Статья: Физика музыкальных инструментов

Физика клавишных музыкальных инструментов _________________________ Музыка очень многогранна. Это целый мир звуков: тиканье часов и гул моторов, шелест   листьев   и   завывание   ветра,   пение птиц и голоса людей. Испокон веков наша земля   была   гигантской   музыкальной мастерской   и   концертной   эстрадой.   В любой глуши человек пел, играл, выделывал то,   что   свистит,   гудит,   гремит.   Это   было нужно   как   воздух,   ибо   музыка   помогала ему в труде, украшала радость, облегчала печаль.   роднила,   Музыка   сближала, объединяла   людей.   Она   всюду.   Без   неё нельзя. По старинным верованиям, музыка не   только   услада,   но   и   причина   событий. Она   способна   вызвать   солнце   и   утопитьхлеб в дождях.  Но   что   же   издаёт   музыку?   Это множество   музыкальных   инструментов.   Я решила остановиться на клавишных, потому красочным что обладают они       которое многообразием   позволяет особенно ярко воплощать любые звучания,   образы   –   от   картин   природы   и   событий общественной   жизни   до   тончайших оттенков человеческих переживаний. Но не только   это   заинтересовало   меня   в клавишных   инструментах,   было   интересно разобраться   в   их   устройстве,   в   истории происхождения, в том, как они возникли и совершенствовались. Действительно,   сейчас,   например,   на   фортепиано   играет почти каждый третий ученик. Но вряд ли кто­то   из   них   хотя   бы   раз   задумывался, почему   при   нажатие   клавиши   возникает звук и откуда он вообще берётся. А ведьпри   нажатии   только   одной   клавиши,   тем более   во   время   исполнения   какого­либо внутри   инструмента произведения,   происходит   множество   процессов,   сотни процессов,   которые   напрямую   связаны   с физикой.   Именно   поэтому   я   решила рассмотреть   устройство   фортепиано   с точки   зрения   физики.   Тем   более,   что   я занималась и училась игре на фортепиано, что более  привлекло  меня  к  этой работе. Таким   образом,   я   поставила   перед   собой цель: Разобраться   в   физических   основах действия   клавишных   инструментов.   И исследовать   при   помощи   компьютера характеристики звуков фортепиано. 1. Изучить   историю   возникновения клавишных инструментов. 2. Разобраться   в   понятиях   звук   и музыкальный звук.3. Разобраться   в   характеристиках музыкального   звука   и   исследовать   их   на   с   помощью   фортепиано   и опытах, компьютера.1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1.1. Клавишные музыкальные инструменты Клавикорд Клавикорд  —   это   самый   первый   Дословно инструмент. клавишный   перевести   это   название   можно   как   История   первого клавишеструнник. клавишеструнника   началась   в   ХI   в.   с инструмента   со   странным   названием английская   шахматная   доска.   Сведений   о нем   сохранилось   очень   мало,   в   основном догадки   и   предположения.   Одни   считают, что   на   крышке   инструмента   была   чтобы изображена   шахматная   доска, использовать   его   не   только   для музицирования.   Другие   предполагают,   что чередование   коротеньких   черных   и   белыхклавиш   напоминало   клетки   шахматной доски,   а   третьи   высказывают   мнение,   что произошла путаница в словах, одно слово с течением   времени   стали   принимать   за другое, и понятие шахматная имело раньше другой   смысл,   никак   не   относящийся   к шахматам. Как   была   устроена   английская шахматная доска? Точно этого не знает ни кто.   Одни   считают,   что   этот   инструмент был   конструктивно   не   слишком   удачен, поэтому   он   и   уступил   место   клавикорду. Другие   полагают,   что   неудачным   было только   мнения,   будем   считать   клавикорд первым   клавишеструнником.   Это   был действительно   замечательный   инструмент, чрезвычайно   простой   и   в   то   же   время обладающий звучанием.   нежным   серебристым   Несколько   столетий   он услаждал   слух   людей   самых   разныхсословий.   Уже   появился   клавесин,   еще позже — фортепиано, а клавикорд все еще   и   многие выдерживал   конкуренцию, предпочитали   слушать   его,   настолько завораживающими были звуки.  Давайте проследим его историю. Итак, к   одному   из   многострунников,   потомков монохорда,   приспособили   клавишный механизм.   Его   устройство   было   очень простым.   