Sunetul

I. Cum se formeaza sunetul ?

Notiunea de sunet este de natura fiziologica, acesteia corespunzandu-i, din punct de vedere fizic vibratiile corpului. Acestea, cu ajutorul mediului inconjurator, ajung la urechea omului si, implicit, la timpan. Organul transmite excitatia mai departe nervului acustic, care o comunica apoi creierului, unde se transforma in senzatia sonora denumita sunet.

In natura se observa de multe ori miscari de un fel special, numite, in fizica, miscari periodice sau oscilatorii. Sunetul este unul din formele miscarii oscilatorii. Exista multe aparate care servesc la demonstrarea miscarii oscilatorii, unul dintre ele fiind Inregistratorul de miscari oscilatorii.

Oscilatia este dubla sau completa atunci cand deplasarea pendulului din figura se face simetric in ambele sensuri le starii de repaus:

B→C→B→D→B

-oscilatie completa

Oscilatia se considera vibratie numai atunci cand perioada in care se produce este foarte scurta, deoarece numai atunci se obtin frecvente sonore mai mari, audibile omului (aproximativ 16,5-20000 de Hz). Prin frecventa se intelege numarul de vibratii produs intr-o secunda. Ea se masoara in herzi (Hz), un herz fiind egal cu o vibratie dubla pe secunda (nota Do are 264 Hz). Intre 16,5Hz si 20000Hz se cuprind sunetele din domeniul uman de audibilitate. Vibratiile cu o frecventa inferioara domeniului de audibilitate se numesc infrasonore sau infrasunete, iar cele cu o frecventa superioara domeniului de audibilitate ultrasonore sau ultrasunete.

Din punct de vedere stiintific, prin sunet intelegem doua fenomene:

- fenomenul fizic ce se produce in natura, in mod obiectiv, ca rezultat al corpurilor sonore;

- fenomenul fiziologic sau senzatia sonora, de natura subiectiva, pe care fenomenul fizic din natura il produce asupra omului.

Urmand acest criteriu, in acustica, studiul sunetului se face din doua puncte de vedere:

acustica fizica studiaza vibratiile corpurilor sonore, precum si mecanica producerii si propagarii lor;

acustica fiziologica studiaza actiunea undelor asupra organului auditiv, transmiterea impresiilor la creier si transformarea lor in senzatii sonore.

Ce este sunetul? Sunetul, ca fenomen fizic, este produsul vibratiilor repezi ale corpurilor elastice, fie ele solide (metalul, lemnul, sticla, diferite membrane), fie lichide (apa) sau gazoase (coloanele de aer). Vibratia sau miscarea vibratorie, care sta la baza oricarui sunet, trebuie inteleasa ca o oscilatie pe care un corp sonor, datorita elasticitatii, o executa in jurul pozitiei sale de repaus. Acesta este mecanismul de producere a sunetului.

II. Propagarea sunetului

Propagarea sunetului in mediu. Vibratiile produse de un corp sonor oarecare se propaga (se transmit) in atmosfera in toate directiile, punand in miscare moleculele de aer vecine. Acestea, la randul lor produc mai departe fenomenul, facand sa vibreze alte si alte molecule de aer. In acest fel se formeaza o serie de straturi de aer alternativ, condensate si rarefiate, care se numesc unde. Deoarece miscarea undelor sonore se face in toate directiile si cu aceeasi viteza, acestea au forma sferica (unde sferice), asemanatoare cercurilor concentrice produse de o piatra aruncata pe suprafata unei ape linistite. In centru se gaseste corpul care vibreaza:

Propagandu-se in mediul inconjurator, acesta transmite vibratiile sub forma de unde sonore pana la organul nostru auditiv. Acest mediu este de obicei gazos (aer) dar el poate fi si lichid (apa) sau solid (pamantul, lemnul, metalul etc.).

Propagarea sunetelor se face cu atat mai bine cu cat    mediul prin care se transmit undele sonore este mai dens. Vibratiile sonore se propaga in aer cu o viteza de 340m/s, in apa cu o viteza de 1440m/s, iar in mediul solid cu o viteza de 3000-5000m/s.

In vid, sunetele nu se propaga. Sunetul se transmite prin miscarea oscilatorie a particulelor de aer. Desi aerul este invizibil se poate construi un aparat care ilustreaza acest fenomen.

