Что такое динамика в музыкальных произведениях. Теория звука и акустики понятным языком. Способы обозначения динамики

В этой статье Вы познакомитесь с базовыми понятиями динамики, узнаете наиболее популярные обозначения и способы динамической работы, а также ошибки и проблемы с которыми сталкиваются начинающие музыканты.

Что такое динамика в целом?

Если обратиться к этимологии слова динамика, то мы узнаем, что от греч. δύναμις - сила, мощь.

О какой силе идет речь в применении к музыке?

Конечно же о силе звука, одном из 4 параметров музыкального звука в целом. (Все 4 параметра звука рассматриваются )

Cила звука в свою очередь влияет на громкость звука, так как чем сильнее мы дергаем струну, или ударяем по клавише фортепиано, тем сильнее амплитуда колебаний звучащего тела и больше его громкость.

Однако не все так просто, как кажется на первый взгляд. И громкость звука сама по себе мало что значит для исполнителя.

Важно уметь работать с громкость и самое главное иметь широкую палитру динамических оттенков, которые вы можете воспроизводить на вашем инструменте.

Под динамическими оттенками музыканты чаще всего подразумевают относительную систему обозначения громкости, которую можно встретить в нотных обозначениях.

Самая простая схема выглядит следующим образом.

p (piano — пиано) — тихо

f (forte — форте) — громко

Остальные обозначения являются производными от них

pp — пианиссимо — очень тихо

mp — меццо пиано — не очень тихо

mf меццо форте не очень громко

ff — очень громко

Как видите, шкала достаточно относительна и порой отличить mp от mf практически невозможно.

Именно поэтому данные обозначения называются обозначениями относительной громкости. Понятно, что форте на гитаре и форте на фортепиано это совершенно разные громкости. Сравнительная таблица громкости в децибелах без привязки к инструменту.

Первый этап освоения динамики на вашем инструмента это научиться играть форте и пиано, без плавных переходов.

Затем вы можете попробовать играть сначала pp, затем сразу ff. Обратитесь к профессиональному педагогу для получения эффектных упражнений по освоению динамики.

Одна из самых распространенных ошибок среди начинающих музыкантов это отсутствие работы над динамикой. Все, что они играют звучит не очень тихо и не очень громко. Такой подход обедняет музыку и ее выразительность и конечно же должен быть искоренен на самых первых этапах занятий.

Нужно учиться играть во всех возможных динамических диапазонах.

Следующий важный элемент динамики в музыке это градации, то есть переход от одного уровня динамики к другому.

По сути, любая музыкальная фраза строиться на использовании плавного изменения динамики и очень редко все ноты играются на одной громкости. Для обозначения явных изменений динамики используются обозначения

cresc. и dim. или усиливая и ослабляя

Также в нотах используются вилочки, для обозначения увеличения или уменьшения громкости:

Резкие изменения громкости

sf или sfz — внезапно громко или резкий акцент

Также встречается обозначение fp (forte piano ) оно значит «громко, затем сразу тихо»;

sfp (sforzando piano ) указывает на сфорцандо с последующим пиано.

Также в нотных обозначениях встречаются акценты, который выставляются над отдельной нотой, что указывает на их динамическое выделение в сравнении с окружающими звуками. Сила акцента может варьироваться от едва уловимого изменения, до очень острой атаки. На картинке изображения акцента 3 и 4.

В джазе можно очень часто встретить деакцентирование или ghost ноты. Это ноты, которые записываются взятыми в скобки и практически не играемые или играемые на минимальной динамике.

Такие звуки позволяют сохранять пульсацию и являются важным признаком стиля.

Важно отметить, что динамика отвечает за эмоциональность музыки, а также значительно влияет на фразировку, так как агогика практически всегда опирается на правильную работу с динамикой.

Понаблюдайте за вашей речью и речью других людей и попробуйте мысленно записать их динамику. Вы услышите, что речь любого человека меняется динамически в зависимости от эмоций. Дежурные фразы мы произносим mf, когда взволнованы мы можем говорить громкой, с крещендо к важным словам. Когда спор в разгаре участники могут быть на ff, а к концу спора затихнуть.

Шепот это pp или даже ppp, что очень часто связано с тайнами или секретами, которые мы хотим поведать другим людям. Все, что нужно для освоения динамики это перенести динамику живой речи в вашу игру.

Слушайте других музыкантов обращая внимание на динамику — ведь именно здесь скрыта большая часть секретов успешного исполнения.

Один из популярных приемов работы с динамикой это эффект эха, при котором фраза повторяется тише или наоборот громче. Современные музыканты применяют этот прием к ударам по малому барабану или проведению темы. Такой контраст динамики также очень характерен для музыки эпохи барроко.

В те времена градиентные переходы были не так популярны, как сегодня — поэтому основной прием работы над динамикой состоят в сопоставлении тихих частей громким и наоборот.

Углубляясь в природу динамики звука вернемся к началу статьи.

2 простые градации звука это тихо и громко.

Но если взять крайности, то можно говорить о полной тишине (пауза тоже музыка) и максимальной громкости.

Это область, которая требуется тщательного изучения на инструменте. Попробуйте найти самый тихий звук, который можно извлечь.

Когда появляется переход от тишины к звуку? Такой процесс может быть подобен медитации.

Или самый громкий звук — можете ли вы сделать самое громкое форте еще более громким?

Подобно тому, как художники различают десятки оттенков цветов, музыканты учатся различению тончайших оттенков динамики.

В начале пути вы слышите только громко и тихо. Затем начинаете улавливать переходы и оттенки форте, пиано, акценты, ghost ноты.

