Физика, объясняющая, почему рожок может играть несколько нот, а свисток — только одну.

На некоторых типах свистков, если сильно дунуть, можно получить вторую гармонику, которая будет звучать на октаву выше основной. Блокфлейта по сути представляет собой свисток с длиной резонирующей камеры, управляемой пальцами, и вы можете очень легко передуть октаву.

Медные духовые инструменты легче воспроизводят свои обертоны, потому что вы напрямую контролируете вибрацию. Игра на духовом инструменте — это, по сути, пение губами, при этом инструмент подстраивает высоту тона к ближайшему обертону. У вас нет такого прямого контроля над свистком.

Причина, по которой вы можете получить несколько нот из горна, заключается в том, что вы можете варьировать амбушюр. Если вы сожмете рот и дунете сильнее, вы получите более высокую ноту, потому что ваши губы двигаются быстрее. Горн по сути является усилителем звука, который вы издаете своими губами. Он может усиливать только частоты, с которыми резонирует, поэтому у горна ограниченное количество нот. (У трубы есть клапаны, которые фактически изменяют размер дыхательных путей валторны, позволяя ему резонировать с различными гармоническими сериями.)

Свистком фиксируется амбушюр. Вы дуете в дырку. Другое отверстие ограничивает выходящий поток воздуха, заставляя воздух вибрировать с определенной частотой, которая зависит от объема внутренней части свистка, а также от размера и формы отверстия. Если вы дунете сильнее, вы просто повлияете на амплитуду — вы получите более громкий звук. (Сравните это со слайд-свистком. Изменяя размер свистка, вы получаете столб воздуха другого размера и, следовательно, другую ноту. Кроме того, пенни-свисток получает разные ноты, закрывая разные отверстия вдоль трубки, что меняет размер трубки и, следовательно, объем воздуха.)

Резюме

Свисток с резонирующей камерой гораздо меньшего размера имеет очень небольшой набор частот, на которых он резонирует. Горн, гораздо более длинный, с рожком на одном конце, резонирует на многих частотах. Оба начинаются с широкополосного шума, но свисток может резонировать только на одной частоте, а рожок — на нескольких. Поэтому горнист может настроить широкополосный шум, чтобы получить интересующую его частоту.

Источник шума

Свистки и рожки издают звук принципиально по-разному, однако результат один - в резонатор инструмента вносится относительно узкий, но все же широкополосный шум:

Свист толкает быстро движущийся воздух мимо более медленного воздуха , создавая вихри, которые создают волны давления. Это приводит к широкополосному шуму с пиковой частотой. Камера или трубка, в которую вводится этот шум, резонирует на определенной частоте с широкополосным шумом и не только гасит другие соседние частоты, но и усиливает выбранную частоту. Примечательно, что этот широкополосный шум не очень хорошо регулируется — вы можете дуть быстрее или медленнее, но конструкция источника шума ограничивает контроль пользователя над доминирующей частотой шума.

Горн вносит широкополосный шум в горн, пропуская воздух мимо губ игрока, которые вибрируют, модулируя воздух и создавая волны давления. Пользователь имеет большой контроль над доминирующей частотой, введенной в инструмент. Регулируя сжатие губ, они могут значительно увеличить или уменьшить частоту.

Резонаторный резонатор

Когда волна отражается обратно к своему источнику, если она не совпадает по фазе с источником, отражение затухает или уменьшает источник. Если это в фазе, это усилит источник.

В свистке камера или полость очень простые, чаще всего просто цилиндр. Он резонирует на относительно небольшом количестве частот.

Горн - гораздо более акустически сложный инструмент. Длина трубки не только создает длинную полость, которая может резонировать на многих частотах, но и раструб на конце является значительной (и сложной с физической точки зрения) частью полости. Теоретически «идеальный» горн будет резонировать только на желаемых частотах. Конечно, в реальном мире есть компромиссы, и поэтому у игрока все еще есть значительная работа, чтобы убедиться, что они производят начальный шум, который создает желаемую ноту, но горн по-прежнему гасит большинство частот и усиливает желаемые частоты.

В качестве информации: таборная труба с тремя отверстиями, используемая в сочетании с небольшим барабаном в качестве «дудки и табора», использует гармонический ряд трубы для воспроизведения полутора октав и теоретически больше, начиная с октавной гармоники. (основной редко используется). Галисийский Txistu в основном тот же инструмент.

Вы можете воспроизвести тот же эффект на стандартном оловянном свистке, удерживая 3 верхних отверстия закрытыми и изменяя давление дыхания, играя на трех нижних отверстиях. Компромиссы в размере отверстий и расположении, сделанные для того, чтобы сохранить настройку стандартных двух октав, означают, что обертоны становятся все более и более расстроенными по мере того, как вы поднимаетесь выше.