Mengapa beberapa nada terdengar serasi

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa beberapa catatan lebih cocok satu sama lain daripada yang lain? Bagaimana frekuensi gelombang mereka terhubung? Mengapa nada satu tombol terdengar “bagus”? Mengapa not dalam chord terdengar “bagus”?

Jawaban untuk pertanyaan ini terkait dengan konsep "konsonan" (yaitu, "harmoni") dan sains modern, psikoacoustics. Konsonan adalah bunyi konsonan, harmonis, dan disonansi, sebaliknya, berbeda atau gelisah.

Pertama-tama, perlu untuk membedakan antara nada murni, yang merupakan gelombang sinus biasa, dan nada nyata, yang direproduksi oleh alat musik. Nada sebenarnya, pada kenyataannya, terdiri dari nada harmonik dengan amplitudo yang berbeda. Dengan demikian, setiap not yang dimainkan pada instrumen apa pun adalah bunyi kompleks yang terdiri dari nada dasar dan sejumlah besar nada.

Overtone adalah setiap frekuensi alami di atas yang fundamental, dan nada yang yang frekuensinya merujuk pada frekuensi dasar sebagai bilangan bulat disebut harmonik. Dalam hal ini, nada dasar dianggap harmonik pertama. Ternyata nilai frekuensi masing-masing harmonik berhubungan dengan nada dasar sebagai berikut: f, 2f, 3f, 4f, ....

Frekuensi harmonik juga berhubungan satu sama lain sebagai bilangan bulat dan membentuk interval musik utama: 2: 1 adalah oktaf, 3: 2 adalah quint, 4: 3 adalah quart, dll. Dalam budaya musik yang berbeda dan dalam periode yang berbeda waktu, hubungan dengan interval konsonan dan disonansi berbeda. Pada masa Pythagoras, oktaf, kelima dan liter dianggap interval konsonan, tetapi pada abad ke-13 mereka bergabung dengan yang ketiga. Semua ini disebabkan oleh perubahan selera musik.

Ian Johnston menulis buku Measured Tones, yang menggambarkan teori konsonan (musik konsonan). Di dalamnya, ia membandingkan disonansi dengan bumbu, mencatat fakta bahwa kita semua memperlakukannya secara berbeda. Struktur telinga dan otak kita berbeda, oleh karena itu konsep "suara yang baik" juga berbeda.

Lucas Biewald, pendiri CrowdFlower, setuju bahwa "suara yang bagus" adalah konsep yang sangat subyektif. Dia mengatakan bahwa lagu apa yang kita sukai tergantung pada budaya, karakter, bahkan suasana hati kita.

Mari kita beralih dari preferensi pribadi dan melangkah lebih jauh ke dalam fisika proses yang sedang berlangsung. “Yang paling konsonan adalah not yang memiliki nada yang sama. Dengan kata lain, garam dari oktaf kecil piano sesuai dengan nada garam (G) pada gitar, kata Bivald. "Ini adalah grafik gelombang suara yang dimainkan oleh senar gitar.":



Gelombang suara adalah serangkaian getaran udara yang memaksa sel-sel rambut kecil yang terletak di telinga bagian dalam seseorang untuk bergetar pada frekuensi yang berbeda. Suara yang kita dengar adalah jumlah dari getaran ini. Untuk menyorot frekuensi yang tersembunyi dalam suara ini, kita beralih ke matematika untuk bantuan dan menggunakan transformasi Fourier.



Pada grafik, kita melihat bahwa garam catatan mengandung beberapa frekuensi. Frekuensi osilasi terendah dari string adalah 196 Hz. Frekuensi ini disebut fundamental. Tetapi kita melihat bahwa ada frekuensi yang melampauinya dua kali atau lebih - ini adalah nada warna atau harmonik.

Ketika Lucas Bivald menyanyikan nada garam sambil membunyikan senar G pada gitar, kami mendapat grafik berikut:



Penampilan kurva berbeda, tetapi jika Anda membandingkan grafik frekuensi, mereka akan bertepatan.



