Основной тон и обертоны звука. Значение слова обертоны в словаре музыкальных терминов. Несколько научных терминов

Любое периодич. колебание можно представить как сумму осн. тона и обертонов, причём частоты и амплитуды этих О. определяются как физ. свойствами колебат. системы, так и способом её возбуждения. Если частоты всех О.- целые, кратные основной частоте, то такие О. наз. гармоническими, или гармониками. Если же частоты зависят от осн. частоты более сложным образом, то говорят о негармонич. О. В этом случае периодич. колебание также может быть представлено как сумма гармоник, но это разложение будет приближённым, тем более точным, чем большее число гармоник взято. Если частота осн. тона f (первый О.), то частота второго О. равна 2f или близка к этому значению, частота третьего - 3f и т. д.

Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия . . 1983 .

ОБЕРТОН

(от нем. Oberton - высокийтон, высокий ) - синусоидальная составляющая периодич. колебания сложнойформы с частотой, более высокой, чем основной тон. Любое периодич. f (первая ), то частота второй гармоники равна 2f или близка к этому значению, частота третьей 3f и т. д. Состав икол-во О. сложного звука определяет его качеств. окраску, или тембрзвука. Анализ колебаний и выделение О. относится не только к акустическим,

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. - М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Синонимы :

Смотреть что такое "ОБЕРТОН" в других словарях:

Обертон … Орфографический словарь-справочник

Обертона, м. [нем. Oberton] (физ. муз.). Призвук, дополнительный тон, придающий основному тону особый оттенок или качество звучания; тембр. Большой словарь иностранных слов. Издательство «ИДДК», 2007. обертон а, м. (нем. Oberton … Словарь иностранных слов русского языка

Флажолет, призвук Словарь русских синонимов. обертон сущ., кол во синонимов: 2 призвук (4) флажол … Словарь синонимов

ОБЕРТОН, обычно ГАРМОНИКА, составная часть музыкальной ноты, с частотой, кратной частоте основной ноты. У некоторых музыкальных инструментов имеются негармонические обертоны … Научно-технический энциклопедический словарь

ОБЕРТОН, обертона, муж. (нем. Oberton) (физ. муз.). Призвук, дополнительный тон, придающий основному тону особый оттенок или качество звучания; тембр. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ОБЕРТОН, а, муж. (спец.). Дополнительный тон, придающий основному звуку особый оттенок или тембр. | прил. обертонный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

обертон - Собственная частота, превышающая основную частоту в нецелое число раз. Единица измерения Гц [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.] Тематики … Справочник технического переводчика

Колебания идеальной струны. Реальные колебания составляются из указанных. 1 основной тон, 2 5 вторая пятая гармоники, соответствующие первому четвёртому обертонам … Википедия

- (нем. Oberton, от оbег верхний, главный и Топ тон) гармонич. (синусоидальная) составляющая сложного негармонич. колебания с линейчатым спектром (см. Гармонический анализ), частота к рого больше наименьшей частоты v0 в спектре этого колебания.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги

Голубой человек , Буссенар Л.. Санкт-Петербург, 1911 год. Издательство П. П. Сойкина. Иллюстрированное издание. Владельческая обложка. Сохранность хорошая. Молодой французский коммерсант Феликс Обертон отправляется с…

Oberton - «верхний тон») в акустике - призвуки, входящие в спектр музыкального звука; высота обертонов выше основного тона (отсюда название). Наличие обертонов обусловлено сложной картиной колебаний звучащего тела (струны, столба воздуха, мембраны, голосовых связок и т. д.): частоты обертонов соответствуют частотам колебания его частей.

Обертоны бывают гармоническими и негармоническими. Частоты гармонических обертонов кратны частоте основного тона (гармонические обертоны вместе с основным тоном также называются гармониками ); в реальных физических ситуациях (например, при колебаниях массивной и жесткой струны) частоты обертонов могут заметно отклоняться от величин, кратных частоте основного тона - такие обертоны называются негармоническими.

Ввиду исключительной важности для музыки именно гармонических обертонов (и относительной малозначимости негармонических ) вместо «гармонический обертон» в музыкально-теоретической (но не в физической) литературе часто пишут «обертон» без каких-либо уточнений.