К   концу   каждой   клавиши крепился вертикальный латунный стержень — тангент. Его верхний конец поднимался, ударяя   по   струне   снизу,   и   оставался прижатым к ней все время, пока клавиша была   нажата.   Стоило   музыканту   поднять палец,   как   тангент   своим   весом   опускал клавишу,   и   она   занимала   первоначальное положение. Струна   расположена   над   ним.   Если нажать   клавишу,   тангент   поднимается   иударит по струне. Все струны клавикорда поначалу были совершенно   одинаковыми   я   даже настраивались   одинаково.   А   разные   звуки от   разных   клавиш   получались   вот   как. Тангент,   извлекая   звуки,   одновременно делил струну на две части — звучащую и не звучащую.   Звучащая   часть,   естественно, оставалась   свободной,   а   не   звучащая приглушалась.   Соотношение   этих   частей при   нажатии   разных   клавиш   было неодинаковым, поэтому и звуки получались разными   по   высоте:   чем   короче   звучащая часть, тем выше звук. Механизм   приглушения   частей   струн, которые не должны были звучать, был очень простым. После настройки ту часть струны, которая не должна была звучать, оплетали вблизи   конца   суконной   полоской   или другим приглушающим материалом. Когдапланка опускалась, и тангент отделился от струны, глушитель сразу же действовал по всей длине струны, и она смолкала. Мастера, которые строили клавикорды, шли на некоторую хитрость: использовали одну   струну   для   двух   или   трех   клавиш: тангенты этих клавиш ударили ее в разных местах,   и   звуки   получались   разными.   Так удавалось делать клавикорд компактнее — в нем было вдвое или даже втрое меньше струн,   чем   в   клавесине.   Клавикорд   — инструмент многоголосный, т.е. способный несколько одновременно издавать     различных звуков. Но если каждая струна предназначена   для   трех   клавиш,   то   при одной   нажатой   две   другие   обречены   на бездействие. В   старинных   клавикордах   каждая струна   была   рассчитана   на   несколько звуков;   в   данном   случае   –   на   три.   Нанижнем рисунке нажата средняя клавиша из трёх. Если нажать левую клавишу, звучащая часть струны будет длинее, а значит, звук ниже.   При   нажатии   правой   клавиши   звук будет выше. Многоголосие   получалось   не   вполне свободным. И в конце XVII в. стали делать клавикорды,  в  которых   число   струн  было равно   числу   клавиш.   Поскольку   каждая клавиша   управляла   теперь   собственной возможность струной, появилась     варьировать   в   одном   инструменте   длину, толщину и материал струны, подбирать для каждого звука наиболее подходящие. Здесь   уместно   коротко   рассказать   об   Первые   струны, истории   струны. появившиеся   еще   в   каменном   веке,   не отличались от тетивы лука. Они делались из древесного   волокна,   жил   и   волоса животных.   Когда   люди   научилисьвыделывать шелк, этот достаточно прочный и   эластичный   материал   тоже   стал использоваться   для   изготовления   струн. Шелковые   струны   звучали   тихо,   но приятно. Металлические   струны   сначала   были медными   и   латунными.   Их   нельзя   было сильно натягивать, потому что они рвались. А   звук   слабо   натянутых   струн   был   очень негромким   и   быстро   затухал.   И   только   в XVII  в.   научились   производить   стальные струны.   Потом   некоторые   из   них   стали обвивать латунной или медной канителью, что делало толстую струну более упругой, увеличивало   длительность   звучания   и улучшало тембр. На   первых   клавикордах устанавливались   латунные   струны,   позже появились стальные. Внешне   клавикорд   представлял   собойневысокий   ящик,   который   музыкант   во время   игры   ставил   на   колени.   Потом   его стали   устанавливать   на   столе   или   на специальной   подставке.   А   еще   позже инструмент  обрел собственные  ножки.  Но до   самого   последнего   времени   его существования   можно   было   встретить клавикорды очень разных размеров. Самые маленькие   были   величиной   с   книгу.   Они обладали диапазоном в одну октаву, и этого хватало для несложных мелодий. Большие инструменты имели обширный диапазон — до   четырех   с   половиной   октав.   Все инструменты   украшались   росписью, инкрустацией   или   ажурной   резьбой, мозаичным орнаментом. От   последующих   клавишно­струнных инструментов   клавикорд   отличался главным образом своим звучанием. И еще одним: музыкант не терял связи со струнойпосле   того,   как   клавиша   была   нажата. Можно было еще чуть покачать ее, отчего тангент   скользил   по   звучащей   струне, придавал ее голосу вибрирующий оттенок, можно   было   ослабить   нажатие   и   вновь нажать сильнее — от этого тоже менялся характер   звучания.   