Физические вопросы для скрипичных мастеров

[Искатель]

Lubytel
> Форманты проявят себя,как собственные частоты системы

Ну да. А какие у корпуса собственные частоты? ЧВР и резонансные частоты дек (первая – воздух, вторая(вторые) – дерево). Они и есть форманты. ЧВР – это НСФ. А резон.частоты дек – это ВСФ, наверное.

> если мы стукнем по корпусу и снимем спектр этого его звучания

Вопрос: снимем чем?

> Но при исполнении звука усилены будут только те гармоники,которые попадут в частотный диапазон форманты

По эффекту резонанса, так ведь?

> Если у ноты нет гармоники на частоте форманты, то там нечему усиливаться

А если форманты – это не отдельные частоты, а полосы частот, шансы не попасть в них – почти нулевые.
Но тут я заметил маленький нюанс: «если у ноты нет гармоники» - то есть гармоники, что - «привязаны» к ноте, то есть сложному звуку? Ничего они не привязаны. Летают как придется.

> АВТОколебания-это не Свободные и не Вынужденные.В момент пополнения энергии они какбы начинаются заново-с атаки и проявления в ней собственного спектра корпуса.

Это, наверное, в щипковых. На скрипке такое пополнение постоянно на весь смычок

> Ваши примеры-это примеры СВОБОДНЫХ колебаний.

Ааа, получается, что колебания делятся на 3 вида: свободные, вынужденные и авто.

> Я с Романом согласен,т.к. струна-источник колебательного процесса, а колебания корпуса вторичны-вынуждены струной. С другой стороны система струны+корпус совершает автоколебания.

А, вот оно что. Две системы классификации: первичные-вторичные; свободные-вынужденные-авто. Так выходит? Струна – первичное авто, корпус – вторичное вынужденное.

> Да всё излучается и рассеивается эфами как точечным источником.

Ну вот проверить бы это, лазерной интерферометрией что ли – каков он всё-таки, адмиттанс-то эфов? Есть там басы, или в басах скрипка валторну имитирует? Не знаю. С чего вдруг в скрипке басов нету? А в виолончели интересно, что тоже – басов нет?

> Это из того, что звук фрактален. Снова ошибка. Две НЕсоседние гармоники могут дать промежуточную(нотой,но не частотой)гармонику только как СКТ.

1. То, что звук фрактален – не возражаете, как я понял.
2. Нота, но не частота. Интересно сказано. Высота – это слуховое восприятие частоты. А нота – знак музыкальной графики. «Нота, но не частота» - это, видимо, такое загадочное обозначение комб.тона (он слышен, его можно отразить на нотоносце, но он не излучаем источником).
3. Ну а что дадут в сумме Ре первой и Ля второй? Не Ре второй разве как РКТ?


> 6 и 8 дают СКТ =14(7, но октавой выше), а РКТ =2,т.е. ничего промежуточного вообще.
6 и 9 дают СКТ=15(7.5 такой гармоники нет вообще), а РКТ=3, тоже ничего промежуточного.

Значит, то, что я выше про Ре и Ля написал – это частный случай. А СКТ/РКТ мы как услышим? В первом случае и во втором. Можно на каком-нибудь примере с точным основным тоном

> Думаю, самостоятельность гармоник недоказуема в принципе. Опять же теория не даёт механизма доказательства.

Ого, как так? Любое колебание может быть представлено как сумма гармонических колебаний – это и позволяет исследовать состав колебаний произвольной формы. Спектр Фурье существует потому, что в сложной волне есть отдельные самостоятельные компоненты, они выделимы и только слух их интегрирует в один сложный звук. Практические приложение: легче считать, разбить на элементы и изучать. Эквалайзер на этом построен, на нем все форманты, обертоны – всё зримо становится

> Если кто-то утверждает,что волна длиной 1.3 метра образует стоячую волну внутри корпуса длиной 0.355 метра, то ему придётся это объяснить. Чисто геометрически

Не знаю, о ком это Вы говорите. Но знаю другое: чтобы мы услышали звук, волне не обязательно проходить весь виток синусоиды. Простой пример: басы вблизи мы слышим? Или надо отойти на метр-другой, чтобы вся волна виток описала?

