Фізика гри на гітарі
Гендрікс, Кобейн і Пейдж... Їхні соло відомі на весь світ. Але як саме культові інструменти в їхніх руках відтворюють ноти, ритми, мелодію, музику? Торкаючись струни гітари, ви створюєте вібрацію, відому як стояча хвиля. При цьому деякі точки струни, що називаються вузлами, взагалі не рухаються, водночас інші точки, які називаються пучностями, коливаються вгору і вниз. Вібрація через гриф і струнотримач передається на корпус гітари, тонка гнучка деревина якого також починає вібрувати, взаємодіючи з навколишніми молекулами повітря, зіштовхуючи їх одна з одною. Така послідовність стиснення створює звукові хвилі, і ті з них, які виникають всередині корпусу, виходять через резонаторні отвори. В кінцевому результаті вони доходять до вашого вуха, де відбувається трансформування хвилі в електричні імпульси, які мозок інтерпретує як звук.
Тональність звука залежить від частоти стиснень. Швидко вібруюча струна створює високу густину стиснень і високий звук, у той час як повільна вібрація перетворюється в звук низької тональності. На частоту вібрації струни впливають 4 речі: довжина, натяг, густина і товщина. Довжина і натяг стандартних гітарних струн, як правило, одинакові, а товщина і густина варіюються. Більш грубі струни вібрують повільніше, утворюючи низькі ноти.
Кожний раз, торкаючись струни, ви створюєте декілька стоячих хвиль. Перша хвиля - це основний тон. Вона визначає тональність ноти. Є ще так звані обертони – хвилі, кратні частоті основного тону. Всі ці стоячі хвилі об′єднуються і формують складну хвилю з насиченим звуком. Від того, як ви торкаєтеся струни, залежить, який обертон ви отримаєте. Торкання в районі середини струни дає основний тон і негармонічні обертони, пучності яких розміщені посередині струни. Торкання ближче до струнотримача дає гармонічні обертони і більш тонкий звук.
Відома західна шкала основана на серіях обертонів вібруючої струни. Коли ми чуємо, як за одною нотою йде наступна, яка має у два рази більшу частоту (яка є тим самим першим обертоном), то вони звучать настільки гармонійно, що їх позначають одною буквою, а різницю між ними називають октавою. Так само кожна октава складається з 12 напівтонів, частота кожного з яких в 2 на 1/12 раз більша попереднього. Цей фактор визначає розбивання на лади. Кожний наступний лад на грифі зменшує залишкову довжину струни в 2 на 1/12 рази, забезпечуючи тим самим чітке збільшення частоти на напівтонах. Безладові інструменти, такі як скрипка, полегшують відтворення нескінченного числа частот між нотами, але в цей же час додають складності в плані частоти і точності гри. Кількість струн і їх налаштування підбирається індивідуально, залежно від потрібних акордів і фізіології кисті конкретної людини. Форма і матеріал гітари теж можуть відрізнятися, і обидва ці фактори безпосередньо впливають на природу і звук вібрацій. Одночасний перебір двох і більше струн дозволяє створити нові комбінації хвиль, тобто вилучати нові акорди і звукові ефекти. Наприклад, коли граєте дві частотно близькі ноти, вони зливаються і створюють звукову хвилю, амплітуда якої збільшується і зменшується, утворюючи своєрідний ефект коливань. Гітаристи називають це долями.
А в електрогітарах можливостей ще більше. Вібрації так само зароджуються в струнах, однак після цього за допомогою звукознімача перетворюються в електричні сигнали, які передаються на динамік, і тільки там переходять в звукові хвилі. На шляху від звукознімача до динаміків сигнал можна обробити різними методами, отримуючи такі ефекти, як дисторнш, овердрайв, вау-вау, фленжер. Але, якщо ви вирішили, що музична струна підходить лише для розваги, подумайте ось про що: деякі фізики вважають, що абсолютно все у Всесвіті створено гармонічними коливаннями малесеньких сильно натягнутих струн. Можливо, вся наша реальність - не що інше, як соло, що затягнулося, якого-небудь космічного Джимі Гендрікса. Струни, безперечно, таять у собі набагато більше, ніж доходить до наших вух.