Обертон может быть колебанием частей звучащего тела, выраженных как правильными дробями (1 / 2 , 1 / 3 , 1 / 4 и т. д.), так и неправильными (например, при колебании звучащего элемента ударного инструмента с неопределённой высотой звука, такого как там-там). Количество и характер обертонов влияют на тембр инструмента. Каждый обертон имеет порядковый номер, обозначающий, какая часть струны колеблется. Звукоряд, состоящий из основного тона и его гармонических обертонов, называется Натуральным (обертоновым) звукорядом .

Начальные 10 обертонов прослушиваются по высоте и сливаются друг с другом в аккорды. Остальные прослушиваются плохо, или не прослушиваются вообще.

Понятие обертона у настройщиков фортепиано

У настройщиков фортепиано обертоном также называют биение звука при одновременном звучании двух струн. На слух это воспринимается, как неравномерная громкость. Если две струны настроены идентично (или с разницей в целое число октав), то биения не наблюдается. В противном случае биение происходит столько раз в секунду, насколько различаются высоты звуков в герцах (справедливо также для звуков с разницей, равной целому числу октав). Одно биение в секунду называют «один обертон» и т. д.

Использование обертонов в музыке

Обертоны (как гармонические, так и негармонические) стали основным звуковым материалом для ряда экспериментальных сочинений (чаще электронных «реализаций») последней трети XX века , обобщённо именуемых тембральной, или спектральной музыкой .

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Обертон" в других словарях:

Обертон … Орфографический словарь-справочник

- (нем. Oberton, от ober верхний и Ton тон), синусоидальная составляющая периодич. колебания сложной формы с частотой, более высокой, чем основной тон. Любое периодич. колебание можно представить как сумму осн. тона и обертонов, причём частоты и… … Физическая энциклопедия

Проделайте такой опыт: беззвучно нажмите клавишу фортепиано, а потом сильно ударьте и сразу отпустите клавишу октавой ниже (например, держите до второй октавы, а ударьте до первой). Взятый вами тон быстро угаснет, но еще долго будет слышаться тихий, но отчетливый звук нажатой вами клавиши. Можно беззвучно нажать клавишу двумя октавами выше ударяемой. Соответствующий ей звук тоже будет слышен, хотя и менее отчетливо.

Давайте разберемся, почему это происходит. Если вы прочли, что рассказывается о звуке , то уже знаете, что он возникает в результате колебания упругого тела, в данном случае - струны. Высота звука зависит от длины струны. Вы ударили, например, до первой октавы. Задрожала, завибрировала струна, послышался звук. Но колеблется струна не только вся целиком. Вибрируют все ее части: половина, третья часть, четверть и так далее. Таким образом, одновременно слышится не один звук, а целый многозвучный аккорд. Только основной тон, самый низкий, слышен гораздо лучше других и воспринимается ухом как единственно звучащий.

Остальные же, образованные частями струны и поэтому более высокие обертоны (Oberton по-немецки «верхний тон»), или гармонические призвуки, дополняют звучание, влияют на качество звука - его тембр.

Все эти гармонические призвуки вместе с основным тоном образуют так называемый натуральный звукоряд или шкалу обертонов, которые нумеруются снизу вверх по порядку: первый звук - основной, второй октавой выше, третий - октава + чистая квинта, четвертый - октава + чистая квинта + чистая кварта (то есть на 2 октавы выше основного). Дальнейшие призвуки расположены на более близком расстоянии друг от друга.

Этим свойством - издавать не только основной звук, но и обертоны - иногда пользуются при игре на струнных инструментах. Если в момент извлечения звука смычком слегка прикоснуться пальцем к струне в том месте, где она делится пополам или на третью, четвертую и т. д. часть, то колебания больших частей исчезают, и раздастся не основной звук, а более высокий (соответственно оставшейся части струны) обертон. На струнных такой звук называется флажолетом. Он очень нежный, несильный, холодноватого тембра. Композиторы пользуются флажолетами струнных как особой краской.

Ну а произведенный нами опыт с беззвучно нажатой клавишей? Когда мы это сделали, то, не ударяя по струне фортепиано, освободили ее от глушителя, и она стала колебаться в резонанс половине более длинной - задетой нами струны. Та, когда клавиша возвратилась на место, остановилась, а колебания верхней струны продолжились. Ее звучание вы и услышали.