Titik merah menunjukkan frekuensi harmonisa. Di antara mereka persis 196 Hz, seperti pada kasus sebelumnya. Bivald berkata: "Ketika saya menyanyikan nada garam dan membawanya pada gitar, getaran udara yang berasal dari pita suara dan senar instrumen mempengaruhi sel-sel rambut yang sama di telinga saya."

Mari kita lihat grafik yang akan muncul jika Anda memainkan nada garam pada gitar, tetapi satu oktaf lebih tinggi. Ini berbeda dari dua sebelumnya.





Jika kita melihat frekuensi harmonik, kita akan melihat bahwa posisi beberapa dari mereka bertepatan. Akibatnya, dalam kedua kasus, sel-sel rambut telinga yang hampir sama akan bergetar. Itulah mengapa kita merasa bahwa ini adalah dua not yang identik, walaupun mereka berbeda satu oktaf.

"Selain konsep oktaf, kami masih memiliki konsep kelima. Dua not yang berbeda seperlima paling banyak konsonan, ”kata Bivald. Rasio antara catatan dan garam sama dengan seperlima. Oleh karena itu, dalam tradisi musik barat, sebagian besar akor yang dibangun dari nada mengandung nada garam. Tapi mengapa mereka begitu cocok? Berikut adalah frekuensi not sebelum dimainkan pada gitar Bivald.



Di sini, frekuensi garam ditandai dengan warna merah, dan catatan do ditandai dengan warna kuning. Dapat dilihat bahwa mereka tidak selalu tumpang tindih, tetapi karena frekuensi utama catatan mengacu pada frekuensi utama catatan sebagai garam adalah 3/2, maka setiap harmonik ketiga dari garam dan setiap harmonik kedua dari bertepatan.

Catatan yang paling konsonan dengan do dianggap sebagai fa dan garam, karena mereka terletak pada jarak liter ideal dan kelima ideal, masing-masing. Mari kita lihat harmoniknya.



Harmoni garam dan fa sering tumpang tindih dengan harmonik sebelumnya. Namun, harmonik garam dan fa bertepatan dengan urutan besarnya lebih jarang. Itulah sebabnya ketika kita mendengar nada garam + lakukan dan fa + lakukan, mereka tampaknya cocok untuk kita, dan ketika kita mendengar kata-kata garam, kita mendapatkan perasaan disonansi. Karena alasan ini, ketiga not ini hampir tidak pernah diambil pada saat yang bersamaan. Sekarang lihat grafik yang lebih detail:



Dapat dilihat bahwa sebelum dan mi ada banyak harmonik bertepatan, oleh karena itu catatan do, salt dan mi membentuk chord di C mayor. Tajam dan D tajam (E-flat) memiliki jumlah harmonik yang sama, sehingga catatannya, E-flat dan garam membentuk akord minor. Jika harmonik not tidak berkorelasi satu sama lain, maka dengan reproduksi [not] simultan kita mendengar disonansi. Misalnya, sebelum dan F-tajam - mereka tidak memiliki harmonik yang tumpang tindih. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang ini di jawaban lain oleh Lucas Bivald.

Ada efek psikoakustik lainnya yang memengaruhi persepsi kita terhadap suara. Disonansi muncul pada saat kita mendengar dua suara dengan frekuensi yang hampir sama, tetapi masih berbeda.



Seiring waktu, pergeseran fase meningkat:



Kami mendengar jumlah sinyal biru dan oranye:



Jika kita meregangkan garis waktu, kita mendapatkan:



Ketika sinyal berada dalam fase, mereka saling memperkuat, dan terjadi gangguan penguatan. Ketika pergeseran terjadi, gangguan yang semakin lemah muncul, dan sinyal mulai membatalkan satu sama lain sampai mereka berada dalam antifase yang ketat.

Karena itu, suara berdenyut muncul yang mungkin Anda dengar (bermain pada gitar atau piano yang kesal). Bagi seorang pendengar Barat, ia tampak sumbang, tetapi teknik ini digunakan dalam musik beberapa budaya.

PS Jangan ragu untuk berkomentar dari akun hanya baca, kami akan mencoba melakukan moderasi secepat mungkin, teman-teman :)

Source: https://habr.com/ru/post/id389699/