Viool en fluit

[demike]

Volgende vraag les ik in een handboek van fysica:



Een fluit en een viool zijn gegeven. Men speelt er een sol op. Er komen dan verschillende

boventonen. Bij de fluit daalt deze steeds in geluidsterkte, bij de viool zijn die ongeveer

even hard.

Iemand die daar iets zinnigs over kan zeggen?

Volgens mij heeft het enkel te maken met het feit dat je bij een viool een klankkast hebt die de toon of het geluid in werking houdt.

Of is het iets ingewikkelder dan dat.

[E.Desart]

Volgens mij heeft het enkel te maken met het feit dat je bij een viool een klankkast hebt die de toon of het geluid in werking houdt.

Of is het iets ingewikkelder dan dat.

Ik denk dat het veel ingewikkelder is. De harmonischen en relatieve verhouding hiervan is afhankelijk van de bron en het ontstaan (een complex van dingen).

De zin dat de klankkast het geluid of toon in werking houdt betekent niet veel voor mij. Natuurlijk is deze klankkast belangrijk. Een snaarinstrument heeft een klankkast of klankbord nodig of je zou de snaren niet of amper horen. De snaren hier hebben als hoofdzakelijk doel de klankkast te exciteren. Op zichzelf creëren snaren hun eigen antigeluid. Het zijn de trillingen die overgeplant worden naar het instrument die via deze klankkast het typische vioolgeluid maken.

Ook onder blaasinstrumenten zelf heb je zoveel verschillende combinaties van harmonischen als dat er soorten instrumenten zijn.

[demike]

Ik denk dat het veel ingewikkelder is. De harmonischen en relatieve verhouding hiervan is afhankelijk van de bron en het ontstaan (een complex van dingen).

De zin dat de klankkast het geluid of toon in werking houdt betekent niet veel voor mij. Natuurlijk is deze klankkast belangrijk. Een snaarinstrument heeft een klankkast of klankbord nodig of je zou de snaren niet of amper horen. De snaren hier hebben als hoofdzakelijk doel de klankkast te exiteren. Op zichzelf creëren snaren hun eigen antigeluid. Het zijn de trillingen die overgeplant worden naar het instrument die via deze klankkast het typische vioolgeluid maken.

Ook onder blaasinstrumenten zelf heb je zoveel verschillende combinaties van harmonischen als dat er soorten instrumenten zijn.

er is dus geen eenvoudige verklaring voor?

[E.Desart]

Volgende vraag les ik in een handboek van fysica:



Een fluit en een viool zijn gegeven. Men speelt er een sol op. Er komen dan verschillende

boventonen. Bij de fluit daalt deze steeds in geluidsterkte, bij de viool zijn die ongeveer

even hard.

Iemand die daar iets zinnigs over kan zeggen?

er is dus geen eenvoudige verklaring voor?

demike,

Ik kom er niet helemaal uit.

Ik denk dat dit boek meer info moet geven. Kan je hier wat van terugvinden? (je refereert naar een vraag, maar je zin is geen vraagstelling. Ik ga er van uit dat je vraag naar iets zinnigs, geen formulering is uit je boek)

Het enige dat ik hier zou kunnen stellen is dat de demping van de harmonischen in de fluit progressief toeneemt in functie van frequentie tengevolge van het viskeuze gedrag van de lucht (hogere demping in functie van stijgende frequentie - harmonischen zijn resonanties). Luchtsnelheid tegen wanden = 0 en hoogst in het center van de fluit.

Ik heb de akoestiek van beide instrumenten nog eens doorgenomen en dat is echt een complexe bedoening.

Je kan ook hier eens kijken: Je vindt hier introducties tot de akoestiek van verschillende instrumenten inclusief fluit en viool.

http://www.phys.unsw.edu.au/jw/fluteacoustics.html

As is the case for a simple cylindrical pipe, the amplitude of the maxima and minima decreases with frequency - (you will have noticed that the notes get harder and harder to play as you go up). This is due to viscous losses. The air flow is greatest in the centre of the flute, and zero at the walls. Some energy is lost in overcoming the viscous drag of the air, and this limits the sharpness (lowers the Q factor) of the resonances. The effect is greater for high frequencies.

Voor violen en andere snaarinstrumenten (gitaar, klankbord van een piano, enz.) wordt de ontwikkeling van de klank/timbre mee bestudeerd en gevisualiseerd via "Chladni patterns". Op deze wijze wordt het trillingspatroon, gekoppeld aan deze grondtoon en boventonen, zichtbaar (modaal gedragspatroon = modes van verschillende ordes), die door de asymmetrie niet noodzakelijk harmonisch zijn.

http://www.phys.unsw.edu.au/jw/chladni.html

http://www.phys.unsw.edu.au/~jw/guitar/patterns_engl.html

Zoek Google en youtube naar "Chladni patterns". Hier zitten mooie dingen tussen.

http://www.google.com/search?ie=UTF-8&...hladni+patterns

Hier zijn theorieën over en wiskunde voor (voor gestileerde situaties), maar voor muziekinstrumenten is dat veel empirisch werk.

Ik heb nog een, niet meer in de handel zijnde, CD van Microsoft "Musical Instruments" met > 250 instrumenten. Musical Instruments Ik ben van plan die eens te meten om een beter beeld te hebben van het smalband spectrum.

[demike]

Ik zal jouw links eens uitvoerig bekijke E.Desart.

De vraag was eigenlijk letterlijk: een sol wordt gespeeld op een viool en fluit.