Ни   клавесин,   ни фортепиано   такой   возможности   не предоставляют. Может быть, и был бы жив клавикорд до сих пор, если бы не слишком тихий звук. Тут   он   не   выдерживал   конкуренции   ни   с клавесином,   ни   тем   более   с   фортепиано, хотя   довольно   долго   еще   продолжал существовать   бок   о   бок   со   своими   более молодыми   собратьями.   Сейчас   клавикорд можно   увидеть   лишь,   в   музее,   но   там   не только   играть,   но   и   прикасаться   к   нему нельзя.   Надежда   услышать   его   все   же остается. Возвращается в концертные залыклавесин, мы вновь услышали лютню, и уже делаются   попытки   вернуть   клавикорд, чтобы исполнить произведения, написанные специально для него. Клавесин Уже на первых порах, в XV—ХVI  вв., клавесин сильно отличался от клавикорда. Вместо   латунных   тангентов   мастера установили   на   задних   концах   клавиш вертикальные   деревянные   брусочки   с перышками   вверху.   Перышки   заставляли звучать струну уже не ударом, а щипком. Инструмент   стал   обладателем   более громкого   голоса,   изменился   и   характер звучания.   Каждая   клавиша   имела собственную струну! Правда,   первые   клавесины   были несовершенными,   мало­помалу отчетливо   выявилось   их   основное но   преимущество: возможность музицированияв   большом   зале.   В   ХV  в.   клавесин   уже широко   распространился   во   многих европейских   странах.   Но   еще   лет   двести после этого вокруг клавесина и клавикорда разгоралась   ожесточенные   споры.   Одни считали,   что   клавесин   по   сравнению   с клавикордом суховат и грубоват, что он не дает   музыканту   возможности   играть выразительно   и   показать   все   свое искусство.   Другие   говорили,   что   будущее все­таки   за   клавесином.   И   те,   и   другие имели   серьезные   основания   для   своих утверждений. Сколько   бы   ни   говорили   триста   лет назад   о   скорой   гибели   клавикорда,   а   он выпускался еще в начале ХХ в. Сколько бы ни говорили о том, что клавесин никак не заменит   клавикорд,   а   он   стал   одним   из важнейших явлений музыкальной культуры. Правда,   пути   этих   двух   инструментовразошлись.   Клавесин   стал   в   основном концертным   инструментом,   его   жизнь изобиловала событиями, после которых он улучшался, совершеннее.   обновлялся,   становился Струна   в   клавесине   после   щипка звучала   вся   целиком,   не   делясь,   как   в клавикорде, на рабочую и нерабочую части. На   первых   клавесинах   устанавливались жильные   струны, стальные.   позже   появились Обладал   клавесин   совершенно   новым клавикордом   сравнению   с   по конструктивным   элементом   —   гибкой деревянной   декой,   которая,   резонируя, усиливала   и   облагораживала   звучание струн.   Уже   потом   деку   переняли   у клавесина и некоторые клавикорды. Много   экспериментировали   мастера   с перышками,   которые   заставляли   звучатьструну.   Сперва   это   были   перышки   в буквальном   смысле;   заточенные   кусочки стволов вороньих или индюшачьих перьев. Потом   перышки   стали   делать   из   кожи,   а еще   позже   —   из   латунных   и   стальных пластинок.   Характер   звуков   получался другим, а кроме того, инструмент стал не таким   капризным:   ствол   вороньего   пера, как   и   пера   любой   другой   птицы,   очень быстро портился от столь несвойственной ему   работы,   кожаные   перышки   держались гораздо   дольше,   а   металлические   и   вовсе почти не изнашивались. Совершенствовалась   и   конструкция деревянного брусочка, заменявшего тангент клавикорда.   Сверху   он   стал   оснащаться глутпителем, который в момент отпускания клавиши ложился на струну и прекращал ее колебания. Мастера продумали и обратный ход перышка: оно с помощью специальногоприспособления легко огибало струну и не вызывало двойного звука. Немало потрудились мастера над тем, чтобы   заставить   инструмент   звучать сильнее.   Стали   ставить   двойные,   затем тройные,   даже   четверные   струны   для каждой клавиши. Как и клавикорды, клавесины делались самых   разных   размеров.   В   больших инструментах   неодинаковая   длина   струн диктовала и форму корпуса — инструмент все   больше   становился   похожим   на современный рояль. А в малых клавесинах, располагающих   двумя­тремя октавами,   разница   длин   струн   была   не всего   такой   большой,   и   корпус   оставался прямоугольным.   