В идеале звуковой поток будет восприниматься вами, как бесконечные волны звуковой динамики переходящие от форте к пиано и наоборот.

Как видите, динамика это простая и в тоже время сложнейшая для освоения часть музыки. Несложно понять виды музыкальной динамики и ее переходы, но гораздо сложнее научиться слышать и исполнять эти переходы.

Используйте идеи изложенные в этой статье, а также внимательно читайте указания композиторов, ведь их задача максимально точно и однозначно указать вам на все динамически изменения, которые нужно соблюдать для создания максимально точной интерпретации.

Для музыкантов исполняющих рок, джаз и любую другую современную музыку важно учится слышать динамику, так как в нотах она не выписывается, но неизменно присутствует в любой композиции, так как музыка невозможна без динамики!

Педагог дополнительного

образования: Лысенко Наталья Анатольевна

Группа № 4

Дата:

План-конспект занятия.

Тема: Динамика как средство музыкальной выразительности.

Цель занятия: Расширить и углубить уже полученные знания о динамике музыкального звука, как средстве выразительности. Познакомить с динамическими оттенками и их обозначениями.

Задачи

Образовательные: дать определение понятию динамика, динамические оттенки. Научить различать динамику голоса, музыкальных инструментов. Научить слышать динамические оттенки в музыкальных произведениях. Восприятие средств музыкальной выразительности через систему творческих заданий.

Развивающие: Развивать осознанное, целостное восприятие музыки. Развивать творческое мышление и воображение. Развивать интерес к классической музыке, умение слушать, анализировать и говорить о музыкальном произведении. Развитие певческих навыков, навыков фразировки вокального произведения, используя полученные знания.

Воспитательная: вовлечь учащихся в активную деятельность, способствовать свободному общению в коллективе с помощью музыкальных игр. Воспитывать любовь к музыке, желание слушать и исполнять ее. Совершенствовать эмоциональную сферу, эстетический вкус, приобщить к музыкальным ценностям на примере музыки Антонио Вивальди.

Ход занятия.

Педагог: Музыка способна воздействовать на чувства человека, вызвать в нас чувство радости или наоборот грусти, тревоги или восторга. Мы с вами уже говорили об музыкальной интонации, как о языке музыки, на котором автор говорит с нами. А сегодня мы поговорим еще об одном средстве музыкальной выразительности, которое помогает и усиливает воздействие на наше восприятие. И это музыкальная динамика. Кто может сказать что такое динамика?

(Ответы учащихся.)

Динамика - это изменение силы звука, громкости звучания музыкального произведения.

Какие динамические оттенки вы уже знаете? (ответы учащихся)

Правильно мы с вами уже знаем что громкое звучание называется форте, а тихое- пиано. Но оттенков громкости очень много, также как и оттенков одного цвета в живописи. И мы с вами слушая музыку научимся их различать. Перед вами (на слайде) таблица динамических оттенков. Как видите музыканты используют и другие обозначения громкости, такие как: не очень тихо или наоборот очень громко и другие.

Динамика помогает композитору или исполнителю правильно передать слушателю нужные чувства и настроения. Так колыбельная звучит особенно нежно благодаря нюансу пиано(тихо). Торжественность маршу придает Форте (громкое звучание) и т.д.

Сейчас я предлагаю вам прослушать отрывки из музыкальных произведений, проанализировать и обьяснить как динамика помогает передать настроение музыки. (Учащиеся делятся на группы, слушают отрывки, обсуждают их в группе и дают ответы)

Следующее задание также выполняется в группах.

Перед вами даны 4 схемы динамического развития музыкального произведения. Вы прослушаете 4 отрывка из скрипичных концертов А.Вивальди «Времена года». Ваше задание определить какая схема к какому из прозвучавших фрагментов подходит. (Учащиеся выполняют задания и объясняют свои ответы)

Я думаю вы уже хорошо разобрались в динамических оттенках и теперь мы с вами сами попрактикуемся исполнять вокальные примеры с динамикой.

На примере уже изученного распевочного материала и песен учащиеся выполняют задания. Спеть на Форте; на пиано; начать на пиано и выполнить крещендо; начать на пиано и выполнить диминуэндо. Задания выполняются вначале всем хором, потом индивидуально каждым учащимся. Учащиеся вместе с педагогом подбирают наиболее логичный вариант фразировки и динамики в изучаемой песне и отрабатывают правильное исполнение.

Итог занятия:

Педагог задает вопросы учащимся что нового они узнали и научились на уроке.

Сегодня мы не только получили представление о музыкальной динамике, о том как она помогает реализовать замысел автора в музыкальном произведении, но и применили эти знания на практике, исполняя вокальные упражнения и песни. Благодарю всех за урок!

Музыка - вид искусства, апеллирующий к нашей чувственной сфере при помощи звуков. Язык звуков имеет в своём составе различные элементы, которые в профессиональной терминологии называются «средства музыкальной выразительности». Одним из таких важнейших и мощнейших по воздействию элементов является динамика.

Что такое динамика

Это слово знакомо всем из курса физики и ассоциируется с понятиями «масса», «сила», «энергия», «движение». В музыке оно определяет то же самое, но по отношению к звуку. Динамика в музыке - это сила звука, она также может выражаться понятиями «тише - громче».

Игра на одинаковом уровне звучности не может быть выразительной, она быстро утомляет. Напротив, частая смена динамики делает музыку интересной, позволяя передавать широкую гамму эмоций.

Если музыка призвана выразить радость, торжество, ликование, счастье - динамика будет яркой и звучной. Для передачи таких эмоций, как печаль, нежность, трепетность, проникновенность используется светлая, мягкая, спокойная динамика.

