форма струны, издающая все первые три гармоники. Тонкая линия - это предыдущий рисунок (2+3), а толстая - вариант с Третьей гармоникой. Как вы поняли, я представляю суперпозицию для большей наглядности: что же происходит со струной, когда добавляется новая гармоника.
2+3+4+5 - это уже новая форма с добавленной Четвертой гармоникой.
Таким образом можно добавлять новые гармоники и форма струны все более усложнится.
При реальном звучании, конечно же, струна не имеет таких больших амплитуд гармоник - я их увеличил для наглядности.
Таким образом, сложная конфигурация колебания струны получается из-за наличия в ней различных гармоник.
(мультики я удалил, как не совсем точные. Более качественные мультики в комментариях).
Чтобы еще более наглядно показать колебание струны, я сделал мультик: сначала идет колебание всей струны, т.е. 1-я гармоника, потом 2-я гармоника (или октавный флажолет), потом 3-я гармоника и 4-я.
Следующий мультик - это сложение двух первых гармоник:
А вот сумма первых трех гармоник:
И, наконец, все четыре гармоники:
--------------------------
А вот здесь: Форма колебания струны 2
я продолжил свои изыскания и показал, как колеблется струна под смычком - не совсем обычное колебание.
--------------------------