> Для образования стоячей волны в закрытой органной трубе хватает 1/4 длины волны.

О, и я сейчас только что об этом. Ну вот, четверти волны хватает

> Так что формально корпус скрипки имеет как-то-где-то нужные размеры

Согласен. Но про «как-то-где-то» - это отдельная тема. Я уже создал такую тему (о формах корпуса, размерах его), только руки не доходят файлы доделать.

> Но с механизмом возбуждения-вопрос. И второй вопрос-дырки можно сделать совсем маленькие и ЧВР станет совсем низким и уж точно размеры корпуса будут много меньше четверти длины волны

Баланс должен быть, гармония. Чтобы эфовые дырки эти имели свой периметр правильный, площадь нужную, чтобы излучали правильно – в этом плане скрипка сложнее гитары на порядок, всё хитро тут. Плюс к тому расположение на своде (отдаление одной дырки от другой), наклоны дырок, их ширина, сдвиг вверх/вниз одной дырки по отношению к другой и много всяких таких чудес, которые для современной науки и практической лютерии и поныне – тёмный лес.

[murom]

А давайте и этот вопрос рассмотрим - зачем нужна настройка и нужна ли она вообще. Мутная тема для многих лютьеров, без привлечения физики здесь не разобраться

Да все элементарно просто. Давайте порассуждаем о деках, сравнивая их со струной.
Струна, настроенная на определенную ноту эту ноту и издает. Дека усиливает звучание любой ноты, т.е. любого звука любой звуковысотности. Таким образом - это не резонанс, а чистой воды вынужденные колебания. И эти вынужденные колебания передаются на деку от струны через подставку, которая своей силой может раскачать легкую деревянную пластину. Раскачать с той частотой, которую издает сама струна со всеми ее гармониками. И, поэтому, не стоит даже думать, что нужно создать в деке какие-то там ноты, которые потом будут резонировать с играемой на струне нотой. Вся дека колеблется от любой ноты, а не какая-то особая зона, настроенная именно на эту ноту.
Я вспоминаю одну виолончель с волком. Сильно вибрировала нижняя дека рядом с обечайкой около нижнего угла со стороны струны ДО на этом волчке. Скоблю деку через эф, высыпаю кучу стружек, дека становится тоньше, но продолжает вибрировать именно на этом же участке, который, если верить всяким разговорам о настройке дек, сильно понизилась из-за потери толщины. Следовательно, тут нет никаких резонансов, просто весь корпус построен так, что при вынужденных колебаниях больше всего вибрирует именно этот учаток на ноте волчка. Именно из-за геометрии сводов, обечаек и чего-то еще. Я просто ослабил этот участок и он, продолжая вибрировать, делал это не так интенсивно и не создавал волчок.
Настраивая деку я, напрмиер, элементарно привожу ее в нужную геометрию как по своду, так и по толщинам. Но эту геометрию скопировать нельзя, т.к. она слегка видоизменяется от распределения плотности внутри дерева. Не точная геометрия, но заставляющая всю деку вибрировать при любых нотах. Здесь можно привести аналогию с диффузором: магнит вибрирует в центре диффузора, но ведь вся картона вибрирует, а не ее часть. Вот когда в деке будут провалы в геометрии, то она и будет вибрировать не целиком, а только частью, теряя энергию в тех узлах, где произошло нарушение геометрии.
Что же делает настройка: контролирует упругость деки по всей ее площади, когда при ударе по какой-то ее части, энергия распространяется по всей площади, а не на ограниченном участке.
Тембр? Тембр потом делается эфами. Мы слышим, как некоторые ноты резонируют с корпусом, деками и звучат громче? ну да - это и есть тот недостаток, который заставляет одни ноты звучать громко (из-за резонанса в корпусе), а другие тихо, т.к. резонанса нет. Лучше будет, если таких резонансов будет поменьше, а все ноты одинаково качественно усиливаются декой, вибрирующей в режиме вынужденных колебаний.
Когда дека усиливает любой звук от струны, то мы слышим в инструменте, что все ноты играют ровно и почти незаметны переходы от одной струны к другой. При ярко выраженных резонансах мы слышим, как при переходе на другую струну скрипка или вдруг звучит ярче, или наоборот - тише. Да, какой будет тон при простукивании деки не важно - важно качество звука, который покажет способность деки распространять энергии на всю площадь, а не локально. Нам тон деки нужен не дл тембров, а для понимания, что мы достигли нужной толщины: дека крепкая, гибкая, энергичная, а не вялая (при тонких деках) или "дубовая" (при больших толщинах).

