Акустические характеристики укулеле

Размещено на http://www.allbest.ru/

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОФСОЮЗОВ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Дисциплина: Музыкальная акустика

Тема: «Акустические характеристики укулеле»

Выполнила:

Кожанова Ю.П.

Санкт-Петербург

Содержание

Введение

1. История возникновения инструмента

2. Конструкция укулеле

3. Разновидности инструмента

4. Настройка инструмента

5. Струнный механизм

6. Механизм звукообразование

7. Техника игры

8. Акустические характеристики

Заключение

Список литературы

Введение

Струнные инструменты играют большую роль в развитии музыкальной культуры. Они составляют основой симфонических оркестров, используются в народной музыке, рок-музыке и других видах музыкального искусства.

Во всех струнных инструментах имеются основные элементы для извлечения звука, такие как: генератор - возбудитель колебания, с помощью которого мышечная энергия передается через движение смычка, щипок или удар молоточком; вибратор - натянутые колеблющиеся струны инструмента; резонатор - усилитель колебаний.

Укулеле - струнно-щипковый инструмент, относится к группе хордофонов. Генератором является щипок, вибратор - натянутая струна, резонатор - корпус с заключенным в нем объемом воздуха.

1. История возникновения инструмента

Рисунок 1

Укулеле -- миниатюрная четырёхструнная гавайскаягитара, появившаяся в конце 19 века на островах Гавайского архипелага, расположенного в северной части Тихого Океана. Его создателями являются Португальские иммигранты, взявшие за основу свои народные инструменты: брагинью (струнный щипковый инструмент с острова Мадейра) и квакинью (Португальский щипковый инструмент).

Название «укулеле» имеет два варианта происхождения. В одном варианте оно означает «прыгающая блоха», т.к. движения руки музыканта при игре напоминают прыжки этого насекомого. По другой версии оно означает «пришедшая благодарность», (uku - благодарность и lele - приходить). Впервые широкая публика услышала укулеле на Тихоокеанско-Панамской Международной выставке в 1915 году (г. Сан-Франциско), где этот инструмент входил в состав Гавайского Королевского квартета.

Родственники укулеле венесуэльская cuatro, колумбийский tiple, испанская vihuela, мексиканская requinto jarocho и андское charango традиционно изготавливается из панциря броненосца. В Индонезии, аналогичный инструмент - это kroncong.

Рисунок 2. Cuatro Vihuela Requinto jarocho

Рисунок 3. Сharango

2. Конструкция укулеле

Традиционная конструкция укулеле напоминает конструкцию гитары (корпус в виде восьмёрки), только упрощённую. Корпус и гриф, в отличие от традиционной испанской схемы изготовления гитары, изготавливаются полностью отдельно друг от друга, и впоследствии гриф вклеивается в специально приготовленное посадочное место на корпусе. Верхняя и нижняя деки имеют по две поперечные пружины.

Рисунок 4

Укулеле сделана из гибкой и одновременно прочной древесины (ель, кедр), чтобы вибрировать и выдерживать натяжение струн. От размера резонатора зависит звучание гитары. Обечайки скрепляются рейками из красного дерева или из тополя; одна крепится внизу, другая вверху. На каркасе делают надсечки, они придают упругость на изгибах. Хорошо расположенный скобки (закрепляющие нижнюю деку гитары) помогают верхней деки укулеле выдерживать натяжение струн, они выравнивают частоту звука, по-разному контролируя вибрацию в разных точках. Очень важен угол, под которым соединены гриф и корпус инструмента, так как угол сильно влияет на качество звука. В грифе делается дополнительный прут, позволяющий ему приспособится к разному натяжении, которое требует разные типы струн.

При разработке щипковых инструментов необходимо учитывать:

1. Увеличение площади деки и объема резонатора приводит к понижению собственных частот основных реи объема резонатора приводит к понижению собственных частот основных резонансов.

2. Добротности резонатора и деки тем больше, чем больше их волновые сопротивления и меньше сопротивления излучения.