III. Calitatile sunetului

Se numesc calitati sau insusiri ale sunetului musical acele elemente pe baza carora un sunet se distinge fata de alt sunet. Sunetul musical are patru calitati: inaltime, durata, intensitate si timbru.

gomotul (sunetul nemuzical), fiind produs de vibratii neregulate si neperiodice, are inaltimea permanent variabila si nu poate fi precizata. Ca atare zgomotului i se atribuie trei calitati: durata, intensitate si timbru.

Inaltimea sunetului

Calitatea sunetului de a fi mai acut sau mai grav, in scara sonora, se numeste inaltime.

Ea se datoreste frecventei vibratiilor, adica numarului de vibratii produs intr-o secunda. Cu cat frecventa este mai mare, cu atat sunetul este mai acut , iar cu cat frecventa este mai mica, cu atat sunetul este mai grav.

Cand doua sunete au aceeasi frecventa, ele sunt de aceeasi inaltime, se aud la unison. Gratie acestei proprietati, toate sunetele musicale pot fi asezate intr-o ordine succesiva, de la cel mai grav la cel mai acut, formand scara sonora.

Fiecare sunet muzical este produs de un numar précis de vibratii. Conform standardizarii acustice din tara noastra (1.X.1951) sunetul la sau la din octava intai, de exemplu, este produs de 440 de vibratii duble sau 880 de vibratii simple pe secunda.

Ideea de a se ajunge la o standardizare acustica s-a impus datorita faptului ca - inca de pe timpul lui Mozart si Bach - muzicienii intampinau dificultati deosebite in interpretare, din cauza acordajului neuniform al instrumentelor. Drept rezultat, pe plan international s-a ajuns la o conventie acustico-muzicala, care a stability: la = 435 Hz. Acest acordaj, in anii din urma, sub influenta impri-marilor pe discuri si a radioului, a fost usor urcat stabilindu-se la = 440 Hz.

Inaltimea, insusire de natura fiziologica a sunetelor, intereseaza arta muzicala in cel mai inalt grad, intrucat din sunete de diferite inaltimi, asociate cu ritmul, ia nastere unul dintre principalele elemente ale muzicii si anume "melodia".

Durata

Calitatea sunetului de a se produce intr-o fractiune mai mare sau mai mica de timp se numeste durata. Ea depinde de continuitatea vibratiilor, adica de fragmentul de timp care trece din momentul producerii unui sunet si pana la completa sa disparitie.

Exista deci sunete de durate mai mari si sunete de durate mai mici.

Durata, insusire prin excelenta muzicala, duce la ideea desfasurarii sunetelor in timp, la ideea de ritm, un alt element deosebit de puternic al expresiei muzicale. Intr-adevar, raportul ce se stabileste intre diferitele durate in opera de arta da nastere ritmului.

Intensitatea sunetului

Calitatea sunetului de a fi mai tare sau mai slab, ca rezultat al unui volum de energie mai mare sau mai mic ce insoteste vibratiile se numeste intensitate. Aceasta insusire de natura fizica a sunetului isi are corespondentul fiziologic in senzatia de forta pe care un sunet o produce asupra noastra si care se numeste tarie.

Stiinta a dovedit ca intensitatea sunetului depinde de amplitudinea sau largimea vibratiilor, in mod direct proportional : cu cat amplitudinea este mai mare, cu atat si intensitatea este mai mare si cu cat amplitudinea este mai mica,cu atat intensitatea este mai mica.

Intensitatea sunetelor se studiaza in acustica atat din punct de vedere fizic, cat si fiziologic. Intensitatea fizica este cea proprie corpului care vibreaza, iar intensitatea fiziologica sau auditiva este intensitatea cu care auzim vibratia; aceasta din urma intereseaza mai mult muzica.

Din cauza mediului care desparte urechea de corpul producator de sunete, intensitatea fiziolo-gica este intotdeauna mai mica decat cea fizica. Un numar de 20 de viori, de exemplu, nu va produce niciodata un sunet de 20 de ori mai puternic decat cel produs de o singura vioara. In aceasta isi are explicatia si faptul ca o vioara solo poate sa se auda distinct in mijlocul unei orchestre.

