Skaņa & mūzika!3

Daži interesanti fakti par mūziku un skaņu
Skaņa ir gaisa molekulu vibrācija vai vilnis, ko rada objekta kustēšanās. Tur, kur molekulu blīvums ir lielāks, veidojas kompresijas vilnis. Šis vilnis pārvietojas caur gaisu ar ātrumu, kas ir atkarīgs no temperatūras. Skaņas vilnis satur enerģiju, kas savukārt nozīmē to, ka tas var kustināt lietas. Tomēr, ja vilnis uzduras kaut kam cietam, vilnis atleks, radot atbalsi. Skaņas enerģiju var pārveidot citāda veida enerģijā, piemēram, elektroenerģijā, un otrādāk; šī ir viena no skaņas īpašībām, kas mums ļauj sarunāties pa telefonu.

Skaņa veidojas, kad objekts kustās vai vibrē. Bez kustības nebūtu skaņas. Kad objekts kustās vai vibrē, vibrē arī gaisa molekulas ap objektu. Vibrējošs objekts (ja vien tas neatrodas vakuumā), rada skaņu. Caur dažādām vielām skaņa pārvietojas dažādos ātrumos. Katra molekula virzās uz priekšu un atpakaļ niecīgā attālumā, bet tas ir pietiekoši, lai gaisa daļiņas saskrietos viena ar otru. Tas veido zonas, kurās daudzas molekulas ir saspiestas cieši kopā – kompresiju, un zonas, kurās molekulas atrodas tālu viena no otras – retinājumus. Šīs kompresijas un retinājumi virzās projām no skaņas avota apļos. Skaņas vilnis rodas, kad virkne šo spiediena maiņu / viļņu pārvietojas caur gaisu.

Jebkuru vienkāršu skaņu, tādu kā nots mūzikā, var pilnībā aprakstīt ar trim perceptuālām īpašībām: augstums, skaļums (vai intensitāte) un kvalitāte (vai tembrs). Šīs īpašības pilnībā atbilst trim fizikālām īpašībām: frekvencei, amplitūdai un harmoniskajai struktūrai jeb viļņa formai. Troksnis ir sarežģīta skaņa, daudzu un dažādu frekvenču vai nošu, kas nav harmoniski saistītas, sajaukums.


Lūk daži interesanti fakti par skaņu:

‡ Auss uztver skaņu, bet to neapstrādā. Auss pārveido skaņas viļņu enerģiju par nervu impulsiem, kas iet caur nerviem uz smadzenēm un sasniedz daļu, kas saucas dzirdes centrs. Šeit notiek apstrāde un šķirošana, iegūtā informācija tiek salīdzināta ar informāciju, kas jau atrodas smadzenēs, un nodota smadzeņu domāšanas, apziņas centriem. Rezultātā mēs apzināmies vai neapzināmies skaņu, to atpazīstam vai neatpazīstam.

‡ Mikrofons darbojas līdzīgi kā auss. Arī tas pārveido skaņu viļņus par elektriskajiem signāliem. Šie signāli pārvietojas caur vadu uz pastiprinātāju, kas padara signālus stiprākus. Šos signālus var apstrādāt dažādos veidos. Tad tie tiek nosūtīti uz skaļruņiem.

‡ SONAR (Sound Navigation Ranging) izmanto tehniku, kas ir līdzīga atbalsij, lai veiktu zemūdens izpēti – sastādītu kartes, noteiktu zivju baru vai zemūdeņu atrašanās vietas.

‡ Elektriskā mūzika – kad tiek parautas elektriskās ģitāras vai basģitāras stīgas, to radītās vibrācijas tiek pārveidotas par elektroenerģiju un tad nosūtītas uz pastiprinātāju. Tur elektriskais signāls tiek pastiprināts un tad nosūtīts uz skaļruni, kur tas tiek pārveidots par skaņu.