Wanneer je de sol op de fluit speelt, vermindert het volume (geluid) gaandeweg (boventonen dalen in geluid) terwijl bij de viool het geluid(opeenvolgende boventonen) +- even sterk blijft.

[E.Desart]

demike

Ik denk dat dit boek meer info moet geven. Kan je hier wat van terugvinden?

Wat ik ook bedoelde over jouw fysica boek is:

Er staat toch niet zomaar een vraag in een boek zonder dat die direct of indirect gerelateerd is aan stof behandeld in dat boek? Ten minste, dat zou ik zo op het eerste zicht denken.

In dat geval ben ik benieuwd naar wat dat boek vertelt.

[demike]

demike

Wat ik ook bedoelde over jouw fysica boek is:

Er staat toch niet zomaar een vraag in een boek zonder dat die direct of indirect gerelateerd is aan stof behandeld in dat boek? Ten minste, dat zou ik zo op het eerste zicht denken.

In dat geval ben ik benieuwd naar wat dat boek vertelt.

het gaat gewoon over golven algemeen en dan met als apart hoofdstukje geluidsgolven.

Maar het gaat niet speciaal over akoestiek of iets dergelijks.

De vraag komt toch wel min of meer "uit de lucht".

helaas staan er ook geen antwoorden bij lol

[Impulske]

Het is zowiezo een feit dat een bepaalde noot op elk instrument iets of wat anders gaat klinken. Dit heeft vooral te maken omwille van het feit dat een bepaalde noot gaat gevormd (of gestemd worden) door het optellen van verschillende frequenties. Een zuivere Sol frequentie zoals deze in theorie bestaat, zal door geen enkel intrument gehaald worden, hoogstens zo goed mogelijk benaderd worden (door bv. stemvork, alhoewel daar ook al een opstapeling van frequenties plaatsvindt, kun je best horen als je een stemvork in zeer stille omgeving aanslaagt). De manier waarop de frequenties zich opstapelen en een gewenste frequentie bereiken is inderdaad variabel in functie van de grootte van de klankkast, het materiaal van de klankkast, het materiaal waarmee de noot wordt gegeven (vb. lucht (bij fluit), nylon of metalen snaren op gitaar) enz... Dit zorgt ervoor dat er net zoveel verschillende timbres zijn binnen de instrumenten als er instrumenten zijn. Het is zelf zo dat als we een bepaalde noot spelen op een vb tenorsax (laten we het bij Sol houden) en we spelen de Sol van hetzelfde octaaf op de altsax, zal de sol van de tenorsax steeds vetter, zwaarder blijven klinken. De tenorsax is een groter instrument en dus zullen de lagere frequenties (de zogenaamde bassen) gemakkelijker resoneren en tot uiting komen. Ik weet niet of dit antwoord je verder helpt, maar dit is wat ik ooit eens geleerd heb (in een weliswaar muzikale en niet wetenschappelijke opleiding) over de reden waarom noten op elk instrument steeds anders klinken.

[vlaaing peerd]

hoewel het topic erg oud is wil ik toch wat informatie nuanceren. De klankkleur van een instrument word hoofdzakelijk bepaald door de harmonischen, in een viool is dit vooral de snaar en de kast is hoofdzakelijk voor versterking, alhoewel deze ook enkele harmonischen absorbeert en de klank bepaalt. Deze laatste variaties zijn minimaal, maar wel het verschil tussen een Stradivarius en Staggje van €200,- Toch zal iedereen het erover eens zijn dat beide onbetwistbaar als een viool klinken.

Wat impulske zegt over een zuivere toon (een sinusgolf) is wel mogelijk met een toongenerator (de oscillator van een synth bv). Je mag redelijk holistisch beoordelen als het om klankkarakteristiek gaat en je zal ook snel merken dat een viool veel meer "zaagtand" klinkt dan bijv de fluit die redelijk sinuoide klinkt. Dat komt omdat de boventonen (de harmonischen) in een viool veel meer zaagtandgolven heeft dan de fluit.

*wat je zegt over het afsterven van harmonischen kan dus kloppen, er lijken minder over te blijven zodat je de "kale" sinustoon duidelijker door hoort komen.* ...nu dus de reden hiervan:

Hetgene wat de langere klankduur van de viool veroorzaakt (eigenlijk alle snaarinstrumenten met klankkast) is een combinatie van factoren:

- dat de snaar zich niet volledig laat dempen terwijl de klankkast nog de gespeelde toon reflecteerd. De gereflecteerde toon gaat de overgebleven stukken snaar weer in dezelfde of harmonische ervan in beweging brengen en gaat nog blijven doorklinken. zelfs de stukjes snaar die tussen de kam en de stemmechanismen zitten brengen worden in trilling gebracht. Hoewel hout beter absorbeert als een metalen fluit zet in hout deze energie zich grotendeels toch weer in trillingen om en niet in warmte

- echo, de klankkast blijft nog even de toon reflecteren

- de kast zelf trilt ook mee, hoe minimaal ook brengt ook weer allerlei onderdelen in beweging.

- zaagtandgolven in dezelfde amplitude zijn beter en dus langer hoorbaar.

Vergis je verder niet in je gehoor het vertelt je meer informatie dan je denkt! Als de gehoordrempel zit op 0dB geluidsdruk (= 2 × 10-5 Pa !!) dan snap je denk ik wel hoe gevoelig dat instrument is. Reden te meer om er zuinig op te wezen en evt te gebruiken als meetinstrument op atomaire orde van grootte