Способы обозначения динамики

Динамика в музыке - это то, что определяет уровень громкости. Обозначений для этого существует совсем немного, реальных градаций в звучании значительно больше. Так что динамические символы следует рассматривать всего лишь как схему, направление поиска, где каждый исполнитель проявляет в полной мере свою фантазию.

Уровень динамики «громко» обозначается термином «форте», «тихо» - «пиано». Это общеизвестно. «Тихо, но не слишком» - «меццо пиано»; «Не слишком громко» - «меццо форте».

Если же динамика в музыке требует выхода на уровень крайностей, используются нюансы «пианиссимо» - очень тихо; или «фортиссимо» - очень громко. В исключительных случаях количество значков "форте" и "пиано" может доходить до пяти!

Но даже с учётом всех вариантов количество символов для выражения громкости не превышает цифры 12. Это совсем не много, если учесть, что на хорошем рояле можно извлечь до 100 динамических градаций!

К динамическим указаниям относятся также термины: "крещендо" (постепенно усиливая громкость) и противоположный по значению термин "диминуэндо".

Музыкальная динамика включает в себя ряд символов, указывающих на необходимость проакцентировать какой-либо звук или созвучие: > ("акцент"), sf или sfz (резкий акцент - "сфорцандо"), rf или rfz ("ринфорцандо" - "усиливая").

От клавесина до рояля

Сохранившиеся экземпляры клавесинов и клавикордов позволяют нам представить, что такое динамика в музыке Механика старинных не позволяла изменять уровень громкости постепенно. Для резкой смены динамики существовали дополнительные клавиатуры (мануалы), которые могли добавлять к звучанию обертоны за счёт октавных удвоений.

Специальная и ножная клавиатура на органе позволяли добиваться разнообразия тембров и усиления громкости, однако всё равно изменения происходили внезапно. По отношению к музыке барокко даже существует специальный термин «террасообразная динамика», поскольку смена уровней громкости напоминала уступы террасы.

Что касается амплитуды динамики, то она была совсем невелика. Звук клавесина, приятный, серебристый и тихий вблизи, был почти не слышен на расстоянии нескольких метров. Звучание клавикорда было более жестковатым, с металлическим оттенком, но немного более звучным.

Этот инструмент был очень любим И. С. Бахом за его способность пусть в едва заметной степени, но всё же менять уровень динамики в зависимости от силы прикосновения пальцев к клавишам. Это давало возможность придавать фразе определённую выпуклость.

Изобретение в начале 18 века фортепиано с его молоточковой системой произвело революцию, расширив возможности Динамика в музыке, исполняемой на современном рояле, имеет огромное количество градаций звука и, главное, доступность постепенных переходов от одного нюанса к другому.

Динамика крупная и детализированная

Крупная динамика обычно выражается символами, изложенными в таблице. Их немного, они ясны и определённы.

Однако «внутри» каждого из этих нюансов может быть масса более тонких звуковых градаций. Для них не придумано специальных обозначений, однако эти уровни существуют в реальном звучании и именно они заставляют нас трепетно вслушиваться в игру талантливого исполнителя.

Такая мелкая динамика называется детализированной. Традиция её использования берёт начало (вспомните возможности клавикорда).

Динамика в музыке - это один из пробных камней исполнительского мастерства. Именно мастерское владение тонкой нюансировкой, лёгкими, едва заметными её изменениями отличает игру талантливого профессионала.

Впрочем, не менее сложно бывает равномерно распределить усиление или ослабление звучности, когда оно «растянуто» на большом отрезке нотного текста.

Относительность динамики

В заключение стоит заметить, что динамика в музыке - это весьма относительное понятие, как, впрочем, и всё остальное в нашей жизни. Каждый музыкальный стиль и даже каждый композитор имеет свою динамическую шкалу, а также свои особенности в применении нюансировки.

То, что хорошо звучит в музыке Прокофьева, абсолютно неприменимо при исполнении сонат Скарлатти. А нюанс piano у Шопена и у Бетховена будет звучать совсем по-разному.

Это же относится и к степени акцентировки, продолжительности сохранения одного и того же уровня динамики, способа его смены и так далее.

Чтобы овладеть данным средством музыкальной выразительности на хорошем профессиональном уровне, необходимо, прежде всего, изучать игру великих мастеров, вслушиваться, анализировать, думать и делать выводы.

Февраль 18, 2016

Мир домашних развлечений довольно разнообразен и может включать в себя: просмотр кино на хорошей домашней кинотеатральной системе; увлекательный и захватывающий игровой процесс или прослушивание музыкальных композиций. Как правило, каждый находит что-то своё в этой области, или сочетает всё сразу. Но какими бы не были цели человека по организации своего досуга и в какую бы крайность не ударялись - все эти звенья прочно связаны одним простым и понятным словом - "звук". Действительно, во всех перечисленных случаях нас будет вести за ручку звуковое сопровождение. Но вопрос этот не так прост и тривиален, особенно в тех случаях, когда появляется желание добиться качественного звучания в помещении или любых других условиях. Для этого не всегда обязательно покупать дорогостоящие hi-fi или hi-end компоненты (хотя будет весьма кстати), а бывает достаточным хорошее знание физической теории, которая способна устранить большинство проблем, возникающих у всех, кто задался целью получить озвучку высокого качества.

Далее будет рассмотрена теория звука и акустики с точки зрения физики. В данном случае я постараюсь сделать это максимально доступно для понимания любого человека, который, возможно, далёк от знания физических законов или формул, но тем не менее страстно грезит воплощением мечты создания совершенной акустической системы. Я не берусь утверждать, что для достижения хороших результатов в этой области в домашних условиях (или в автомобиле, например) необходимо знать эти теории досканально, однако понимание основ позволит избежать множество глупых и абсурдных ошибок, а так же позволит достичь максимального эффекта звучания от системы любого уровня.

