Převislý tón - Overtone

Vibrační režimy ideálního řetězce, rozdělující délku řetězce na celočíselné dělení, produkující harmonické částečky f, 2f, 3f, 4f atd. (Kde f znamená základní frekvenci).

Podtón je jakýkoli kmitočet vyšší než základní frekvence jednoho zvuku. Jinými slovy, podtóny jsou vyšší výšky vyplývající z nejnižší noty nebo fundamentu. Zatímco základ je obvykle slyšet nejvýrazněji, podtóny jsou ve skutečnosti přítomny v jakémkoli hřišti kromě skutečné sinusové vlny . Relativní hlasitost nebo amplituda různých podtónových partií je jedním z klíčových identifikačních znaků zabarvení nebo individuální charakteristikou zvuku.

Pomocí modelu Fourierovy analýzy se základní a podtóny dohromady nazývají dílčí . Harmonické , přesněji řečeno harmonické částečky, jsou dílky, jejichž frekvence jsou číselné celočíselné násobky základního (včetně základního, které je 1krát samo). Tyto překrývající se termíny se různě používají při diskusi o akustickém chování hudebních nástrojů. (Viz níže uvedenou etymologii .) Model Fourierovy analýzy zajišťuje zahrnutí neharmonických particiálů, což jsou partie, jejichž frekvence nejsou poměry celých čísel k základním (například 1,1 nebo 2,14179).

Povolené i zakázané stojaté vlny , a tím i harmonické

Když je excitován rezonanční systém, jako je foukaná roura nebo trhaný řetězec, může spolu se základním tónem vzniknout řada podtónů. V jednoduchých případech, jako u většiny hudebních nástrojů, jsou frekvence těchto tónů stejné (nebo blízké) harmonickým. Mezi příklady výjimek patří kruhový buben - tympány, jejichž první vyznění je asi 1,6krát větší než jeho základní rezonanční frekvence, gongy a činely a dechové nástroje . Lidský hlasový trakt je schopen produkovat vysoce variabilní amplitudy podtextů, nazývané formanty , které definují různé samohlásky .

Vysvětlení

Většina oscilátorů , od drnkací kytarové struny až po foukanou flétnu, bude přirozeně vibrovat v sérii odlišných frekvencí známých jako normální režimy . Nejnižší frekvence normálního režimu je známá jako základní frekvence , zatímco vyšší frekvence se nazývají podtóny. Když je oscilátor vzrušený - například trhnutím kytarového strunu - často osciluje na několika modálních frekvencích současně. Když tedy zazní nota, vyvolá to pocit slyšení jiných frekvencí (podtónů) nad nejnižší frekvencí (základní).

Timbre je kvalita, která dává posluchači schopnost rozlišovat mezi zvukem různých nástrojů. Tón nástroje je určen tím, jaký podtón zdůrazňuje. To znamená, že relativní objemy těchto podtónů navzájem určují specifickou „chuť“, „barvu“ nebo „tón“ zvuku dané skupiny nástrojů. Intenzita každého z těchto podtextů je po dobu noty jen zřídka konstantní. Časem se mohou různé podtóny rozpadat různými rychlostmi, což způsobí, že relativní intenzita každého podtónu stoupá nebo klesá nezávisle na celkové hlasitosti zvuku. Pečlivě vycvičené ucho může tyto změny slyšet i v jediné notě. To je důvod, proč může být tón noty vnímán odlišně, když se hraje na staccato nebo legato .

Řízený nelineární oscilátor, jako jsou vokální záhyby , foukaný dechový nástroj nebo smyčcová houslová struna (ale ne úderná kytarová struna nebo zvon), bude oscilovat periodicky, nesinusově. To vytváří dojem zvuku na celočíselných více frekvencích základní známé jako harmonické , přesněji harmonické částečky. U většiny strunných nástrojů a dalších dlouhých a tenkých nástrojů, jako je fagot, je prvních pár podtónů velmi blízkých celočíselným násobkům základní frekvence, což vytváří aproximaci harmonické řady . V hudbě se tedy podtónům často říká harmonické. V závislosti na tom, jak je struna utrhnuta nebo ukloněna, lze zdůraznit různé podtóny.