Правда,   эти   клавесины были   маленькими   только   по   сравнению   с полными   концертными   инструментами,   а сами, в свою очередь, казались великанамирядом с крошечными клавесинами, которые оформлялись   в   виде   шкатулок,   ларцов, книг. Но иногда мастера не прибегали ни к каким   ухищрениям,   а   делали   просто маленькие   инструменты.   Диапазон   их обычно не превышал полторы октавы. Прыгун   клавесина   с   медиатором   и глушителем.   А   –   клавиша   не   нажата, глушитель   лежит   на   струне.   Б   –   нажатая клавиша   подтолкнула   прыгун   кверху, медиатор по дороге защипнул струну, она зазвучала.   В   –   клавиша   отпущена,   прыгун опускается   на   место.   Медиатор   снова касается   струны,   но   теперь   уже   не защипывает   её,   а   плавно   огибает,   т.   к.   прыгуна   легко подвижную   часть отклоняется струнной. Г – прыгун стал на своё   место,   глушитель   лёг   на   струну, пружина   возвратила   медиатор   в   исходное положение.Большие   же   клавесины   становились еще   больше   в   результате   постоянных мастеров. исканий музыкальных     Убедившись,   что   струны   и   перышки   из разных   материалов   дают   разный   тембр, клавесинные мастера пытались совместить все   находки   в   одном   инструменте.   Так появились   клавесины   с   двумя,   тремя клавиатурами,   расположенными   одна   над другой.   Каждая   из   них   управляла   своим   Иногда   клавиатура набором   струн.   но   специальными оставалась   одна, рычагами переключалась на разные наборы струн. Один набор мог состоять из жильных струн   другой   —   из   стальных   одинарных, третий   —   из   стальных   сдвоенных   или строенных.   Так   вносили   разнообразие   в тембр. История   сохранила   сведения   об уникальных   инструментах.   Итальянскийкомпозитор и теоретик музыки Вичентано, например, сконструировал клавесин вообще без   клавиатуры!   Интересный   инструмент построили амстердамские мастера. Как бы в противовес спорам между сторонниками клавесина   и   клавикорда   они   объединили эти   два   инструмента   в   одном   корпусе.     Справа клавиатура клавикорда,   слева   —   клавесина.   Один размещалась музыкант мог чередовать в своей практике оба   инструмента,   но   можно   было   сесть вдвоем и сыграть дуэтом на клавикорде и клавесине. (Позже точно так же был создан инструмент,   объединяющий   клавесин   и фортепиано.) Но   как   ни   старались   мастера,   они   не могли   преодолеть   основной   недостаток клавесина   —   его   однообразное   по громкости   звучание.   Громкость   звука зависела не от того, с какой силой музыкантударял пальцем по клавише, а от упругости     струну. перышка, Искусные   музыканты   могли   взять   звук защипывающего чуть­чуть   тише,   но   такой   небольшой разницы   в   силе   звучания   уже   не   хватало. Были   скованы   и   композиторы.   В   нотах музыкальных   пьес,   предназначенных   для клавесина,   они   не   могли   указать "фортиссимо",   т.е.   "очень   громко",   т.к. звали,   что   громче   какого­то   среднего уровня   клавесин   звучать   не   может.   Не могли   указать   "пиано"   и   тем   более "пианиссимо",   те.   "тихо"   и   "очень   тихо", т.к.   знали,   что   на   такие   нюансы   этот инструмент   тоже   не   способен.   Клавесины снабжались   двумя   и   даже   тремя клавиатурами   и   комплектами   струн, разными и по тембру, и по громкости, так что два разных музыкальных предложения можно   было   играть   с   различнойгромкостью,   однако   внутри   предложения звуки были однообразными. Фортепиано. История возникновения Назревала   идея   нового   инструмента, который   сохранил   бы   все   достоинства клавесина,   а   точнее,   клавишеструнника вообще,   но   вдобавок   стал   бы   более послушен   то   энергичным,   то   мягким движениям   пальцев   музыканта.   Иначе говоря, мог бы как угодно гибко звучать и "форте", и "пиано". Стоит ли удивляться, что новый инструмент, воплотивший в себе эту главную идею, так и стал называться — фортепиано? Однако   сразу   надо   сказать,   что полностью задача, которая была поставлена старыми мастерами, не решена до сих пор. Да,   родился   новый   клавишеструнник,   но это   был   другой   инструмент,   в   тембре звучания которого инструмент, к которомунужно было привыкать заново. Обычно   историю   фортепиано   выводят по   такой   простой   схеме:   клавикорд   — клавесин   —   фортепиано.   