Немножко сумбурно написал, но это ведь ощущения мастера, а не выкладки физика.

[lubytel]

[QUOTE=Искатель;1320242]

Ну да. А какие у корпуса собственные частоты? ЧВР и резонансные частоты дек (первая – воздух, вторая(вторые) – дерево). Они и есть форманты. ЧВР – это НСФ. А резон.частоты дек – это ВСФ, наверное.

1.ЧВР-до1
2.Главный резонанс корпуса, как целого ре#1
3.нижняя форманта дек 400-500Гц
4.средняя форманта дек 800-1000Гц
5.ВПФ 2.4-2.8кГц

Я бы объединил два нижних резонанса,считая их одной формантой, но для этого они должны быть с такими добротностями, чтобы на АЧХ между ними не было глубокого провала. Но это я так-выдвигаю чисто теоретические требования. На практике похоже этого нет и,значит, и не требуется.

> если мы стукнем по корпусу и снимем спектр этого его звучания

Вопрос: снимем чем?

Спектролабом.

А если форманты – это не отдельные частоты, а полосы частот, шансы не попасть в них – почти нулевые.

Форманты имеют терцовую ширину.

Но тут я заметил маленький нюанс: «если у ноты нет гармоники» - то есть гармоники, что - «привязаны» к ноте, то есть сложному звуку? Ничего они не привязаны. Летают как придется.

У открытого баска есть 1-я гармоника-соль малой октавы,2-я гармоника-соль первой октавы,3-я гармоника-ре второй октавы и т.д. Как видите на частоте ЧВР у ноты соль малой октавы нет гармоник.

Это, наверное, в щипковых. На скрипке такое пополнение постоянно на весь смычок

Это всё равно что сказать-у маятника часов есть одно пополнение энергии за час.
Энергия струны в скрипке пополняется один раз за период колебания струны НА ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЕ.

1. То, что звук фрактален – не возражаете, как я понял.
2. Нота, но не частота. Интересно сказано. Высота – это слуховое восприятие частоты. А нота – знак музыкальной графики. «Нота, но не частота» - это, видимо, такое загадочное обозначение комб.тона (он слышен, его можно отразить на нотоносце, но он не излучаем источником).
3. Ну а что дадут в сумме Ре первой и Ля второй? Не Ре второй разве как РКТ?

1.не возр-ю
2.нот у нас 7, но они повторены в разных октавах(на разных частотах). У меня такое ощущение,что Вы читаете и отвечаете сходу,не читая дальнейшие пояснения. Я же написал

6 и 8 дают СКТ =14(7, но октавой выше)

Если 6-это соль, а 8-это до, то и 7 и 14-это ок.си-бемоль, но в разных октавах. Нота та же, СИ-БЕМОЛЬ.
3.Ре первой и Ля второй образуют интервал октава+квинта. Это можно представить как 1-ю и 3-ю гармоники нат ряда. Так что РКТ 3-1=2 будет, Вы правы, Ре второй октавы. А СКТ 1+3=4 или Ре третьей.

А СКТ/РКТ мы как услышим? В первом случае и во втором. Можно на каком-нибудь примере с точным основным тоном

Если выше было непонятно, я попытаюсь ещё раз позже.

> Думаю, самостоятельность гармоник недоказуема в принципе. Опять же теория не даёт механизма доказательства.

Ого, как так? Любое колебание может быть представлено как сумма гармонических колебаний – это и позволяет исследовать состав колебаний произвольной формы. Спектр Фурье существует потому, что в сложной волне есть отдельные самостоятельные компоненты, они выделимы и только слух их интегрирует в один сложный звук. Практические приложение: легче считать, разбить на элементы и изучать. Эквалайзер на этом построен, на нем все форманты, обертоны – всё зримо становится

Это не доказательство. Любой анализ,как и классификация служит каким-то целям удобства.Вычленение признаков-это абстракция. Или Вы будете утверждать,что форма(абстрактная категория)существует реально?