Общая теория звука и музыкальная терминология

Что же такое звук ? Это ощущение, которое воспринимает слуховой орган "ухо" (само по себе явление существует и без участия «уха» в процессе, но так проще для понимания), возникающее при возбуждении барабанной перепонки звуковой волной. Ухо в данном случае выступает в роли "приёмника" звуковых волн различной частоты.
Звуковая волна же представляет собой по сути последовательный ряд уплотнений и разряжений среды (чаще всего воздушной среды в обычных условиях) различной частоты. Природа звуковых волн колебательная, вызываемая и производимая вибрацией любых тел. Возникновение и распространение классической звуковой волны возможно в трёх упругих средах: газообразных, жидких и твёрдых. При возникновении звуковой волны в одном из этих типов пространства неизбежно возникают некоторые изменения в самой среде, например, изменение плотности или давления воздуха, перемещение частиц воздушных масс и т.д.

Поскольку звуковая волна имеет колебательную природу, то у неё имеется такая характеристика, как частота. Частота измеряется в герцах (в честь немецкого физика Генриха Рудольфа Герца), и обозначает количество колебаний за период времени, равный одной секунде. Т.е. например, частота 20 Гц обозначает цикл в 20 колебаний за одну секунду. От частоты звука зависит и субъективное понятие его высоты. Чем больше звуковых колебаний совершается за секунду, тем «выше» кажется звучание. У звуковой волны так же имеется ещё одна важнейшая характеристика, имеющая название - длина волны. Длиной волны принято считать расстояние, которое проходит звук определённой частоты за период, равный одной секунде. Для примера, длина волны самого низкого звука в слышимом диапазоне для человека частотой 20 Гц составляет 16,5 метров, а длина волны самого высокого звука 20000 Гц составляет 1,7 сантиметра.

Человеческое ухо устроено таким образом, что способно воспринимать волны только в ограниченном диапазоне, примерно 20 Гц - 20000 Гц (зависит от особенностей конкретного человека, кто-то способен слышать чуть больше, кто-то меньше). Таким образом, это не означает, что звуков ниже или выше этих частот не существует, просто человеческим ухом они не воспринимаются, выходя за границу слышимого диапазона. Звук выше слышимого диапазона называется ультразвуком , звук ниже слышимого диапазона называется инфразвуком . Некоторые животные способны воспринимать ультра и инфра звуки, некоторые даже используют этот диапазон для ориентирования в пространстве (летучие мыши, дельфины). В случае, если звук проходит через среду, которая напрямую не соприкасается с органом слуха человека, то такой звук может быть не слышим или сильно ослабленным в последствии.

В музыкальной терминологии звука существуют такие важные обозначения, как октава, тон и обертон звука. Октава означает интервал, в котором соотношение частот между звуками составляет 1 к 2. Октава обычно очень хорошо различима на слух, в то время как звуки в пределах этого интервала могут быть очень похожими друг на друга. Октавой также можно назвать звук, который делает вдвое больше колебаний, чем другой звук, в одинаковый временной период. Например, частота 800 Гц, есть ни что иное, как более высокая октава 400 Гц, а частота 400 Гц в свою очередь является следующей октавой звука частотой 200 Гц. Октава в свою очередь состоит из тонов и обертонов. Переменные колебания в гармонической звуковой волне одной частоты воспринимаются человеческим ухом как музыкальный тон . Колебания высокой частоты можно интерпретировать как звуки высокого тона, колебания низкой частоты – как звуки низкого тона. Человеческое ухо способно чётко отличать звуки с разницей в один тон (в диапазоне до 4000 Гц). Несмотря на это, в музыке используется крайне малое число тонов. Объясняется это из соображений принципа гармонической созвучности, всё основано на принципе октав.

Рассмотрим теорию музыкальных тонов на примере струны, натянутой определённым образом. Такая струна, в зависимости от силы натяжения, будет иметь "настройку" на какую-то одну конкретную частоту. При воздействии на эту струну чем-либо с одной определённой силой, что вызовет её колебания, стабильно будет наблюдаться какой-то один определенный тон звука, мы услышим искомую частоту настройки. Этот звук называется основным тоном. За основной тон в музыкальной сфере официально принята частота ноты "ля" первой октавы, равная 440 Гц. Однако, большинство музыкальных инструментов никогда не воспроизводят одни чистые основные тона, их неизбежно сопровождают призвуки, именуемые обертонами . Тут уместно вспомнить важное определение музыкальной акустики, понятие тембра звука. Тембр - это особенность музыкальных звуков, которые придают музыкальным инструментам и голосам их неповторимую узнаваемую специфику звучания, даже если сравнивать звуки одинаковой высоты и громкости. Тембр каждого музыкального инструмента зависит от распределения звуковой энергии по обертонам в момент появления звука.

Обертоны формируют специфическую окраску основного тона, по которой мы легко можем определить и узнать конкретный инструмент, а так же чётко отличить его звучание от другого инструмента. Обертоны бывают двух типов: гармонические и негармонические. Гармонические обертоны по определению кратны частоте основного тона. Напротив, если обертоны не кратны и заметно отклоняются от величин, то они называются негармоническими . В музыке практически исключается оперирование некратными обертонами, поэтому термин сводится к понятию "обертон", подразумевая под собой гармонический. У некоторых инструментов, например фортепиано, основной тон даже не успевает сформироваться, за короткий промежуток происходит нарастание звуковой энергии обертонов, а затем так же стремительно происходит спад. Многие инструменты создают так называемый эффект "переходного тона", когда энергия определённых обертонов максимальна в определённый момент времени, обычно в самом начале, но потом резко меняется и переходит к другим обертонам. Частотный диапазон каждого инструмента можно рассмотреть отдельно и он обычно ограничивается частотами основных тонов, который способен воспроизводить данный конкретный инструмент.