Но   эта   схема говорит   больше   о   возрасте   каждого клавишеструнника.   действительно,   раньше всех появился клавикорд, потом клавесин, а   самый   молодой   инструмент   — фортепиано.   Однако,   если   мы   отбросим хронологию   и   примем   во   внимание   который устройство   главного   узла, передает механическое движение с клавиши   что на   струну,   то   убедимся, предшественником   фортепиано   был   не клавесин,   а   клавикорд.   В   клавикорде   и фортепиано происходит удар по струне, а в клавесине   струна   защипывается.   Правда, этот главный узел стал в фортепиано очень сложным,   никак   не   похожим   на   тангент клавикорда,   но   принцип   остался   прежним— удар по струне. Поэтому и клавикорд, и фортепиано   можно   классифицировать   как струнно­клавишно­ударный   инструмент,   а клавесин   —   как   струнно­клавишно­ щипковый. Изобретение   фортепиано   принято связывать   с   именем   флорентийца Бартоломео   Кристофори.   Но   когда   идея носится   в   воздухе,   ее   воплощают   почти одновременно и независимо друг от друга   Так   случилось   и   с разные   люди. фортепиано.   Во   Франции   Жан   Мариус,   в Германии Готлиб Шрётер предложили свои конструкции нового инструмента. Первые   инструменты   были   настолько несовершенными,   что   о   немедленном   и безоговорочном   их   признании   не   могло быть   и   речи   Жан   Марнус,   например,   не предусмотрел   глушители   для   струн,   и   во время игры звучание сливалось в сплошнойгул.   У   инструмента   Шрётера   все   было наоборот: струны заглушались так быстро, что   не   получалась   певучая   мелодия. Инструмент   Кристофори   оказался   более   был удачным,   и   публике   да продемонстрирован раньше.  Бартоломео   Кристофори   работал хранителем   в   реставратором   музея музыкальных   инструментов   во   дворце флорентийского герцога Медичи. Однажды гостям  герцога  объявили,   что их ожидает   изобретенное   Кристофори сюрприз: фортепиано.   Но   ожидаемой   радости   не получилось.   Фортепиано   гостям   не понравилось   —   его   звучание   показалось чересчур   грубым   по   сравнению   с клавикордам   и   клавесином.   Вряд   ли   кто­ нибудь   из   гостей   мог   предположить,   что присутствует   при   рождении   инструмента, которому   уготовано   столь   блестящеебудущее. Не   будем   обвинять   вельможных визитеров   герцога   в   отсутствии   вкуса.   Звучание первого продемонстрированного     фортепиано, 1709 г.,   в   Хотя действительно   было   грубым. инструмент   был   способен   даже   в   одной музыкальной   фразе   издавать   то   очень тихие, то громкие звуки, сами звуки были маловыразительными.   Поэтому   в   Италии эксперимент так и остался экспериментом. Фортепиано   было   забыто   здесь   на   многие десятилетия, да и потом с большим трудом обретало популярность. Больше повезло новому инструменту в Германии.   Музыкальный   мастер   Готфрид   державший   в   Дрездене Зильберман, клавесинную производство   фабрику,     фортепиано. наладил   Эти инструменты   звучали   уже   лучше   первыхмоделей,   но   до   более   или   менее приемлемых им было еще далеко. Многие композиторы   в  исполнители   того  времени отзывались  о фортепиано  неодобрительно. Зильберман   показывал   один   из   своих инструментов Иоганну Себастьяну Баху, но ожидаемой   похвалы   не   получил.   Бах откровенно сказал, что фортепиано звучит грубо   и   примитивно.   Правда,   когда   через   лет вновь двадцать продемонстрировал   свои   лучшие   образцы,   Зильберман   великий   маэстро   высказался   значительно более   мягко.   Тем   не   менее,   фортепиано мало­помалу   прокладывало   себе   дорогу   к признанию,   хотя   почти   сто   лет   не   могло конкурировать   ни   с   клавикордам,   ни   с клавесином. Принципиальная   новизна   фортепиано заключалась   в   том,   что   по   струне   ударял молоточек, связанный с клавишей. Забыватьо клавише нельзя, потому что просто удар молоточком   по   струнам   был   известен   и раньше,   —   так   играли,   например,   на цимбалах. Музыкант держал в каждой руке по   молоточку   и   ударял   ими   по   струнам, натянутым   над   деревянным   резонатором. Понятно, что цимбалист способен извлечь одновременно лишь два звука, а музыкант. Играющий   на   фортепиано   десятью пальцами, — больше. Молоточек   был связан  с   клавишей   не так жестко, как тангент в клавикорде или стойка   с   перышком   в   клавесине,   между ними были еще в детали­посредники. После нажатия на клавишу молоточек ударял по струне   и   отскакивал,   не   дожидаясь,   пока клавиша   будет   отпущена.   