Тони і обертони

У реальному житті ми майже ніколи не маємо справи зі звуками, створюваними чистими гармонійними, синусоїдальними, хвилями. Якщо записати реальний звук і відобразити його коливання на екрані, ми побачимо складну фігуру з мінливою частотою і амплітудою коливань. Однак будь-яке складне коливання можна представити як суму різних гармонійних, т. Е. Синусоїдальних, коливань. Гармонійне звукове коливання називають тоном або монохроматичним звуком. Для отримання чистого тону часто використовують пристосування, зване камертоном. При ударі камертон починає здійснювати гармонічні коливання, передаючи навколишнього повітрю коливання такої ж частоти. Чим більше частота цих коливань, тим вищий звук ми чуємо. За інших рівних умов великий камертон буде коливатися з частотою, меншою, ніж маленький, і, отже, видавати більш низький звук (рис. 66, А). Гучність звуку залежить від амплітуди коливань: чим сильніше вдарити по камертону, тим з більшою амплітудою він буде коливатися і тим голосніше буде видаваний їм звук (рис. 66, Б).
Але звуки, що видаються музичними інструментами, так само як і звуки в голосах людини і тварин, не є гармонійними. Як правило, в кожному звуці переважає один тон, який може відповідати певній ноті. Так для настройки музичних інструментів часто використовують ноту «ля». Звук цієї ноти в першій октаві відповідає коливанню з частотою 440 Гц. Але ми легко розрізняємо одне і те ж «ля», видане голосом одного або іншої людини, а також відтворений на фортепіано, гітарі або саксофоні.

Причина полягає в тому, що в реальному звуці, крім основного тону, присутні додаткові, більш слабкі гармонійні коливання з більшою або меншою частотою. Вони називаються обертонами, і їх сукупність, співвідношення їх амплітуд і фаз визначає тембр звуку. Саме завдяки тембру ми розрізняємо звучання різних музичних інструментів і голоси різних людей.

Посилання на основну публікацію