В теории звука также присутствует такое понятие как ШУМ. Шум - это любой звук, которой создаётся совокупностью несогласованных между собой источников. Всем хорошо знаком шум листвы деревьев, колышимой ветром и т.д.

От чего зависит громкость звука? Очевидно, что подобное явление напрямую зависит от количества энергии, переносимой звуковой волной. Для определения количественных показателей громкости, существует понятие - интенсивность звука. Интенсивность звука определяется как поток энергии, прошедший через какую-то площадь пространства (например, см2) за единицу времени (например, за секунду). При обычном разговоре интенсивность составляет примерно 9 или 10 Вт/см2. Человеческое ухо способно воспринимать звуки достаточно широкого диапазона чувствительности, при этом восприимчивость частот неоднородна в пределах звукового спектра. Так наилучшим образом воспринимается диапазон частот 1000 Гц - 4000 Гц, который наиболее широко охватывает человеческую речь.

Поскольку звуки столь сильно различаются по интенсивности, удобнее рассматривать её как логарифмическую величину и измерять в децибелах (в честь шотландского учёного Александра Грэма Белла). Нижний порог слуховой чувствительности человеческого уха составляет 0 Дб, верхний 120 Дб, он же ещё называется "болевой порог". Верхняя граница чувствительности так же воспринимается человеческим ухом не одинаково, а зависит от конкретной частоты. Звуки низких частот должны обладать гораздо бОльшей интенсивностью, чем высокие, чтобы вызвать болевой порог. Например, болевой порог на низкой частоте 31,5 Гц наступает при уровне силы звука 135 дБ, когда на частоте 2000 Гц ощущение боли появится при уже при 112 дБ. Имеется также понятие звукового давления, которое фактически расширяет привычное объяснение распространение звуковой волны в воздухе. Звуковое давление - это переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде в результате прохождения через неё звуковой волны.

Волновая природа звука

Чтобы лучше понять систему возникновения звуковой волны, представим классический динамик, находящийся в трубе, наполненной воздухом. Если динамик совершит резкое движение вперёд, то воздух, находящийся в непосредственной близости диффузора на мгновение сжимается. После этого воздух расширится, толкая тем самым сжатую воздушную область вдоль по трубе.
Вот это волновое движение и будет впоследствии звуком, когда достигнет слухового органа и "возбудит" барабанную перепонку. При возникновении звуковой волны в газе создаётся избыточное давление, избыточная плотность и происходит перемещение частиц с постоянной скоростью. Про звуковые волны важно помнить то обстоятельство, что вещество не перемещается вместе со звуковой волной, а возникает лишь временное возмущение воздушных масс.

Если представить поршень, подвешенный в свободном пространстве на пружине и совершающий повторяющиеся движения "вперёд-назад", то такие колебания будут называться гармоническими или синусоидальными (если представить волну в виде графика, то получим в этом случае чистейшую синусойду с повторяющимися спадами и подъёмами). Если представить динамик в трубе (как и в примере, описанном выше), совершающий гармонические колебания, то в момент движения динамика "вперёд" получается известный уже эффект сжатия воздуха, а при движении динамика "назад" обратный эффект разряжения. В этом случае по трубе будет распространяться волна чередующихся сжатий и разрежений. Расстояние вдоль трубы между соседними максимумами или минимумами (фазами) будет называться длиной волны . Если частицы колеблются параллельно направлению распространения волны, то волна называется продольной . Если же они колеблются перпендикулярно направлению распространения, то волна называется поперечной . Обычно звуковые волны в газах и жидкостях – продольные, в твердых же телах возможно возникновение волн обоих типов. Поперечные волны в твердых телах возникают благодаря сопротивлению к изменению формы. Основная разница между этими двумя типами волн заключается в том, что поперечная волна обладает свойством поляризации (колебания происходят в определенной плоскости), а продольная – нет.

Скорость звука

Скорость звука напрямую зависит от характеристик среды, в которой он распространяется. Она определяется (зависима) двумя свойствами среды: упругостью и плотностью материала. Скорость звука в твёрдых телах соответственно напрямую зависит от типа материала и его свойств. Скорость в газовых средах зависит только от одного типа деформации среды: сжатие-разрежение. Изменение давления в звуковой волне происходит без теплообмена с окружающими частицами и носит название адиабатическое.
Скорость звука в газе зависит в основном от температуры - возрастает при повышении температуры и падает при понижении. Так же скорость звука в газообразной среде зависит от размеров и массы самих молекул газа, - чем масса и размер частиц меньше, тем "проводимость" волны больше и больше соответственно скорость.

В жидкой и твёрдой средах принцип распространения и скорость звука аналогичны тому, как волна распространяется в воздухе: путём сжатия-разряжения. Но в данных средах, помимо той же зависимости от температуры, достаточно важное значение имеет плотность среды и её состав/структура. Чем меньше плотность вещества, тем скорость звука выше и наоборот. Зависимость же от состава среды сложнее и определяется в каждом конкретном случае с учётом расположения и взаимодействия молекул/атомов.