Причем   сила удара   зависела   от   того,   мягко   или энергично   нажималась   клавиша.   Эта новизна очень значительна, именно она далажизнь   фортепиано.   Все   остальное   — корпус, рама. Струны, колки, дека — было заимствовано   у   клавесина,   во   всяком случае, на первых порах. А   дальше,   примерно   до   середины истории   фортепиано,   шла   борьба   за   Поначалу   много качество   звука. экспериментировали   со   струнами,   считая, что звучание инструмента можно смягчить, сделать более благородным, если правильно подобрать   струны.   Эксперименты   в   этом направлении не принесли заметных успехов. Тогда решили увеличить натяжение струн. Но   в   старых   конструкциях   натягивать струны   сильно   было   нельзя,   потому   что   на   которой   они деревянная   рама, держались,   коробилась   и   даже   ломалась. Стали укреплять раму железными ребрами, но   все   равно   жесткость   оставалась недостаточной.   И   тогда   попробовалиотлить раму целиком из чугуна. Результаты сказались   сразу   же:   сильно   натянутые   на чугунной   раме   струны   зазвучали   гораздо лучше. Теперь­то мы знаем, что мастерам надо   было   учитывать   частоту   колебаний струн,   которая   обратно   пропорциональна длине   струны,   прямо   пропорциональна квадратному   корню   из   натяжения   струны, обратно   пропорциональна   диаметру   и обратно   пропорциональна   квадратному корню   из   плотности.   Также   частота колебаний   зависит   от   материала,   из которого изготовлена струна. Итак,   чугунная   рама   фортепиано появилась   в   1825   г.,   приблизительно   в середине его истории. И тут надо сказать, что   это   время   было   особенно   насыщено усовершенствованиями. Француз Себастьян Эрар дополнил молоточковый механизм так называемым   репетиционным   (т.е.повторяющим)   устройством.   До   этого нововведения   приходилось   отпускать клавишу до конца, чтобы она подготовилась к   новому   удару,   поэтому   брать   подряд быстрые короткие звуки одной высоты не удавалось.   Репетиционное   устройство   при нажатой клавише не возвращало молоточек на свое место, а удерживало вблизи струны, и теперь можно было, чуть отпустив палец, нажать   клавишу   снова.   Музыканту   стали доступны очень быстрые повторные звуки. И   только   когда   клавиша   отпускалась   до конца,   молоточек   возвращался   на   свое место. Прошло каких­нибудь двадцать лет — и   вновь   серьезное   усовершенствование. Деревянный молоточек раньше обтягивался лосиной   кожей,   а   теперь   его   обтянули фильдем   —   высококачественной разновидностью   технического   войлока.Тембр звука стал значительно мягче. И, наконец, еще через полтора десятка   что   если   струны лет   обнаружили, натягивать   не   строго   параллельно   друг другу, а так, чтобы они чуть расходились от того места, где расположены молоточки, к заднему краю инструмента, звук получается лучше.   Одновременно   было   внедрено   и такое   нововведение:   струны   легли   не   в одной плоскости, а в двух. Басовые пошли от левой части молоточкового механизма к заднему   правому   углу   инструмента,   а тонкие   расположились   перекрестно   к басовым и пошли под ними —  от правой части механизма к заднему левому углу. От этого улучшился резонанс деки. Вот   теперь   это   было   то   фортепиано, которое   мы   знаем:   с   сильным,   полным, благородным звучанием.   Усовершенствования   продолжались   идальше,   но   они   были   уже   не   столь   конечно   же, принципиальными, улучшали   звук.   Так   инструмент,   который   хотя, поначалу   был,   отвергнут   как   грубый   и примитивный, обрел право на жизнь. К   сожалению,   не   все   любят фортепиано. И чаще всего потому, что не слышали   настоящего   звучания   этого инструмента. Попытаемся объяснить, в чем дело. Каждый звук фортепиано отчетливо делятся   на   две   части:   начало   (в   момент удара молоточка по струне) и продолжение (когда струна звучит сама по себе). Причем начало   звука   всегда   получается   намного более громким, чем продолжение. Можно, конечно, взять тихий звук, но в этом случае продолжение будет еще тише. И вот этих­ то продолжений мы очень часто не слышим вообще,   если   слушаем   фортепианное произведение   по   радиотрансляционномудинамику,   посредственному транзисторному   приемнику   или   с пластинки, поставленной на проигрыватель. Один   пианист,   тонко   управляя   при ударе не только клавишей, но и педалями, заставляет   струну   и   после   удара   звучать так, как ему хочется, а другой эти тонкости упускает.   