Кто шарит за физику симпатических резонансов фортепиано?

  • Автор темы Автор темы moi
  • Дата начала Дата начала

moi

Well-Known Member
6 Авг 2004
2.446
97
48
В теории мне как бы понятен музыкальный смысл обертонов струны, вот тут норм показано: https://ru.wikipedia.org/wiki/Обертон

Но когда я стал слушать симпатические резонансы (для двух клавиш) на настоящем рояле, то как-то сия теория не сходится. Конкретный пример.

Тихо зажимаю (открываю) клавишу A0 (21-ая нота). Ее гармоники в нотах будут такие: 33, 40, 45, 49, 52, 55, 57, 59, 61, 62/63, 64 (пока не учитываем детьюн на некоторых из них).

Далее ударяю и резко отпускаю (глушу) клавишу C#3 (49-ая нота). Ее гармоники: 61, 68, 73, 77, 80, 83, 85, 87, 89, 90/91, 92. Плюс конечно сам основной тон – 49.

Для наглядности вот такая таблица:

243814


Путем сравнения вижу, что на открытой А0 должны зазвучать (отметил их жирным для обоих струн): 5-ая гармоника (нота 49), 10-ая (нота 61) и еще 15-ая (68) и 20-ая (73), максимум. . Дальше энергия высших гармоник, вроде бы очень мала. И ими можно пренебречь. Но!

Вот что я слышу (вижу в iZotope RX), если подобное сыграть на настоящем рояле. Скрин:

243812


1) Откуда-то появляется отчетливо звучащая нота 45 (A2, 110Hz), которая, по теории, вообще не должна раскачаться от удара 49 ноты. Нижнюю частоту, вроде же, не раскачать высокой. Откуда 45 нота? И если ее раскачал, допустим, удар через раму (чисто механически), то почему не запели другие нижние гармоники и основной тон с нотами 21, 33 и 40?

2) На спектре, как и полагается, гармоники с тоном 49 и 61 - сильные и яркие. Однако заметна еще куча гармоник, практически все, что есть после 49-ой. Я вижу 52, 55, 57, 59, 61 и т.д. чуть ли не до 25-ой гармоники. Вон аж на 700Hz какая-та светится (нота 77, F5) Откуда возбудились не имеющие пар 52, 55, 57, 59? И почему высшие гармоники, выше 10-ой, ну ладно, выше 15-ой, представлены очень явно и ярко? (Хотя, конечно, быстро затухают). Ведь амплитуда гармоник пропорциональная 1/N, где N – порядковый номер гармоники. Все высшие должны быть очень тихими и не такими явными на спектре. Нет ли такой штуки, что если на струне возбудилась 49 (5-ая) гармоника, то она автоматом там порождает и остальные, по порядку вверх?

Не могу понять вот этих моментов. У кого есть предположения, что я не учел? Где изъян в теории?

P.S. Если что, при проигрывания я заглушал дискантовые (открытые) струны, и у данной модели рояля нет дуплекс-шкалы. Вавку с тестом тоже прикреплю.
 

Вложения

Последнее редактирование:
Попробуйте заглушить все струны ниже 49 ноты, чтобы понять, не резонируют ли струны (можно накрыть каким-нибудь плотным материалом).
 
Откуда-то появляется отчетливо звучащая нота 45 (A2, 110Hz), которая, по теории, вообще не должна раскачаться от удара 49 ноты.
В wav файле этого нет. Только явный основной тон (что-то в районе 139гц) и октава вверх от него.
 
В wav файле этого нет. Только явный основной тон (что-то в районе 139гц) и октава вверх от него.

Хотя, в спектрограмме RX этих 110Гц не видно, но RX-вский же Spectrum Analayzer , таки их показывает (если, точнее то, это 108,75Гц). Вероятно, можно добиться видимости и в спектрограмме, если изменить настройки отображения.

На видео - выделил полосу от 0 Гц до 200 Гц (чтобы верхние гармоники не мешались). И Spectrum Analayzer показывает такие пики (сверху вниз):

164 Гц (E3)
136 Гц (C#3)
108,75 Гц (A2)
54 Гц (A1)

Откуда 45 нота? И если ее раскачал, допустим, удар через раму (чисто механически), то почему не запели другие нижние гармоники и основной тон с нотами 21, 33 и 40?

Похоже, что вы через раму раскачали не A2 (45-ю ноту), а ноту A1 (54 Гц), а уже она, соответственно, дала обертоны - первый октавный (вторая гармоника) 108,75 Гц (A2), второй квинтовый (третья гармоника) 164 Гц (E3) и т.д.

 
Последнее редактирование:
  • Like
Реакции: Kokarev Maxim
-- moi, скорее всего изначально - это резонансы самой деки, а потом уже и вторичные - возбужденные декой и рамой звучания струн.
 
  • Like
Реакции: Kokarev Maxim
В теории мне как бы понятен музыкальный смысл обертонов струны,
Мне кажется вы не учитываете главного - в теории рассматриваются колебания одной струны, а не колебания всех струн (пусть даже задемпфированных) в фортепиано. Плюс ко всему резонансы самой конструкции фортепиано (рояля или пианино) о чём уже вам написали. Я думаю, что теорию обертонов колеблющейся струны, лучше проверять на гитаре с одной струной.
 
  • Like
Реакции: Kokarev Maxim
лучше проверять на гитаре с одной струной.

-- Когда-то, очень давно (лет эдак 55 назад), в таком именно виде послушал в наушниках Йолану Торнадо.
Просто обалдел, насколько по разному поёт каждая нота, и сколько же там резонансов!
 
  • Like
Реакции: Catcher Sounds
Йолана Торнадо - вообще, сильно недооценённый инструмент.
Даже накладка из чёрного дерева была.
 
На спектрограмме этот резонанс 109 Гц тоже виден. Видно, что он нарастает плавно. У кажого резонанса есть некоторая добротность, т.е. точного совпадения частот не требуется. Какая добротность у фортепианных струн, я не знаю.

PianoResonances.png
 

Сейчас просматривают