Některé podtóny v některých nástrojích však nemusí být úzkým celočíselným násobením základní frekvence, což způsobuje malou disonanci . „Vysoce kvalitní“ nástroje jsou obvykle stavěny tak, aby jejich jednotlivé noty nevytvářely disharmonické podtóny. Rozšířený konec dechového nástroje ve skutečnosti neznamená, aby nástroj zněl hlasitěji, ale aby se korigovaly „koncové efekty“ délky trubice, které by jinak podstatně odlišily podtóny od celočíselných harmonických. Ilustruje to následující:

Zvažte strunu kytary. Jeho idealizovaný 1. tón by byl přesně dvakrát větší než jeho základní, pokud by byla jeho délka zkrácena o ½, možná lehkým stlačením kytarového strunu na 12. pražci ; pokud je však zkoumán vibrující řetězec, bude vidět, že řetězec nevibruje v jedné rovině s můstkem a maticí, ale místo toho má na každém konci malou „mrtvou délku“ struny. Tato mrtvá délka se ve skutečnosti liší od řetězce k řetězci, přičemž je výraznější u silnějších a/nebo tužších řetězců. To znamená, že poloviční délka fyzické struny se nesníží na polovinu skutečné délky vibrací strun, a proto podtóny nebudou přesnými násobky základní frekvence. Efekt je tak výrazný, že správně nastavené kytary nakloní můstek tak, že tenčí struny budou mít postupně délku až o několik milimetrů kratší než silnější struny. Pokud tak neučiníte, dojde k neharmonickým akordům tvořeným dvěma nebo více strunami. Podobné úvahy platí pro trubicové nástroje.

Hudební termín

Fyzické znázornění třetího ( O ₃ ) a pátého ( O ₅ ) podtónu válcové trubky uzavřené na jednom konci. F je základní frekvence; třetí tón je třetí harmonická, 3 F , a pátý tón je pátá harmonická, 5 F pro takovou trubku, což je dobrý model pro panovou flétnu .

Podtón je částečný („částečná vlna“ nebo „základní frekvence“), který může být buď harmonický částečný ( harmonický ) jiný než základní, nebo neharmonický částečný. Harmonické frekvence je celočíselným násobkem základního kmitočtu. Neharmonický frekvence je non-násobek základní frekvence.

Příklad harmonických podtónů: (absolutní harmonie)

Některé hudební nástroje produkují podtóny, které jsou o něco ostřejší nebo plošší než skutečné harmonické. Ostrost nebo plochost jejich podtónu je jedním z prvků, které přispívají k jejich zvuku. Kvůli fázovým nekonzistencím mezi základní a částečnou harmonickou to má také za následek, že jejich průběhy nejsou dokonale periodické.

Hudební nástroje, které mohou vytvářet noty libovolného požadovaného trvání a určité výšky, mají harmonické party. Tuningová vidlice, za předpokladu, že je ozvučena paličkou (nebo ekvivalentem), která je přiměřeně měkká, má tón, který se skládá téměř ze základního, samotného; má sinusový průběh. Nicméně hudba skládající se z čistých sinusoidů byla na počátku 20. století shledána neuspokojivou.

Etymologie

V klasice Hermanna von Helmholtze „On The Sensations Of Tone“ použil německé „Obertöne“, což byla zkratka „Oberpartialtöne“, nebo anglicky: „horní dílčí tóny“. Podle Alexandra Ellise (na stranách 24–25 jeho anglického překladu Helmholtz) způsobila podobnost německého „ober“ s angličtinou „over“, že prof. Tyndall špatně přeložil Helmholtzův termín, čímž vytvořil „podtón“. Ellis znevažuje výraz „podtón“ pro jeho nepříjemné důsledky. Protože „podtón“ způsobuje, že horní partie vypadají jako tak odlišné jevy, vede to k matematickému problému, kde je první podtón druhým dílčím. Také, na rozdíl od diskuse o „částečkách“, slovo „podtón“ má konotace, které vedly lidi k přemýšlení o přítomnosti „ podtónů “ (termín někdy zaměňovaný s „ rozdílnými tóny “, ale také používaný při spekulacích o hypotetické „ podtónové sérii“ ").