Скорость звука в воздухе при t, °C 20: 343 м/с
Скорость звука в дистиллированной воде при t, °C 20: 1481 м/с
Скорость звука в стали при t, °C 20: 5000 м/с

Стоячие волны и интерференция

Когда динамик создаёт звуковые волны в ограниченном пространстве неизбежно возникает эффект отражения волн от границ. В результате этого чаще всего возникает эффект интерференции - когда две или более звуковых волн накладываются друг на друга. Особыми случаями явления интерференции являются образование: 1) Биений волн или 2) Стоячих волн. Биения волн - это случай, когда происходит сложение волн с близкими частотами и амплитудой. Картина возникновения биений: когда две похожие по частоте волны накладываются друг на друга. В какой-то момент времени при таком наложении, амплитудные пики могут совпадать "по фазе", а также могут совпадать и спады по "противофазе". Именно так и характеризуются биения звука. Важно помнить, что в отличие от стоячих волн, фазовые совпадения пиков происходят не постоянно, а через какие-то временные промежутки. На слух такая картина биений различается достаточно чётко, и слышится как периодическое нарастание и убывание громкости соответственно. Механизм возникновения этого эффекта предельно прост: в момент совпадения пиков громкость нарастает, в момент совпадения спадов громкость уменьшается.

Стоячие волны возникают в случае наложения двух волн одинаковой амлитуды, фазы и частоты, когда при "встрече" таких волн одна движется в прямом, а другая – в обратном направлении. В участке пространства (где образовалась стоячая волна) возникает картина наложения двух частотных амплитуд, с чередованием максимумов (т.н. пучностей) и минимумов (т.н. узлов). При возникновении этого явления крайне важное значение имеет частота, фаза и коэффициент затухания волны в месте отражения. В отличие от бегущих волн, в стоячей волне отсутствует перенос энергии вследствие того, что образующие эту волну прямая и обратная волны переносят энергию в равных количествах и в прямом и в противоположном направлениях. Для наглядного понимания возникновения стоячей волны, представим пример из домашней акустики. Допустим, у нас есть напольные акустические системы в некотором ограниченном пространстве (комнате). Заставив их играть какую-нибудь композицию с большим количеством баса, попробуем изменить местоположение слушателя в помещении. Таким образом слушатель, попав в зону минимума (вычитания) стоячей волны ощутит эффект того, что баса стало очень мало, а если слушатель попадает в зону максимума (сложения) частот, то получается обратный эффект существенного увеличения басовой области. При этом эффект наблюдается во всех октавах базовой частоты. Например, если базовая частота составляет 440 Гц, то явление "сложения" или "вычитания" будет наблюдаться также на частотах 880 Гц, 1760 Гц, 3520 Гц и т.д.

Явление резонанса

У большинства твёрдых тел имеется собственная частота резонанса. Понять этот эффект достаточно просто на примере обычной трубы, открытой только с одного конца. Представим ситуацию, что с другого конца трубы подсоединяется динамик, который может играть какую-то одну постоянную частоту, её также впоследствии можно менять. Так вот, у трубы имеется собственная частота резонанса, говоря простым языком - это частота, на которой труба "резонирует" или издаёт свой собственный звук. Если частота динамика (в результате регулировки) совпадёт с частотой резонанса трубы, то возникнет эффект увеличения громкости в несколько раз. Это происходит потому, что громкоговоритель возбуждает колебания воздушного столба в трубе со значительной амплитудой до тех пор, пока не найдётся та самая «резонансная частота» и произойдёт эффект сложения. Возникшее явление можно описать следующим образом: труба в этом примере "помогает" динамику, резонируя на конкретной частоте, их усилия складываются и "выливаются" в слышимый громкий эффект. На примере музыкальных инструментов легко прослеживается это явление, поскольку в конструкции большинства присутствуют элементы, называемые резонаторами. Нетрудно догадаться, что служит цели усилить определённую частоту или музыкальный тон. Для примера: корпус гитары с резонатором ввиде отверстия, сопрягаемого с объёмом; Конструкция трубки у флейты (и все трубы вообще); Циллиндрическая форма корпуса барабана, который сам по себе является резонатором определённой частоты.

Частотный спектр звука и АЧХ

Поскольку на практике практически не встречаются волны одной частоты, то возникает необходимость разложения всего звукового спектра слышимого диапазона на обертоны или гармоники. Для этих целей существуют графики, которые отображают зависимость относительной энергии звуковых колебаний от частоты. Такой график называется графиком частотного спектра звука. Частотный спектр звука бывает двух типов: дискретный и непрерывный. Дискретный график спектра отображает частоты по отдельности, разделённые пустыми промежутками. В непрерывном спектре присутствуют сразу все звуковые частоты.
В случае с музыкой или акустикой чаще всего используется обычный график Амплитудно-Частотой Характеристики (сокращённо "АЧХ"). На таком графике представлена зависимость амплитуды звуковых колебаний от частоты на протяжении всего спектра частот (20 Гц - 20 кГц). Глядя на такой график легко понять, например, сильные или слабые стороны конкретного динамика или акустической системы в целом, наиболее сильные участки энергетической отдачи, частотные спады и подъёмы, затухания, а так же проследить крутизну спада.

Распространение звуковых волн, фаза и противофаза

Процесс распространения звуковых волн происходит во всех направлениях от источника. Простейший пример для понимания этого явления: камешек, брошенный в воду.
От места, куда упал камень, начинают расходиться волны по поверхности воды во всех направлениях. Однако, представим ситуацию с использованием динамика в неком объёме, допустим закрытом ящике, который подключён к усилителю и воспроизводит какой-то музыкальный сигнал. Несложно заметить (особенно при условии, если подать мощный НЧ сигнал, например бас-бочку), что динамик совершает стремительное движение "вперёд", а потом такое же стремительное движение "назад". Остаётся понять, что когда динамик совершает движение вперёд, он излучает звуковую волну, которую мы слышим впоследствии. А вот что происходит, когда динамик совершает движение назад? А происходит парадоксально тоже самое, динамик совершает тот же звук, только распространяется он в нашем примере всецело в пределах объёма ящика, не выходя за его пределы (ящик закрыт). В целом, на приведённом выше примере можно наблюдать достаточно много интересных физических явлений, наиболее значимым из которых является понятие фазы.