Чтобы разобраться в понятии такого слова, как обертон, сначала надо его послушать или напеть, так как он является дополнительным звуком или призвуком, находящимся выше основного тона, спетого голосом или сыгранного на каком-либо музыкальном инструменте. обертон - это своеобразное украшение звука.

История классификации обертонов

В Европе на дополнительные звуки, извлекаемые на музыкальных инструментах, раньше особо внимания никто не обращал. Но все прекрасно понимали, что слышат дополнительные и является обертон, что это и как он обозначается, попробуем разобраться.

В свое время классификацией обертонов занимались профессор Кейзерлинг и его ученик по имени Ральф Роузинг, который даже превзошел своего учителя, усовершенствовав понятие обертонов. При этом он даже написал музыку на основе этого уникального звукоряда.

Гармонические и негармонические обертоны

Наверняка, многие знают, что существуют звуки, вызывающие положительные или отрицательные эмоции. Вот они-то и есть обертоны. Считается, что самые низкие звуки типа гула относятся к «плохим» звукам. А вот обертоны и звуки, находящиеся в верхнем диапазоне, действуют на человека успокаивающе. Тогда рассмотрим обертон - что это за звук, и как он влияет на человека.

Обертоны невозможно представить себе без некоторых дополнительных терминов. Это касается их разновидностей. Значение слова обертон является общим и включает в себя две основные категории, по которым обертоны классифицируются.

Существует и такое понятие, как гармонический обертон. Что это, необходимо разобраться. В мире музыки и исследовании в физике гармоническими обертонами принято называть дополнительные звуки верхнего диапазона, частота которых кратна частоте основного тона. Совместное звучание в теории музыки называется гармоникой.

В некоторых случаях обертонов может выходить за пределы кратности основному тону. Тут применяется понятие негармонический обертон. Что это такое? По сути, это слишком сильное различие в звучании основного и дополнительного звуков, которое может возникать, к примеру, при колебании массивных струн.

Наиболее востребованными в музыкальном отношении являются гармонические обертоны, кратность которых выражается правильными и неправильными дробями. Второй вариант используется для инструментов без определенного тона, скажем, для барабанов. Здесь же нужно учитывать и амплитуду звучания, которую часто путают с громкостью, и частоту вибрации, и резонансные показатели.

Значение обертонов в музыке

Использование обертонов в музыкальном плане трудно переоценить. Действительно, ведь именно благодаря им можно наблюдать широкие спектры тембров инструментов. Если бы все звуки на музыкальном инструменте не имели бы обертонов, мы бы просто не различали их. Каждый звук был бы похож один на другой. Понятно, что в эмоциональном плане такие звуки никакого морального удовлетворения не вызовут.

Именно с музыкальной точки зрения отвечая на вопрос: обертон, что это, можно привести массу ярких примеров того, как обертоны могут украшать звучание инструмента. Так гитаристы очень часто используют приемы игры, называемые искусственными флажолетами. Более того, если такой звук извлекается на гитаре, использующей эффекты типа Fuzz, Drive или Overdrive, проявление обертонов значительно усиливается. Кроме того разные по высоте обертоны можно получить, если извлекать флажолеты на разных отрезках грифа.

Если взять историю, то обертонам отдавалось особое предпочтение в Древнем Китае. Китайцы относились очень скрупулезно к настройке музыкальных инструментов и звукоизвлечению. В принципе, у них не было понятия обертонов, но они чувствовали возникающую гармонию на чисто интуитивном уровне.

Роль обертонов при настройке инструментов

Тон обертон имеет огромное значение для настройки инструментов. Конечно, можно использовать специальные устройства, называемые тюнерами. Но те же профессиональные настройщики фортепиано никогда их не используют, поскольку привыкли полагаться только на свой уникальный слух. При настройке они на слух воспринимают разницу, с которой звучат несколько струн при ударе молоточком.

В нижних регистрах имеется по две струны на одну клавишу. В верхних октавах - по три. Можно себе только представить, насколько тонким должно быть восприятие звука у настройщика, чтобы услышать малозаметную разницу в амплитуде и звучащих обертонах.

То же самое можно сказать и о профессиональных гитаристах, которые применяют технику строя инструмента, основанную на сравнении натуральных флажолетов, извлекаемых на соседних струнах (как правило, на пятом ладу).