3. Сопротивления излучений резонатора тем меньше, чем меньше площадь резонаторного отверстия и больше объема резонатора.

4. Связь деки с корпусом (резонатором) приводит к понижению добротности и частоты колебаний деки и понижению добротности и частоты колебаний воздушной среды резонатора.

5. Связь деки с резонатором приводит к уменьшению коэффициента и декремента затухания деки и повышению их для резонатора.

6. Чем сильнее связь деки с корпусом, тем в большей мере увеличивается разность частот основных резонансов инструмента.

7. Связь деки с резонатором тем сильнее, чем меньше жесткость деки и ее крепление к корпусу.

3. Разновидности инструмента

Существуют пять видов укулеле. Изначально появилось укулеле, которое получило название сопрано. Та же самая версия, но с большей мензурой называется концертной, с длиной мензуры 38 сантиметров. Несколько позже, в двадцатых годах прошлого столетия, появляется укулеле тенор (43 см), и наконец, в сороковых годах баритон (48 см). Крайне редко встречаются бас-укулеле.

Рисунок 5

Рисунок 6. Banjolele Harp ukulele



Рисунок 7. Guitarlele

Рисунок 8. Electric ukulele Lap steel ukulele

4. Настройка инструмента

Под настройкой щипковых инструментов понимается процесс получения необходимой высоты (частоты) колебаний струн в соответствии с присущими им строем путем создания определенных усилий натяжения струн. В основе настройки лежит сравнение по частоте определенных музыкальных интервалов и получение требуемых количеств биений тонов этих интервалов.

При настройке грифовых щипковых инструментов достаточно настроить открытые струны. Если разбивка ладов сделано правильно и подставка для струн установлена точно, все интервалы, образуемые прижатием струны к ладам, в этом случае окажутся настроенными.

Компенсации ухода строя из-за дополнительного натяжения струн при прижатии их к ладам достигают смещения подставки в сторону увеличения длины рабочей части струны против расчетного на 1-2 мм. Причем смещения для низкочастотных струн приходится делать больше, чем для струн высокочастотных.

У сопранино 10 ладов строй - D5-G4-B4-E5 или C5-F4-A4-D5; сопрано 12 ладов, строй - A4-D4-F#4-B4 или G4-C4-E4-A4 (реентерабельными); у концертной укулеле 14 ладов, строй - A4-D4-F#4-B4 или G4-C4-E4-A4 (реентерабельными); тенор 16 ладов, строй - A4-D4-F#4-B4, G4-C4-E4-A4, G3-C4-E4-A4 или D4-G3-B3-E4 (линейный); баритон 18 ладов, строй - D3-G3-B3-E4; бас 16 ладов, строй - E1-A1-D2-G2.

Рисунок 9

Порядок (план) настройки зависит от конструкции и размеров инструментов.

5. Струнный механизм

Струна - источник звуковых колебаний. Она представляет собой относительно тонкую гибкую нить с равномерно распределенной линейной плотностью, сильно натянутую между двумя опорами. Чтобы извлечь звук из инструментов группы струнно-щипковых, нужно возбудить струны с помощью щипка. Для этой процедуры струна должна быть натянута до определенного предела. Любое касание к ней производит звук. Струны настраиваются так, чтобы в итоге музыкант мог взять желаемые ноты. Чем сильнее будет натяжение струны и меньше ее толщина, тем тоньше получится звук. На тональность также влияет длина тетивы, количество ладов, размер корпуса, длина грифа. Мелодичность зависит от материала изготовления струны. Медные звучат звонче, серебряные - тоньше, нейлоновые - глухо и грубо и т.д. На извлечение нот также влияет зажимание пальцами или предметом определенных ладов. Щипок может осуществляться пальцем (например, гитара, арфа), плектром - медиатором (мандолина, домра) или с помощью специального щипкового механизма (в клавесине). Щипковые струнные инструменты подразделяются на:

- грифовые (гитара, балалайка, мандолина, бандура, трес, куатро, багламазаки и др) ;

- безгрифовые (арфа, клавесин, гусли, кото, цимбалы, кантеле, жетыген и др.).