Intensitatea sunetelor isi gaseste in muzica o larga aplicare, in special in domeniul interpretarii operelor de arta, unde indeplineste un rol covarsitor.

Melodia fara folosirea anumitor schimbari de intensitate, fara accente, pierde din valoarea ei expresiva, devine monotona si, la urma urmei, cu greu inteleasa.

Folosirea cu maiestrie a intensitatii sonore este o adevarata arta in mana interpretilor: dirijori, instrumentisti si cantareti.

Timbrul sunetului

Calitatea sau insusirea care sa se distinga un sunet dupa sursa care l-a produs se numeste timbru.

Datorita acestei insusiri, sunetele se deosebesc unul de altul chiar daca sunt de aceeasi inaltime, durata si intensitate.

Fiecare instrument sau agent sonor isi are timbrul sau propriu, la voce, el fiind evident chiar si in vorbire.

Varietatea de timbru a diferitelor corpuri sonore, care la inceput se rezuma numai la cea data de vocile omenesti, a dus la inventarea si perfectionarea a numeroase instrumente musicale.

Nota: Unii teoreticieni acorda sunetelor muzicale o a cincea insusire, pe care o numesc densitate. Aceasta calitate a sunetelor, care pana in present nu a fost dovedita pe cale stiintifica, s-ar datora materialului diferit din care sunt construite corpurile sonore, in special instrumentele.

La aceasta concluzie s-a ajuns pornindu-se de la constatarea ca exista instrumente ale caror sunete se pierd repede in salile mari, pe cand la altele, nu in aceeasi masura. Sunetele trompetei, spre exemplu, oricat de puternice ar fi, se sting mai repede decat cele ale flautului, desi primul instrument emite sunete mult mai puternice decat cel de-al doilea.

Ar fi vorba in acest caz de sunete cu densitati diferite, cele cu densitatea mai mica stingandu-se mai repede decat cele cu densitate mai mare.

Toate consideratiile de aceasta natura sunt insa ipotetice si nu si-au dobandit inca o confirmare stiintifica.

IV. Instrumente muzicale

Instrumente de percutie

Toba mare a fost la origine un vas pentru gatit, acoperit cu o piele intinsa, tensionata. Tobele mari moderne, numite timpane, pot genera o gama larga de note. Prin apasarea unei pedale, tensiunea din membrana tobei este modificata, iar aceasta duce la schimbarea tonalitatii sunetului emis.

Clopotele sunt facute din metale dense si grele care vibreaza o perioada relativ lunga de timp dupa ce sunt lovite. Clopotele mari nu sunt deloc practice pentru folosirea in cadrul unei orchestre, asa ca in locul lor sunt folosite instrumente mai usoare, cum ar fi talgerele sau tuburile.

Talgerele sunt obtinute din alama prin forjare, strunjire si prin lovire cu ciocanul pentru a reda un sunet de calitatea si durata dorita. Aceste instrumente produc simultan ata de multe vibratii sonore incat nu au o tonalitate bine definite.

Instrumente de suflat

Aceste instrumente se impart in doua categorii: fluiere si instrumente cu ancie. Pentru a canta

la un fluier de orchestra modern, muzicianul sufla printr-o gaura situata langa capatul cel mai apropiat al tubului, directionand cu precizie aerul cu ajutorul buzelor. Cu cat se sufla mai puternic, cu atat frecventa vibratiilor produse creste. Fluierul are sase sau sapte gauri care pot fi descoperite sau acope-rite cu degetele, obtinandu-se un anumit numar de note. Cand o gaura este descoperita, lungimea efectiva a coloanei de aer care vibreaza este redusa si se obtine o nota de o tonalitate mai inalta.

Alte instrumente de suflat au la baza un principiu de functionare diferit. Suflul instrumentistu-lui face ca ancia sa vibreze, aceasta producand vibratii ale coloanei de aer din instrument. Combinatia dintre o ancie vibranta si un cilindru de lemn scobit a dat nastere unei noi familii de instrumente cu ancie, din care fac parte clarinetul, fagotul si oboiul.

Saxofonul a fost inventat in secolul al XIX-lea de catre Adolph Sax. Desi facut din alama, saxofonul este de obicei mentionat alaturi de instrumentele de suflat din lemn. Este foarte des intalnit la trupele de jazz si in formatiile de muzica pop.