Не знаю, о ком это Вы говорите. Но знаю другое: чтобы мы услышали звук, волне не обязательно проходить весь виток синусоиды. Простой пример: басы вблизи мы слышим? Или надо отойти на метр-другой, чтобы вся волна виток описала?

Мы слышим звук,как перепады давления.Или в наушниках тоже образуются стоячие волны самых низких частот?

> Но с механизмом возбуждения-вопрос. И второй вопрос-дырки можно сделать совсем маленькие и ЧВР станет совсем низким и уж точно размеры корпуса будут много меньше четверти длины волны

в этом плане скрипка сложнее гитары на порядок, всё хитро тут.

Мы тут не качество и красоту обсуждали, а точный вопрос-есть ли стоячая волна внутри корпуса на ЧВР,если размеры корпуса в десять(например)раз меньше длины волны в воздухе на этой частоте?

[lubytel]

[QUOTE=Amateur;1320326]

И ВГ не стоячая. Вам уже Роман писал: в стоячих волнах нет переноса энергии.

Для начала я не услышал чёткого определения стоячих волн,чтобы утверждать,что ВГ-не стоячая волна и в стоячих волнах исключён процесс переноса энергии. Выражение

в стоячих волнах нет переноса энергии

не законченное.В данном случае так нельзя-уточните обстоятельства места и времени. В пространстве??? В каком пространстве-ограниченном или неограниченном??? Стоячие волны-это про ограниченное пространство.Wali помнится уклонился от точного коментария,ушёл от ответа, наворотив кучу сложностей.
Этот спор ещё большая нелепость,чем спор о принадлежности автоколебаний к свободным или вынужденным.Вы,кстати,так и настаиваете на их принадлежности к вынужденным, как я помню.
Давно уже пора считать их самостоятельным классом.

[murom]

Сообщение от murom

Немножко сумбурно написал, но это ведь ощущения мастера, а не выкладки физика...

Здесь можно привести аналогию с диффузором: магнит вибрирует в центре диффузора, но ведь вся картона вибрирует, а не ее часть.

Не физика конечно. Поэтому замечание в порядке общей грамотности потока: В центре диффузора нет вибрирующего магнита.

Ну да, там постоянный магнит стоит как вкопанный - вибрирует сердечник, т.е. катушка, т.е. опять же магнит, но только электрический и переменный. Не будь он магнитом, у него бы не было никакого взаимодействия с постоянным магнитом. Извините, что сразу не написал, что вибрирует переменный магнит. Думал, что люди и так догадаются.
Кстати, а что изменится, если сердечником будет постоянный магнит, а вокруг именно переменный? Я что-то не увидел разницы.

[Дмитрий NS]

Да все элементарно просто. Давайте порассуждаем о деках, сравнивая их со струной.
.....................
Немножко сумбурно написал, но это ведь ощущения мастера, а не выкладки физика.

Прекрасное обьяснение.
Как новая ветвь темы тут
http://www.forumklassika.ru/showthread.php?t=91999

[murom]

Если Вы о нашей попытке с murom обсудить определения классов колебаний, то почему она нелепа? Как может быть вообще нелепа попытка обсуждения определения?
Я настаиваю на возможности такой классификации, так как все колебания (в нашем случае), можно разделить на такие в которых не происходит подпитки энергии снаружи в течении времени колебаний, и такие, в которых такая подпитка происходит (это не определение). Первые мы называем свободными, а вторые вынужденными. Как видите автоколебания вполне подходят под определение вынужденных, а выделять/отделять их в отдельный от вынужденных колебаний класс, в связи с особенностями регулировки поступления энергии, или нет это вопрос соглашения. И я, как раз, не настаиваю, что не надо выделять (как и получилось в обсуждении и я с этим согласился).Так вроде так и считают, а мне всё равно, помню об этом и меня это не сбивает.