Струнная одежда.

Под струнной одеждой щипковых инструментов понимается совокупность всех струн, натянутых между порожком грифа и подставкой для струн. Струнная одежда характеризуется мензурой, т. е. параметрами, которые определяют диапазон звучания инструмента, длины струн, диаметры кернов и навивок, разбивку ладов.

Мензура струн выбирается исходя из назначения инструмента, требуемой частоты колебаний струн, допустимых механических нагрузок и условий нормальной передачи энергии колебаний струн деке.

При известных длине рабочей части и частоте собственных колебаний струны по формуле определяют усилие натяжения струны. Затем выбирают диаметры кернов остальных струн. Синтетические струны рассчитывают с учетом их параметров для статического напряжения 35-60% величины временного сопротивления разрыву.

6. Механизм звукообразования

Энергия механических колебаний щипков передается струнам, вызывая в них колебания, которые через подставку передаются на нижнюю деку, через воздушный объем и пружины передаются на нижнюю деку. Звуковое извлечение верхних частот происходит в основном от верхней деки, а нижних частот - от нижней деки и воздушного объема через звуковое отверстие.

Колебание струн.

Щипок является механизмом возбуждения колебаний струны. При таком способе возбуждения струна отводится в сторону и отпускается, т.е. в этот момент времени она имеет максимальное смещение о положения равновесия и нулевую скорость. Под действием силы натяжения струна начинает двигаться вниз, проходит по инерции положение равновесия, останавливается, затем опять возвращается в положение равновесия - и процесс повторяется, струна колеблется аналогично маятнику.



Рисунок 10

Для того чтобы поддерживать колебания струны, необходимо регулярно подводить энергию.

Спектр колебания и тембр струны зависит от места и способа возбуждения. Чем больше зона контакта при возбуждении, тем меньше высоких гармоник. При возбуждении ногтем или медиатором звук более яркий и звонкий.

В струнах всегда есть некоторые отклонения, которые порождают негармоничность спектра. Основные причины: собственная жесткость струн, неравномерность распределения массы вдоль струны, подвижность опоры и др. Поскольку под действием передаваемой энергии подставка гитары начинает колебаться, это приводит к сдвигу гармоник в спектре струны.

Особый вид негармоничности может возникать в процессе затухания колебаний струн. Время затухания зависти от расстояния энергии, которое определяется тремя факторами: вязкость воздуха, внутренним трением в материале струны, передачей энергии другим системам (подставке, деке, воздушному объему и др.)

Подходящие материалы для струн укулеле, это нейлон и флюрокарбон.

Для изменения частоты настройки струны в процессе игры можно использовать изменение длины струны, так как изменять натяжение или массу струны укулеле невозможно. При игре на гитаре струна прижимается к грифу пальцем, тем самым меняется высота тона.

Для облегчения игры вводятся лады, они представляют собой выпуклую поперечную полоску на грифе, служащую для получения требуемой высоты тона.

При больших смещениях, т.е. на высоких уровнях громкости, в струнах могут возникать нелинейные колебания из-за упругих свойств материала струн, особенностей их закрепления и др. Нелинейные эффекты проявляются в появлении дополнительных обертонов в спектре излучаемого звука, а также в появлении зависимости собственных частот струн от амплитуды приложенной силы и поляризации (воздействие на колебания, вследствие которого они образуются в определенном месте в определенном направлении) плоскости их колебаний. Щипком рук трудно выдержать постоянную плоскость возбуждения струны, из-за реакции опор и трения в них возникаю дополнительные крутящие моменты, благодаря им плоскость колебаний струны начинает вращаться по эллипсу.

Подставка - это основное звено передачи колебательной энергии от струн к деке. Подставка имеет плоскую форму. Чем ближе к подставке отщипывается струна, тем больше сила воздействия, в спектре появляются больше высоких гармоник и ярче становится тембр звучания.

Колебание корпуса укулеле.

