Стоячие волны и резонанс.

Звуковая волна, которая встречает на своем пути перпендикулярную твердую поверхность (например, стену), отражается от нее и возвращается по тому же самому пути. Две волны, движущиеся в противоположные стороны способны производить так называемые стоячие волны, которые окрашивают звук новыми гармониками (то есть изменяют тембр звука). Например, в замкнутом прямоугольном помещении стоячие звуковые волны находятся точно посередине комнаты. И если вы встанете в это место, то услышите, как изменился звук (чаще всего в худшую сторону).

Если длина волны источника звука становится кратна длине помещения, то фаза отраженной волны совпадает с фазой прямой волны, в результате чего происходит их взаимное усиление. А так как в прямоугольном помещении звук отражается от стен несколько раз, то происходит многократное усиление громкости звука. То есть, возникает воздушный резонанс - частный случай стоячей волны.

Любое помещение имеет некую критическую частоту звука при которой возникает резонанс. Причем у помещений с разными геометрическими размерами будут разные критические частоты. Эту частоту называют частотой резонанса. Резонанс чаще всего возникает именно на низких частотах, так как длина волны низких звуков сравнима с длиной и шириной помещения. Кстати, бас-гитаристы, репетирующие дома, отлично знакомы с таким эффектом: некоторые взятые на инструменте ноты неожиданно усиливаются, при этом начинают угрожающе звенеть стекла в окнах и шкафах.

Резонанс, в большинстве случаев, явление крайне неприятное. Поэтому в музыкально используемых помещениях с ним борются всеми возможными способами. Например, ликвидируют параллельные поверхности - студийные комнаты очень часто проектируются таким образом, что все углы имеют величину больше 90 градусов. Однако резонанс не всегда бывает вреден. В духовых инструментах и органах это явление используют для усиления звука и получения характерного тембра.

У любой трубки есть своя частота резонанса, которая определяется геометрическими размерами самой трубки. Если в такую трубку попадает звуковая волна (например, от трости саксофона), то в центре сечения трубки возникает резонансная волна определенной частоты, которая усиливает звук и украшает его новыми гармониками. Меняя длину трубки, мы можем добиться изменения высоты звука. Именно такой принцип управления используется во всех духовых инструментах: например, в тромбоне музыкант выдвигает колено трубы, меняя ее длину; в кларнете, гобое, флейте, саксофоне длина трубы меняется при помощи закрытия и открытия отверстий и т. д.

Для музыкантов, которые записывают свои композиции дома, знание о наличии в любом помещении стоячих волн и понимание природы воздушного резонанса достаточно важно, так как позволяет с этими явлениями бороться. Например, если вы что-то записываете с микрофона в обычной жилой комнате, то микрофон ни в коем случае нельзя располагать прямо в центре помещения - иначе вы на записи получите искаженный стоячими волнами звук. С резонансами тоже можно бороться. Например, чем больше в вашей комнате отражающих непараллельных поверхностей, тем меньше условий для возникновения резонансов. Особенно важно обеспечить такие условия при записи с микрофона низкочастотных инструментов - контрабасов и бас-гитар.

Официальный сайт: www.djextra.ru