Я считаю, что автоколебания нужно отделять от вынужденных. И вот почему:
1 - вынужденные колебания какой-нибудь мембраны происходят только с частотой вынуждающей силы , а не с её собственной частотой. Таким образом, мембрана может колебаться с любой частотой, которую подадут на нее.
2 - автоколебания - это всегда, как Вы там написали, подпитка, но с той частотой, с какой эта струна (или другая система) сама может колебаться в режиме свободных колебаний. Поэтому, автоколебания возможны на собственной частоте струны (или другой системы), а подпитка только на той частоте, на которой возможно свободное колебание системы.
Эти положения очень важны именно для понимания акустики скрипки (все остальное меня как-то мало волнует). Если автоколебания объединить с вынужденными и оба этих вида колебания называть вынужденными в наших разговорах о скрипке, то никто ничего не поймет: ни физик, ни мастер.

.А что такое переменный магнит?

Постоянный магнит имеет постоянную силу и никогда полюса не меняются. Постоянный магнит может быть в виде железки или электрический. Переменный магнит не имеет постоянной силы - она меняется, то слабая, то сильная, т.е. меняется в зависимости от поданной электрической энергии. Переменный магнит может еще и полюса менять. В громкоговорителе сердечник - это переменный магнит первого типа.

murom, кстати, Вы провели опыт с перезаписью файла по воздуху? Теперь, думаю, не будете возражать, что колебания, возникающие в результате сложения двух частот и частота которых равна разности этих частот, реально существуют в природе?

Аматор, если нет источника колебаний, нет и самих колебаний. Если мы слышим разностный тон, то это не значит , что он физически существует. И все потому, что нет источника этого колебания. Просто в нашем ухе или приборе происходит сложение двух звуков и при таком складывании фазы не совпадают постоянно, делая для нас эффект громче-тише. Этот эффект из биений перерастает в третий слышимый звук.
Аматор, и для этого не надо проводить какие-то опыты, так как осознание этого должно происходить на логическом уровне. А интерпретировать картинки можно по-разному: в зависимости от желаний.

[Искатель]

Я считаю, что автоколебания нужно отделять от вынужденных. И вот почему:
1 - вынужденные колебания какой-нибудь мембраны происходят только с частотой вынуждающей силы , а не с её собственной частотой. Таким образом, мембрана может колебаться с любой частотой, которую подадут на нее.
2 - автоколебания - это всегда, как Вы там написали, подпитка, но с той частотой, с какой эта струна (или другая система) сама может колебаться в режиме свободных колебаний. Поэтому, автоколебания возможны на собственной частоте струны (или другой системы), а подпитка только на той частоте, на которой возможно свободное колебание системы.
Эти положения очень важны именно для понимания акустики скрипки.

Сергей Витальевич, для уяснения понимания акустики скрипки:
колебания струны - авто
колебания дек - вынужденные
колебания воздуха в корпусе - ?
колебания воздуха в эфах - ?

[lubytel]

[QUOTE=Amateur;1320432]

Если Вы о нашей попытке с murom обсудить определения классов колебаний, то почему она нелепа? Как может быть вообще нелепа попытка обсуждения определения?

Потому что закончилась она этим(но может снова плохо помню).

К сожалению в большинстве дискуссий поступают наоборот и они вырождаются в бесплодные споры о терминах/определениях.

Я настаиваю на возможности такой классификации, так как...

Здесь всё выяснили.Возражений нет.Но стоит остановиться именно на договорённости разделения на три вида,ввиду обособленности автоколебаний

в связи с особенностями регулировки поступления энергии

Но вернёмся к нашим баранам: определению стоячих волн. Вот БСЭ:Если оно не нравится - отредактируйте, или предложите другое.

Определение нравится,но оно цепляется за другое ключевое определения-ВОЛНА. Возможно(что и делают некоторые) ВГ нельзя считать волной. Я могу предложить опыт в рамках БСЭшного определения стоячих волн,но их образования не произойдёт-короткому цугу волн просто не с чем будет интерферировать при бегании и отражении от стенок камеры.

И если мы не будем считать ВГ волной, а просто распространяющимся возмущением(периодическим ввиду ограниченности пространства),размерами много меньше длины волны этой(понятно,надеюсь) частоты, то и в другой штуковине - РГ ничто не мешает существовать таким же возмущениям внутри объёма на ЧВР и ниже.

[Искатель]

и в другой штуковине - РГ ничто не мешает существовать таким же возмущениям внутри объёма на ЧВР и ниже.

Выйдут ли существующие в РГ частоты на ЧВР и ниже через эфы?