Энергия колебаний струн передается сначала верхней деке, затем нижней деке и воздушному объему, что приводит к возбуждению в них резонансных колебаний. Каждый из этих элементов имеет собственный спектр, состоящий из большого количества обертонов.

Верхняя и нижняя дека представляет собой пластины изогнутой формы с переменной толщиной и форма колебаний. Спектр и форма колебаний связанной системы существенно отличается от резонансных частот и формы колебаний отдельных элементов. присоединение нижней деки приводит к увиличению гибкости воздушного объема и сдвиг его резонансов в сторону нижних частот. Чем выше настроена нижняя дека, чем больше ее жесткость, тем меньше ее влияние на сдвиг резонансных частот воздушного объема, поэтому нижнюю деку настраивают как можно выше, усиливая ее жесткость добавлением ребер жесткости. При обмене энергией колеблющейся струн и корпуса могут возникать явления "ращепления" частот, характерные для связанных контуров. Резонансы деки, "поддержанные" резонансом струны, затухают медленнее, чем остальные резонансы.

Если коэффициент связи достаточно большой, то может произойти расщепление на две частоты , при этом возникает биение излучаемых обертонов - "волчий тон". Для борьбы с этим можно регулировать натяжение струн, добротность, т.е. затухание, и частоту резонансов корпуса, за счет изменения его жесткости путем выбора количества и способов размещения ребер.

7. Техника игры

При игре на укулеле левая рука держит гриф, правая извлекает звук. Вне зависимости от того, сидите музыкант или стоите, укулеле всегда удерживается в руках одинаково. Инструмент прижимается к груди правым предплечьем, одновременно упирая корпус укулеле в сгиб локтя. Если убрать левую руку и укулеле останется в том же положение, то это правильная постановка. Гриф укулеле должен удерживаться кистью левой руки между большим и остальными пальцами таким образом, чтобы все четыре пальца, кроме большого, могли быть использованы при игре. При игре боем, используется ногти пальцев правой руки, когда пальцы проводят по струнам вниз, и подушечки пальцев, когда пальцы проводят вверх. Бить по струнам нужно на уровне корпуса, чуть выше розетки.



Рисунок 11

Есть несколько способов игры на укулеле:

1. Бой - это когда правая рука играет по всем струнам определенный ритм. Существует множество разновидностей боя.

2. Перебор (арпеджио) - это тоже ритм, но при исполнении используются не все струны и играются в определенной последовательности.

3. Медиатор.

У каждого пальца правой руки есть название, так же как и у гитары. Большой палец - pulgar; указательный палец - indice; средний палец - medio; безымянный палец - anular. На левый руке: указательный палец - 1; средний палец - 2; безымянный палец - 3; мизинец - 4.

На укулеле не стоит играть, используя обычный гитарный медиатор, вследствие того, что это приводит к изнашиванию струн. Специально для укулеле существует войлочный медиатор, подходящий именно для нее.

8. Акустические характеристики

Частотный диапазон:

· Бас D1 (37 Гц) до G3 (196 Гц)

· Баритон D3 (147 Гц) до A5 (880 Гц)

· Тенора G3 (196 Гц) до E6(1318 Гц)

· Концертная C4 (262 Гц) до B5 (968 Гц)

· Сопрано D4 (294 Гц) до B5 (968 Гц)

· Сопранино G4 (392 Гц) до F6 (1397 Гц)

Спектр укулеле. (А4)

Заключение

акулеле музыкальный гитара акустический

Укулеле - гавайский струнно-щипковый музыкальный инструмент, относящийся к группе хордофонов. Традиционная конструкция укулеле напоминает конструкцию гитары, только упрощённую. Является самой маленькой инструментом во всем семействе гитар. Благодаря гавайскому королю, который включил укулеле в состав Королевского оркестра, инструмент стал весьма популярным. Сегодня ее используют при создании музыки различных жанров: от регги и до рока, традиционной музыки и «Jawaiian».

Список литературы

1. Алдошина И. А., Приттс Р. - Музыкальная акустика.

2. Кузнецов Л. - Акустика музыкальных инструментов.

Размещено на Allbest.ru