Вокальные обертоны

Обертоны голоса, равно как и обертоны, получаемые на музыкальных инструментах, играют одну из ключевых ролей для передачи всех эмоциональных оттенков вокала. Это и понятно. Ведь человеческий голос является самым интересным инструментов природного происхождения. И настройке он не подлежит. Здесь нужно только научиться его использовать при помощи множества техник пения.

Наверное, многие из нас обращали внимание на сильную вибрацию голоса у оперных певцов. Именно в этот момент и можно услышать дополнительные гармоники-обертоны. Только с вокалом нужно быть очень осторожным, ведь при неправильной постановке голоса может возникнуть ситуация, когда звучать он будет несколько фальшиво. Чтобы этого не произошло, можно использовать достаточно много техник обучения пению. И потратить на это придется не один месяц или год. Зато, когда человек этому научился, слушать его исполнение какой-либо песни станет настоящим удовольствием, от которого дух захватывает.

Струна, оттянутая строго посередине, будет совершать колебания, показанные на рис. 8.3. Через каждые пол периода вся струна оказывается по разные стороны от положения равновесия. При этом на концах струны образуются узлы, а посередине - пучность смещений, так что на длине струны укладывается ровно половина длины волны (не звуковой, а поперечной волны в струне!). Частота таких колебаний и определяет высоту звука, создаваемого струной. Это так называемый основной тон струны.

Но это не единственная возможность. Можно возбудить и такие стоячие волны, при которых струна как бы разделяется на две, три и более части (рис. 2), каждая из которых колеблется с частотой, вдвое, втрое и т. д. большей, чем частота, соответствующая основному тону. Такие колебания тоже передаются окружающему воздуху и доходят до слушателя вместе с основным тоном. Называются они обертонами . Интенсивность звуков обертонов много меньше интенсивности основного звука, но обертоны как бы окрашивают звук основного тона, придают ему особое качество, называемое тембром. Он-то и позволяет отличить звук одного музыкального инструмента от другого. Зависит тембр от числа возбуждаемых обертонов и от их относительной интенсивности.

Колебания воздушного столба

В духовых музыкальных инструментах (различных трубах) источником звука является колеблющийся столб воздуха, в котором, как и в струне, возникают стоячие волны. Его колебания возбуждаются вдуванием воздуха через узкое отверстие на одном конце трубы. При таком вдувании возникает сжатие воздуха, что и дает начало колебаниям, а затем и волнам (аналогично оттягиванию струны). Правда, в отличие от струны, в воздушном столбе возникают не поперечные, а продольные упругие волны.

Труба может быть короткой или длинной, прямой или изогнутой. Другой ее конец может быть открытым или закрытым. Иногда вдуваемый воздух заставляет вибрировать тонкий упругий язычок, который передает колебания воздуху в трубе (кларнет), иногда вибрируют губы исполнителя, вызывая вибрации воздуха в трубе (корнет).

Высота звука здесь, как и в случае струны, зависит от линейных размеров. В открытой трубе основной тон возникает, когда на длине трубы укладывается 1/2 длины волны, а в закрытой - 1/4 длины волны (рис. 8.5). Высота тона зависит также от того, насколько сильно вдувается воздух, подобно тому как в струне она зависит от силы натяжения струны.

Наряду с основным тоном, в трубе возникают и обертоны с частотами, кратными основной частоте. При этом в открытой трубе возможны только такие обертоны, частоты которых представляют собой четные кратные частоте основного тона, а в закрытых трубах - нечетные кратные. Эти особенности связаны с тем, что на открытых концах трубы (а один из них всегда открытый) возможны только пучности смещений стоячей волны.

Музыкант может изменять действующую длину трубы, закрывая и открывая отверстия, сделанные вдоль трубы, с помощью клапанов или просто зажимая их пальцами (флейта, кларнет, дудка). В тромбоне, например, длина трубы, а вместе с тем и высота звука, изменяется с помощью скользящей U -образной приставки. В органе же длины труб неизменны, но зато число труб с самыми разными длинами чрезвычайно велико - до нескольких тысяч.

Оттянув струну посередине и отпустив, мы возбудим в ней колебание, изображенное на рис. 99, а. На концах струны получаются узлы, посередине - пучность.