У   первого   продолжения   звуков будут богаты разными опенками, у второго же   останутся   однообразными. однообразие   —   частый     Это спутник любительской   игры   на   фортепиано, поэтому нельзя судить об инструменте, не услышав   безукоризненного   исполнения,   и лучше всего — в концертном зале. Устройство современного фортепиано. Пора   перейти   от   родового   названия инструмента   к   видовому:   конкретно   мы знаем   не   фортепиано,   а   пианино   и   рояль, потому   что   фортепиано   —   этособирательное   название   клавишеструных молоточковых   инструментов   —   роялей   и пианино. Что   касается   рояля,   то   его   называют королем музыкальных инструментов. К его несомненным   достоинствам   относится   то, что рояль охватывает почти весь слышимый музыкальный диапазон. Если пока брать во внимание   только   высоту   звука,   то   в музыкальное   пространство   рояля   может уложиться   большой   симфонический со   всем   многообразием оркестр   инструментов. Пианино инструмент компромиссный.   Его   звучание   заведомо   —     зато   это   более   компактный хуже, инструмент.   (Тем   не   менее   встречаются великолепные   пианино   и   весьма посредственные рояли.) Рояль   полнозвучен   главным   образомпотому,   что   в   нем   можно   использовать более   длинные   струны   и   большую резонансную   деку.   Кроме   того,   можно поднять   крышку,   и   не   останется   никакой преграды между струнами и слушателями. Зато пианино легко поставить в небольшой комнате,   и   оно   отлично   уживется   в   ней рядом с обычной мебелью. Очень   важная   деталь   и   рояля,   и пианино   —   дека.   Это   деревянный   щит, склеенный   из   отдельных   досок.   В   рояле дека   размещается   горизонтально   под струнами, а в пианино вертикально. Она не только   усиливает   звук,   но   и   участвует   в формировании тембра инструмента, причем так,  что  от характерного  струнного   звука мало что остается, — мы слышим звучание дерева.   Деку   делают   из   резонансной   ели, иногда из сосны, причем дерево специально подбирают, чтобы слои в нем были узкимии   прямыми,   без   сучков.   И   конечно   же, дерево   для   деки   должно   быть   сухим   и выдержанным. Если взглянуть на струны рояля, можно заметить, что в способе их крепления много с струнными общего   инструментами,   например   с   мандолиной.   обычными   Одним концом каждая струна крепится на чугунной раме (Рис.6.) (у мандолины — к металлической накладке на корпусе), потом перекидывается через укрепленную на деке деревянную   подставку,   которая   передает деке   колебания   струн,   затем   переходит через   порожек   на   противоположной стороне рамы и, наконец, наматывается на колок.  Но  даже  восемь  струн  мандолины, натягиваясь,   способны   покоробить   корпус инструмента,   что   же   говорить   о   рояле,   в котором   две   с   лишним   сотни   струн! Чугунная рама должна выдерживать усилиепримерно в 20 т. А больше двухсот струн набирается в рояле и пианино оттого, что для   каждого   звука   натягиваются   две   или три   одинаково   настроенные.   Ведь   и   в мандолине мы наблюдаем примерно то же самое: считается, что у нее четыре струны, но   они   двойные,   поэтому   получается восемь.  Рис. 6. Так натягиваются струны рояля   и   мандолины   (внизу). (вверху) Принципиальной разницы, как видите, нет. Учтите   только, наглядности сильно увеличена.   что   мандолина   для Струны,   переходя   через   подставку   на деке,   давят   на   нее   с   достаточно   большей силой   —   примерно   в   полтонны.   Поэтому дека должна быть не только гибкой, но и очень   прочной.   Для   этого   в   роялях   ее делают   чуть   выгнутой   в   сторону   струн. Ручные   струнные   инструменты   расстраиваются   очень   быстро.   Мандолину, домру,   гитару   каждый   раз   перед   игрой приходится   подстраивать.   Для   рояля   и пианино   это   было   бы   совершенно неприемлемым, хотя бы потому, что тогда и вовсе некогда было бы играть, — процесс настройки   этих   инструментов   долог.   