Звуковая волна, которую динамик, находясь в объёме, излучает в направлении слушателя - находится "в фазе". Обратная же волна, которая уходит в объём ящика, будет соответственно противофазной. Остаётся только понять, что подразумевают эти понятия? Фаза сигнала – это уровень звукового давления в текущий момент времени в какой-то точке пространства. Фазу проще всего понять на примере воспроизведения музыкального материала обычной напольной стерео-парой домашних акустических систем. Представим, что две такие напольные колонки установлены в неком помещении и играют. Обе акустические системы в этом случае воспроизводят синхронный сигнал переменного звукового давления, притом звуковое давление одной колонки складывается со звуковым давлением другой колонки. Происходит подобный эффект за счёт синхронности воспроизведения сигнала левой и правой АС соответственно, другими словами, пики и спады волн, излучаемых левыми и правыми динамиками совпадают.

А теперь представим, что давления звука по-прежнему меняются одинаковым образом (не претерпели изменений), но только теперь противоположно друг другу. Подобное может произойти, если подключить одну акустическую систему из двух в обратной полярности ("+" кабель от усилителя к "-" клемме акустической системе, и "-" кабель от усилителя к "+" клемме акустической системы). В этом случае противоположный по направлению сигнал вызовет разницу давлений, которую можно представить в виде чисел следующим образом: левая акустическая система будет создавать давление "1 Па", а правая акустическая система будет создавать давление "минус 1 Па". В результате, суммарная громкость звука в точке размещения слушателя будет равна нулю. Это явление называется противофазой. Если рассматривать пример более детально для понимания, то получается, что два динамика, играющие "в фазе" - создают одинаковые области уплотнения и разряжения воздуха, чем фактически помогают друг другу. В случае же с идеализированной противофазой, область уплотнения воздушного пространства, созданная одним динамиком, будет сопровождаться областью разряжения воздушного пространства, созданной вторым динамиком. Выглядит это примерно, как явление взаимного синхронного гашения волн. Правда, на практике падения громкости до нуля не происходит, и мы услышим сильно искажённый и ослабленный звук.

Самым доступным образом можно описать это явление так: два сигнала с одинаковыми колебаниями (частотой), но сдвинутые по времени. Ввиду этого, удобнее представить эти явления смещения на примере обычных круглых стрелочных часов. Представим, что на стене висит несколько одинаковых круглых часов. Когда секундные стрелки этих часов бегут синхронно, на одних часах 30 секунд и на других 30, то это пример сигнала, который находится в фазе. Если же секундные стрелки бегут со смещением, но скорость по-прежнему одинакова, например, на одних часах 30 секунд, а на других 24 секунды, то это и есть классический пример смещения (сдвига) по фазе. Таким же образом фаза измеряется в градусах, в пределах виртуальной окружности. В этом случае, при смещении сигналов относительно друг друга на 180 градусов (половина периода), и получается классическая противофаза. Нередко на практике возникают незначительные смещения по фазе, которые так же можно определить в градусах и успешно устранить.

Волны бывают плоские и сферические. Плоский волновой фронт распространяется только в одном направлении и редко встречается на практике. Сферический волновой фронт представляет собой волны простого типа, которые исходят из одной точки и распространяется во всех направлениях. Звуковые волны обладают свойством дифракции , т.е. способностью огибать препятствия и объекты. Степень огибания зависит от отношения длины звуковой волны к размерам препятствия или отверстия. Дифракция возникает и в случае, когда на пути звука оказывается какое-либо препятствие. В этом случае возможны два варианта развития событий: 1) Если размеры препятствия намного больше длины волны, то звук отражается или поглощается (в зависимости от степени поглощения материала, толщины препятствия и т.д.), а позади препятствия формируется зона "акустической тени". 2) Если же размеры препятствия сравнимы с длиной волны или даже меньше её, тогда звук дифрагирует в какой-то мере во всех направлениях. Если звуковая волна при движении в одной среде попадает на границу раздела с другой средой (например воздушная среда с твёрдой средой), то может возникнуть три варианта развития событий: 1) волна отразится от поверхности раздела 2) волна может пройти в другую среду без изменения направления 3) волна может пройти в другую среду с изменением направления на границе, это называется "преломление волны".

Отношением избыточного давления звуковой волны к колебательной объёмной скорости называется волновое сопротивление. Говоря простыми словами, волновым сопротивлением среды можно назвать способность поглощать звуковые волны или "сопротивляться" им. Коэффициенты отражения и прохождения напрямую зависят от соотношения волновых сопротивлений двух сред. Волновое сопротивление в газовой среде гораздо ниже, чем в воде или твёрдых телах. Поэтому если звуковая волна в воздухе падает на твердый объект или на поверхность глубокой воды, то звук либо отражается от поверхности, либо поглощается в значительной мере. Зависит это от толщины поверхности (воды или твёрдого тела), на которую падает искомая звуковая волна. При низкой толщине твёрдой или жидкой среды, звуковые волны практически полностью "проходят", и наоборот, при большой толщине среды волны чаще отражается. В случае отражения звуковых волн, происходит этот процесс по хорошо известному физическому закону: "Угол падения равен углу отражения". В этом случае, когда волна из среды с меньшей плотностью попадает на границу со средой большей плотности - происходит явление рефракции . Оно заключается в изгибе (преломлении) звуковой волны после "встречи" с препятствием, и обязательно сопровождается изменением скорости. Рефракция зависит также от температуры среды, в которой происходит отражение.