‡ Sintezatori – veido mūziku, izmantojot elektriskos signālus, nevis vibrācijas. Tie parasti ir savienoti ar klaviatūru. Katra nots, ko nospiež uz klaviatūras, uz sintezatoru nosūta īpašu ziņu. Tā izveido elektrisku kodu vajadzīgajai skaņai. Kods tiek nosūtīts uz pastiprinātāju un tad uz skaļruni, kas to pārveido par skaņu.

‡ 1877. gadā Tomass Edisons ar Džonu Kreusi izgatavoja fonogrāfu, kas bija pirmā ierīce, kas varēja ierakstīt skaņu fizikālā formā un to atkal atskaņot.

‡ Rokgrupa rada skaļumu, kas ir miljoniem reižu lielāks nekā normāla saruna vai pat nekā stiprs āmura trieciens.

‡ Skaņa daudz ātrāk pārvietojas caur blīviem materiāliem, nekā caur gaisu. Piemēram, caur ūdeni skaņa pārvietojas ar ātrumu ap 1460 m/s, bet caur stiklu – ap 3050 m/s.

‡ Trauki no smalka stikla var vibrēt un pat saplīst, kad tie saskaras ar skaņas viļņiem. Tas notiek rezonanses dēļ. Tas pats var notikt arī ar stikla logiem.

‡ Pa telefonu optisko šķiedru kabeļos balss tiek kodēta kā lāzera gaismas uzliesmojumi, kas pulsē miljoniem reižu sekundē. Garos kabeļos gaisma pārvietojas daudz efektīvāk nekā elektrība.

‡ Lielākā augstumā virs jūras līmeņa skaņa pārvietojas lēnāk. Skaņas ātrums jūras līmenī ir aptuveni 344 m/s; 3048 metru augstumā tas ir tikai ap 299 m/s.

‡ Daži mūzikas instrumenti ir izveidojušies no ierīcēm, kas sākotnēji tika lietotas komunikācijai, lai sūtītu skaņas signālus, piemēram, bungas un rags.

‡ Ir kāds skaņdarbs, kuram vispār nav skaņas. Tas saucas „4 minūtes un 33 sekundes”. To 1954. gadā „sakomponēja” amerikāņu komponists Džons Keidžs. Pianists sēž pie klavierēm un neko nespēlē tieši 4 minūtes un 33 sekundes, ļaujot klausītājam ieklausīties skaņās, kas ir visapkārt.

‡ Izgudrotāja Emila Berlinera pirmie plakanie diski bija veidoti no cietā kaučuka. Pēc tam tie tika veidoti no šellaka un visbeidzot – no plastmasas (tajā skaitā no vinila).

‡ Virstoņu klātbūtne vai trūkums dod katram instrumentam vai balsij savu īpašu skanējumu. Ja nebūtu virstoņu, klavieres skanētu ļoti līdzīgi ģitārai, un mūzika būtu diezgan garlaicīga.

‡ Mūzika (vismaz pamattoņi) ir tikai neliela daļa no cilvēkiem dzirdamā skaņu spektra. Augstākā nots uz klavierēm ir tikai 4186 Hz, tomēr mēs varam dzirdēt skaņas līdz pat 20,000 Hz (ar vecumu augšējais limits parasti samazinās). Zemākā frekvence, kuru var sadzirdēt cilvēks, ir ap 20 Hz.

‡ Basus var dzirdēt neskatoties uz to, kā ir novietoti skaļruņi. Turpretī augšu skanējums ir stipri atkarīgs no skaļruņu novietojuma. Tāpēc daudzi sabvūferi ir izveidoti tā, lai skaņa virzītos lejup; tad arī grīdu var izmantot kā vibrāciju pārvadītāju. Spēlējot basģitāru, bieži sevi var dzirdēt labāk, ja stāvi tālāk no pastiprinātāja. Tas izskaidro arī to, kāpēc mūsdienu „tuc-tuc”, kas nāk no mašīnām, ir nepatīkams visiem izņemot mašīnas vadītāju – viņš to dzird sliktāk nekā mēs!