По этому   колки   у   них   устроены   особо:   они плотно   запрессованы   в   деревянную   раму, которая   соединена   с   чугунной.   Каждое отверстие   для   колка   свернётся   с   таким расчетом, чтобы оно было меньше диаметра самого   колкая   1,5   мм,   и   когда   в   это отверстие   с   большим   усилием   вгоняют колок,   он   сидит   в   нем   так   плотно,   что провернуть его можно только специальным ключом. Теперь   о   действии   педалей.   Нажатие клавиши вызывает, кроме удара молоточка о   струну,   еще   и   отделение   от   нееглушителя.   Когда   клавиша   отпускается, глушитель вновь возвращается на струну. А с помощью правой педали можно продлить звучание   струн,   когда   клавиши   уже отпущены. Педаль поднимает со всех струн глушители   и   оставляет   их   в   таком положении.   Музыканты   пользуются   этой педалью   очень   осторожно,   иначе   не заглушаемое звучание может слиться в так называемый   педальный   гул,   который   не имеет ничего общего с благозвучием. Правую   педаль   можно   нажать   не   до конца,   а   чуть­чуть,   чтобы   глушители оставались   очень   близко   к   струнам   и   в какой­то мере влияли на  их звучание. Но этот   прием   требует   от   исполнителя большого мастерства. А кроме того, такое тонкое   движение   правой   ногой   настолько зависит от механики тугой или, наоборот, слишком легко поддающейся педали, что нагастролях   музыканту   приходится несколько   часов   осваивать   незнакомый инструмент. Когда   пианист   нажимает   педаль,   вся молоточковая механика сдвигается чуть в сторону, поэтому удар приходиться уже не на   все   три   струны,   предназначенные   для данного звука, а только на две (или на одну, если   для   каких­то   звуков   предусмотрены всего   две   струны).   Звучание,   естественно, становится   более   тихим   и   мягким.   (У пианино   молоточки   не   сдвигаются   в сторону, а приближаются к струнам.) Как   быть,   если   нужно   подолгу разучивать упражнения, а звукоизоляция в доме   не   настолько   хороша,   чтобы   не досаждать соседям? Для этого в некоторых инструментах   предусмотрев   модератор. Если его включить, между молоточками и струнами   проляжет   лента   тонкого   фетраили   какого­нибудь   другого   материала,   и звучание   инструмента   станет   тихим   и   модератором глухим.   Управление выводится   на   третью   педаль,   которая фиксируется в нажатом положении, или на специальный   рычаг,   расположенный   сбоку от клавиатуры. В   некоторых   современных   роялях третья педаль имеет другое назначение — она   освобождает   от   глушителей   не   все струны сразу, как правая педаль, а только те,   клавиши   которых   были   нажаты   до нажатия педали. Это позволяет музыканту выборочно разными глушителями, свободное пользоваться ими оперировать     и при этом избегать педального гула. Остается   сказать   об   одном   очень важном   требовании   к   инструменту.   Мы привыкли, что любой работающий механизм издает какой­то шум. А в фортепиано, тожепредставляющем   собой   механизм,   это недопустимо.   Ни   каких   скрипов,   стуков, щелчков   не   должно   быть.   Должна   быть только музыка. 1.2. Что такое звук? О том, как рождаются звуки, и что они   люди   начали собой   представляют, догадываться   очень   давно.   Замечали,   к примеру, что звук создают вибрирующие в воздухе   тела. и философ     Ещё   древнегреческий учёный­энциклопедист   Аристотель, исходя из наблюдений, верно, объяснил   природу   звука,   полагая,   что звучащее   тело   создаёт   попеременное   Так, сжатие   и   разрежение   звука. колеблющаяся   струна   то   уплотняет,   то разрежает   воздух,   а   благодаря   упругости воздуха   эти   чередующиеся   воздействияпередаются   дальше   в   пространство   –   от слоя   к   слою,   возникают  упругие   волны. Волны  ­ возмущения, распространяющиеся с   конечной   скоростью   в   пространстве   и несущие   с   собой   энергию   без   переноса вещества.   А  упругие   волны  –   это возмущения, механические   распространяющиеся   в   упругой   (твердой, жидкой или газообразной) среде. Достигая   они   воздействуют   на нашего   уха, барабанные   перепонки   и   вызывают   На   слух   человек ощущения   звука. воспринимает   упругие   волны,   имеющие частоту в пределах примерно от 16 Гц до 20 кГц   (1   Гц   ­   1   колебание   в   секунду).   В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто  звуком. Упругие волны с частотой меньше   16   Гц   называют  инфразвуком,   а