3. Instrumente cu coarde

Cand o coarda intinsa este facuta sa vibreze, ia nastere imediat si o unda stationara.Tonalitatea notei produse depinde de lungimea corzii si de tensiunea acesteia. Cand un muzician canta la un astfel de instrument, el preseaza corzile pe o tastiera, ca sa le scurteze lungimea efectiva si sa creasca astfel tonalitatea notei obtinute. Apasand o coarda la jumatatea lungimii ei, se obtine o frecventa de vibratie de doua ori mai mare decat cea a intregii corzi, adica o octava mai inalta decat frecventa fundamentala a corzii.

Ca sa poata fi auzit, sunetul produs de o coarda trebuie amplificat. Aceasta se face de obicei cu ajutorul unei cutii de lemn, numita cutie de rezonanta si care formeaza corpul instrumentului. In fami-lia viorilor moderne, care include vioara, viola, violoncelul si contrabasul, de-a lungul instrumentului sunt intinse patru corzi, care sunt inaltate deasupra cutiei de rezonanta cu ajutorul unei punti. Puntea transmite vibratiile corzilor cutiei de rezonanta.

4. Instrumente cu bare

Din aceasta categorie fac parte: chitara, banjo, mandolina, cobza, balalaika si alte instrumente

asemanatoare. Toate acestea au pe tastiera o serie de elemente de metal proeminente numite bare, care faciliteaza foarte mult obtinerea notei dorite. Muzicianul trebuie doar sa preseze coarda, in oricare punct aflat intre doua bare successive si lungimea vibranta a corzii se va reduce.

In anii '30, chitaristii din formatiile de muzica de dans sau cei din band-urile de jazz auince-put sa amplifice sunetele produse de instrumentele lor, pentru ca aceasta sa poata fi auzite mult mai usor. Un traducator electro-magnetic, amplasat in spatele corzilor, produce semnale electrice care pot fi amplificate si reproduse la volumul dorit intr-un difuzor. Multe dintre chitarile electrice moderne sunt special construite pentru a obtine acest effect. In cazul lor, corpul chitarii nu mai are rol de cutie de rezonanta, deci poate fi construit din material masiv.

Instrumente cu clape

Din punct de vedere mecanic, instrumentele cu clape sunt mai complexe decat alte instrumen-te musicale. Predecesorul pianului, clavecinul, avea niste dispozitive numite plectre, care actionate cu ajutorul claviturii ciupeau corzile. Acest instrument nu permitea variatii ale volumului.

Insa cand o clapa de pian este apasata, un ciocanel invelit in pasla loveste o coarda. Viteza de deplasare a ciocanelului este controlata de forta cu care muzicianul apasa pe clapa. Aceasta permite controlul volumului, si de aceea instrumentul se numeste pianoforte, ceea ce inseamna "incet-tare".

Orga cu tburi este un instrument cu aer, actionat cu ajutorul unei claviaturi si al unor pedale. Fluxul de aer, sau "vantul", este produs printr-o actiune mecanica si directionat catre tubul dorit prin intermediul unor valve. Initial, fluxul de aer era asigurat de catre ucenici cu ajutorul unor foale, dar in prezent se folosesc pompe de aer electrice.

Orga electronica imita sunetele produse de orga cu tuburi, folosind generatoare electronice de ton si amplificatoare. De aici a luat nastere sintetizatorul, care poate imita oricare alt instrument sau poate crea sunete cu totul noi, originale.

V. Importanta sunetului

Sunetul a avut si are o importanta covarsitoare in societatea umana de la inceputuri si in cea de astazi. In aceasta sunetul este o parte componenta. Nu exista obiect material care sa nu produca sunete.

Oamenii au invatat sa foloseasca sunetele atat in creatie (pentru placerea lor), cat si in viata de zi cu zi.

Inca din antichitate, oamenii au incercat sa dezlege tainele acestui fenomen prin cantecele lor. Poate cele mai faimoase opere ale acestui timp sunt Iliada si Odiseea de Homer. Apoi s-a continuat cu Bach, Mozart, Beethoven si multi alti artisti ale caror opere muzicale se aud si astazi.

Sunetele intra in aproape toate aspectele vietii omului. Desi este un lucru care nu se simte, societatea ar fi cu totul diferita, inimaginabila, fara sunete.