С помощью этого прибора, меняя массу груза, натягивающего струну, и длину струны (перемещая добавочный зажим со стороны закрепленного конца), нетрудно экспериментально установить, чем определяется собственная частота колебания струны. Эти опыты показывают, что частота колебания струны прямо пропорциональна корню квадратному из силы натяженияструны и обратно пропорциональна длинеструны, т. е.

Что касается коэффициента пропорциональности, то он зависит, как оказывается, только от плотноститого материала, из которого сделана струна, и от толщины струны, а именно он равен. Таким образом, собственная частота колебаний струны выражается формулой

В струнных инструментах сила натяжения создается, конечно, но подвешиванием грузов, а растягиванием струны при накручивании одного из ее концов ни вращающийся стерженек (колок). Поворотом колка, т. е. изменением силы натяжения, осуществляется и настройка струны на требуемую частоту.

Поступим теперь следующим образом. Оттянем одну половинку струны вверх, а другую - вниз с таким расчетом, чтобы средняя точка струны не сместилась. Отпустив одновременно обе оттянутые точки струны (отстоящие от концов струны на четверть ее длины), мы увидим, что в струне возбудится колебание, имеющее, кроме двух узлов на концах, еще узел посередине (рис. 99, б) и, следовательно, две пучности. При таком свободном колебании звук струны получается в два раза выше (на октаву выше, как принято говорить в акустике), чем при предыдущем колебании с одной пучностью, т. е. частота равна теперь . Струна как бы разделилась на две более короткие струны, натяжение которых прежнее.

Можно возбудить далее колебание с двумя узлами, делящими струну на три равные части, т. е. колебание с тремя пучностями (рис. 99, в). Для этого нужно оттянуть струну в трех точках, как показано стрелками на рис. 99, в. Частота этого колебания равна . Оттягивая струну в нескольких точках, трудно получить колебания с еще большим числом узлов и пучностей, но такие колебания возможны. Их удается возбудить, например, проводя по струне смычком в том месте, где должна получиться пучность, и слегка придерживая пальцами ближайшие узловые точки. Такие свободные колебания с четырьмя, пятью пучностями и т. д. имеют частотыи т. д.

Итак, у струны имеется целый набор колебаний и соответственно целый набор собственных частот, кратных наиболее низкой частоте . Частотаназывается основной, колебание с частотойназывается основным тоном, а колебания с частотамии т. д.- обертонами (соответственно первым, вторым и т. д.).

В струнных музыкальных инструментах колебания струн возбуждаются либо щипком или рывком пластинкой (гитара, мандолина), либо ударом молоточка (рояль), либо смычком (скрипка, виолончель). Струны совершают при этом не одно какое-нибудь из собственных колебаний, а сразу несколько. Одной из причин того, почему разные инструменты обладают различным тембром, является как раз то, что обертоны, сопровождающие основное колебание струны, выражены у разных инструментов в неодинаковой степени. (Другие причины различия тембра связаны с устройством самого корпуса инструмента - его формой, размерами, жесткостью и т. п.)

Наличие целой совокупности собственных колебаний и соответствующей совокупности собственных частот свойственно всем упругим телам. Однако, в отличие от случая колебания струны, частоты обертонов, вообще говоря, не обязательно в целое число раз выше основной частоты.

На рис. 100 схематически показано, как колеблются при основном колебании и двух ближайших обертонах пластинка, зажатая в тиски, и камертон. Разумеется, на закрепленных местах всегда получаются узлы, а на свободных концах - наибольшие амплитуды. Чем выше обертон, тем больше число дополнительных узлов.

Рис.8.6. Свободные колебания на частоте основного тона и двух первых обертонов: а) пластинки, зажатой в тиски; б) камертона

Говоря ранее об одной собственной частоте упругих колебаний тепа, мы имели в виду его основную частоту и попросту умалчивали о существовании более высоких собственных частот. Впрочем, когда речь шла о колебаниях груза на пружинке или о крутильных колебаниях диска на проволоке, т. е. об упругих колебаниях систем, у которых почти вся масса сосредоточена в одном месте (груз, диск), а деформации и упругие силы - в другом (пружина, проволока), то для такого выделения основной частоты имелись все основания. Дело в том, что в таких случаях частоты обертонов, начиная уже с первого, во много раз выше основной частоты, и поэтому в опытах с основным колебанием обертоны практически не проявляются.