„Podtóny“ ve sborové hudbě

V holičské hudbě , stylu čtyřhlasého zpěvu, se slovo podtón často používá příbuzným, ale konkrétním způsobem. Vztahuje se na psychoakustický efekt, při kterém posluchač slyší slyšitelný tón, který je vyšší než a liší se od základů čtyř tónů zpívaných kvartetem. „Podtón“ holičského zpěváka je vytvořen interakcemi horních dílčích tónů v notě každého zpěváka (a součtem a rozdílovými frekvencemi vytvořenými nelineárními interakcemi v uchu). Podobné efekty lze nalézt v jiné a cappella polyfonní hudbě, jako je hudba Gruzínské republiky a sardinské cantu a tenore . Při zpěvu v obzvláště rezonančním prostoru, jako je kostel, jsou přirozeně zvýrazněny podtóny; jedna teorie vývoje polyfonie v Evropě říká, že zpěváci gregoriánského chorálu , původně monofonního, začali slyšet podtóny své monofonní písně a napodobovat tyto výšky - přičemž nejhlasitějšími vokálními podtóny jsou pátá, oktávová a hlavní třetina je jedním z vysvětlení vývoje triády a myšlenky souznění v hudbě.

Prvním krokem při skládání sborové hudby s podtextovým zpěvem je zjistit, co lze od zpěváků očekávat, že budou úspěšně provádět bez rozsáhlé praxe. Druhým krokem je najít hudební kontext, ve kterém by tyto techniky mohly být účinné, nikoli pouhé speciální efekty. Původně se předpokládalo, že začátečníci budou schopni:

• glissando přes částečky daného základního, vzestupně nebo sestupně, rychle nebo pomalu
• používat samohlásky/text pro gesta relativní výšky na neurčitých partikálech specifikujících daný tvar bez specifikování konkrétních parciálů
• improvizovat na particiích daného fundamentu, ad lib. , volně, nebo stylem nebo způsobem
• najít a udržet konkrétní dílčí (vyžaduje intervalové rozpoznávání)
• v širším smyslu se přesuňte na sousední část, nad nebo pod, a střídejte je

Zpěváci by neměli být žádáni, aby měnili základní tón, zatímco zpívající zpěv a střídání partů by mělo být vždy na sousední partu. Když má být specifikována konkrétní část, měl by být ponechán čas (přibližně pauza) zpěvákům, aby harmonie „promluvili“ a našli správnou.

Strunné nástroje

Hra na harmoniku na struně. Zde „+7“ znamená, že struna je držena v poloze pro zvýšení výšky o 7 polovičních not, tj. V sedmém pražci pro vzteklý nástroj.

Smyčcové nástroje mohou také produkovat vícehlasé tóny, když jsou struny rozděleny na dvě části nebo je zvuk nějak zkreslený. Sitar má soucitné řetězce, které pomáhají vyvedu podtext, zatímco jeden hraje. Podtóny jsou také velmi důležité v Tanpura , nástroji dronu v tradiční severoindické a jihoindické hudbě , ve kterém se strhávají uvolněné struny laděné v oktávách a kvintách a jsou navrženy tak, aby bzučely, vytvářely sympatickou rezonanci a zvýrazňovaly kaskádový zvuk podtónů.

Západní smyčcové nástroje, jako jsou housle , lze hrát v blízkosti můstku (technika zvaná „ sul ponticello “ nebo „am Steg“), což způsobí, že se nota rozdělí na podtóny a zároveň dosáhne výrazného skelného, ​​kovového zvuku. Různé techniky přítlaku mohou být také použity k zvýraznění podtextu, stejně jako použití smyčcových uzlů k vytvoření přirozených harmonických. Na houslových rodinných nástrojích lze podtext hrát lukem nebo trhnutím. Partitury a party pro západní houslové rodinné nástroje udávají, kde má interpret hrát na harmoniku. Nejznámější technikou na kytaru je hraní flažoletových tónů nebo použití efektů zkreslení . Starověký čínský nástroj Guqin obsahuje stupnici založenou na svázaných polohách podtónů. Také vietnamský Đàn bầu funguje na flageoletových tónech. Dalšími vícehlasými rozšířenými technikami jsou připravený klavír , připravená kytara a 3. most .