В процессе распространения звуковых волн в пространстве неизбежно происходит снижение их интенсивности, можно сказать затухание волн и ослабление звука. На практике столкнуться с подобным эффектом достаточно просто: например, если два человека встанут в поле на некотором близком расстоянии (метр и ближе) и начнут что-то говорить друг другу. Если впоследствии увеличивать расстояние между людьми (если они начнут отдаляться друг от друга), тот же самый уровень разговорной громкости будет становиться всё менее и менее слышимым. Подобный пример наглядно демонстрирует явление снижения интенсивности звуковых волн. Почему это происходит? Причиной тому различные процессы теплообмена, молекулярного взаимодействия и внутреннего трения звуковых волн. Наиболее часто на практике происходит превращение звуковой энергии в тепловую. Подобные процессы неизбежно возникают в любой из 3-ёх сред распространения звука и их можно охарактеризовать как поглощение звуковых волн .

Интенсивность и степень поглощения звуковых волн зависит от многих факторов, таких как: давление и температура среды. Также поглощение зависит от конкретной частоты звука. При распространении звуковой волны в жидкостях или газах возникает эффект трения между разными частицами, которое называется вязкостью. В результате этого трения на молекулярном уровне и происходит процесс превращения волны из звуковой в тепловую. Другими словами, чем выше теплопроводность среды, тем меньше степень поглощения волн. Поглощение звука в газовых средах зависит ещё и от давления (атмосферное давление меняется с повышением высоты относительно уровня моря). Что касательно зависимости степени поглощения от частоты звука, то принимая во внимание вышеназванные зависимости вязкости и теплопроводности, поглощение звука тем выше, чем выше его частота. Для примера, при нормальной температуре и давлении, в воздухе поглощение волны частотой 5000 Гц составляет 3 Дб/км, а поглощение волны частотой 50000 Гц составит уже 300 Дб/м.

В твёрдых средах сохраняются все вышеназванные зависимости (теплопроводность и вязкость), однако к этому добавляется ещё несколько условий. Они связаны с молекулярной структурой твёрдых материалов, которая может быть разной, со своими неоднородностями. В зависимости от этого внутреннего твёрдого молекулярного строения, поглощение звуковых волн в данном случае может быть различным, и зависит от типа конкретного материала. При прохождении звука через твёрдое тело, волна претерпевает ряд преобразований и искажений, что чаще всего приводит к рассеиванию и поглощению звуковой энергии. На молекулярном уровне может возникнуть эффект дислокаций, когда звуковая волна вызывает смещение атомных плоскостей, которые затем возвращаются в исходное положение. Либо же, движение дислокаций приводит к столкновению с перпендикулярными им дислокациями или дефектами кристаллического строения, что вызывает их торможение и как следствие некоторое поглощение звуковой волны. Однако, звуковая волна может и резонировать с данными дефектами, что приведет к искажению исходной волны. Энергия звуковой волны в момент взаимодействия с элементами молекулярной структуры материала рассеивается в результате процессов внутреннего трения.

В я постараюсь разобрать особенности слухового восприятия человека и некоторые тонкости и особенности распространения звука.

Конспект урока музыки «Динамические оттенки» разработан по программе VIII вида для 5 класса автора В.В. Воронковой. Автор: Дубровина Любовь Анатольевна - учитель музыки МБОУ СОШ№17(филиал)городского округа – город Камышин Волгоградской области Тип урока: Изучение нового материала и закрепления знаний. Цель урока: Сформировать у учащихся осознанное представление о ритме как о средстве музыкальной выразительности. Цель: расширить уже полученные знания о динамике звука, как средстве выразительности. Познакомить с динамическими оттенками.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Конспект урока музыки « Динамические оттенки» разработан по программе VIII вида для 5 класса автора В.В. Воронковой.

Тип урока: Изучение нового материала и закрепления знаний.

Цель урока : Сформировать у учащихся осознанное представление о ритме как о средстве музыкальной выразительности.

Цель: расширить уже полученные знания о динамике звука, как средстве выразительности. Познакомить с динамическими оттенками.

Задачи:

Обучающая: познакомить учащихся с понятием «динамические оттенки»;

научить различать динамику голоса человека; музыкальных инструментов; окружающих нас предметов. Показать детям значение динамических оттенков в музыкальном произведении. Восприятие средств музыкальной выразительности через систему творческих заданий.

Коррекционно - развивающая: развивать творческое мышление и воображение; развивать интерес к классической музыке; развивать познавательный интерес к окружающей жизни, уметь говорить о музыке, применяя музыкальные термины; пополнять словарный запас; вовлечь учащихся в активную деятельность; развивать певческие навыки.

Воспитательная: воспитывать интерес к классической музыке через слушание, воспитывать навыки самоконтроля в процессе формирования умения оценивать свою работу, побуждать учащихся к адекватной самооценке на уроке.

Оборудование: мультимедиа, презентация, фонограммы «Песни друзей» Г.Гладкова; «Вальс» Е.Доги из к/ф «Мой ласковый и нежный зверь»; В.Шаинский «Голубой вагон»

План урока

1.Орг. момент. Приветствие

3. Работа по теме урока

Станция «Цветочная».

Станция Форте и Пиано

4.Закрепление изученного материала.

Станция «Горный перевал».

Станция «Загадочная».

5. Итог урока .

6 . Проверь себя . Динамика. Станция «Конечная».

7. Рефлексия

Технологическая карта урока