Dechové nástroje

Dechové nástroje při normální produkci zvuku výrazně manipulují s podtónovou řadou, ale k výrobě vícehlasů lze použít různé techniky hraní, které zvýrazní podtext nástroje. Na mnoha dechových nástrojích se používají alternativní prstoklady. „Přefukování“ nebo přidání intenzivně přehnaného tlaku vzduchu může také způsobit rozdělení poznámek do jejich podtónu. V dechových nástrojích může být vícehlasá produkována zpěvem do nástroje při současném hraní noty, což způsobí interakci dvou výšek - pokud je zpívaná výška v konkrétních harmonických intervalech s přehrávanou výškou, oba zvuky se smíchají a vytvářejí další poznámky podle jevu součtových a rozdílových tónů .

Nezápadní dechové nástroje také využívají podtón při hraní a některé mohou zvuk podtónu výjimečně zvýraznit. Nástroje, jako je didgeridoo, jsou velmi závislé na interakci a manipulaci s podtextem, které umělec dosáhne změnou tvaru úst při hraní nebo při současném zpěvu a hraní. Podobně při hře na foukací harmoniku nebo stoupací trubku lze změnit tvar úst, aby se zesílil konkrétní podtón. Ačkoli nejde o dechový nástroj, pro hru na čelistní harfu se používá podobná technika : umělec zesiluje podtóny nástroje změnou tvaru, a tedy i rezonance , jejich hlasového traktu .

Žesťové nástroje

Žesťové nástroje původně neměly žádné ventily a mohly hrát pouze noty v přirozeném podtónu nebo harmonické sérii.

Žesťové nástroje stále silně spoléhají na podtónovou řadu, aby vytvářely noty: tuba má typicky 3-4 ventily, tenorový pozoun má 7 poloh posuvu, trubka má 3 ventily a lesní roh má obvykle 4 ventily. Každý nástroj může hrát (v rámci svých příslušných rozsahů) noty podtextové série na různých klávesách s každou kombinací prstokladu (otevřená, 1, 2, 12, 123 atd.). Role každého ventilu nebo rotoru (kromě pozounu) je následující: 1. ventil snižuje hlavní 2., 2. ventil snižuje menší 2., 3. ventil spouští menší 3., 4. ventil spouští perfektní 4. (nalezeno na pikolové trubce, určitých eufoniích a mnoho tuby). Lesní roh má spouštěcí klíč, který otevírá další potrubí a je umístěn o čtvrtinu výš; to umožňuje větší snadnost mezi různými registry nástroje. Ventily umožňují dechovým nástrojům přehrávat chromatické noty i noty v rámci série podtónů (otevřený ventil = řada s podtónem C, 2. ventil = řada podtónů B na trubce C) změnou rychlosti vzduchu a vibrací rtů.

Tyto tuba , pozoun a trumpeta poznámky hrát v prvních několika oktáv série podtextu, kde partials jsou dál od sebe. Na lesní roh zvuky poznámky k vyšší oktávu série podtextu, takže partials jsou blíže u sebe a ztěžují hrát správné hřišť a partials.

Přehlasový zpěv

Pěvecký zpěv je tradiční formou zpěvu v mnoha částech Himálaje a Altay ; Tibeťané, Mongolové a Tuvanci jsou známí svým přehlasovaným zpěvem. V těchto kontextech je často označován jako hrdelný zpěv nebo khoomei , ačkoli by neměl být zaměňován s inuitským hrdelním zpěvem , který je produkován různými prostředky. Existuje také možnost vytvořit podtón ze základního tónu bez jakéhokoli napětí v krku.

Také podtón je při zpěvu velmi důležitý, aby se postaral o tvarování hlasivek, o zlepšení barvy, rezonance a deklamace textu. Během nácviku přesahujícího zpěvu pomáhá zpěvákovi odstranit zbytečný tlak na sval, zejména kolem krku. Pokud tedy někdo dokáže „najít“ jediný podtón, pak bude vědět, kde musí být vjem, aby obecně přinesl vokální rezonanci, což pomůže najít rezonanci ve vlastním hlasu na jakékoli samohláske a v jakémkoli rejstříku.

Podtóny v hudební kompozici

Primát triády v západní harmonii pochází z prvních čtyř dílčích částí podtextové série. Osmé až čtrnácté dílčí partie připomínají stejně temperovanou akustickou stupnici :

Když je tato stupnice vykreslena jako akord, nazývá se lydický dominantní třináctý akord. Tento akord se objevuje v celé západní hudbě, ale je používán zejména jako základ jazzové harmonie , je prominentní v hudbě Franze Liszta , Clauda Debussyho , Maurice Ravela a jeví se jako Mystic akord v hudbě Alexandra Scriabina .

Rimsky-Korsakov vyjadřuje trojici C dur skládající se ze základních a dílčích částí 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11 a 15.

Protože řada podtónů nekonečně stoupá od fundamentu bez periodicity, byla v západní hudbě vytvořena škála stejných temperamentů, aby vytvořila synchronicitu mezi různými oktávami. Toho bylo dosaženo odladěním určitých intervalů, například dokonalého kvinta . Skutečná dokonalá pětina je o 702 centů nad základním, ale stejný temperament ji srovná o dva centy. Rozdíl je jen stěží postřehnutelný a umožňuje iluzi toho, že stupnice je laděna sama se sebou napříč několika oktávami, a také tonality založené na všech 12 chromatických notách, aby zněly laděně.

Západní klasičtí skladatelé také využili atonační řady prostřednictvím orchestrace. Ruský skladatel Nikolaj Rimskij-Korsakov ve svém pojednání „Principy orchestrace“ říká, že podtextová řada „může sloužit jako průvodce orchestrálním uspořádáním akordů“. Rimsky-Korsakov poté předvádí, jak vyjádřit triádu C dur podle řady podtónů, pomocí particionů 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11 a 15.

Ve 20. století vedlo vystavení nezápadní hudbě a další vědecké akustické objevy některé západní skladatele k prozkoumání alternativních ladících systémů. Harry Partch například navrhl ladicí systém, který rozděluje oktávu na 43 tónů, přičemž každý tón vychází ze série podtónů. Hudba Bena Johnstona využívá mnoho různých ladicích systémů, včetně jeho Smyčcového kvarteta č. 5, které rozděluje oktávu na více než 100 tónů.

Spektrální hudba je žánr vyvinutý Gérardem Griseym a Tristanem Murailem v 70. a 80. letech minulého století pod záštitou IRCAM . Spektrální hudba se obecně zabývá rezonancí a akustikou jako kompozičními prvky. Například v Griseyově klíčovém díle Partiels použil skladatel sonogram k analýze skutečných zvukových charakteristik nejnižší noty na tenorovém pozoun (E2). Analýza odhalila, které podtóny byly z tohoto zvuku nejvýraznější , a Partiels byl poté složen kolem analýzy. Dalším klíčovým spektrálním dílem je Gondwana pro orchestr Tristana Murailu . Tato práce začíná spektrální analýzou zvonu a postupně ji transformuje do spektrální analýzy dechového nástroje. Mezi další spektralisty a post-spektralisty patří Jonathan Harvey , Kaija Saariaho a Georg Friedrich Haas .

John Luther Adams je známý svým rozsáhlým používáním série podtextů a také svou tendencí umožňovat hudebníkům vytvářet vlastní seskupení a hrát svým vlastním tempem, aby změnili zvukový zážitek. Například jeho skladbu Sila: The Breath of the World může hrát 16 až 80 hudebníků a jsou rozděleni do vlastních skupin. Dílo je zasazeno do šestnácti „harmonických mraků“, které jsou založeny na prvních šestnácti podtónech nízkého B-flatu. Dalším příkladem je dílo Johna Luthera Adama Všechno, co povstává , které vyrostlo z jeho díla Sila: Dech světa . Everything That Rises je skladbou pro smyčcové kvarteto, která má šestnáct harmonických mraků, které jsou postaveny na základním tónu (C0)

Viz také

• Kombinovaný tón
• Harmonický
• Jen intonace
• Mersennovy zákony
• Pásmo podtónu (ve vibrační spektroskopii)
• Měřítko harmonických
• Natažená oktáva
• Podtónová řada
• Xenharmonická hudba

Reference

externí odkazy

• Podtóny, parciály a harmonické ze základní frekvence
• Timbre: The Color of Music