Как сделать звук громче?
Когда мы говорим шепотом, получается тихий звук.
Когда говорим вслух, голос звучит громче. Почему?
Что конкретно мы делаем для усиления нашего голоса?
А делаем мы голову и шею единым целым. Примерно так, как в гимнастике усилиями мышц и связок человек делает единым целым тело.
Таким образом мы превращаем в резонатор отдельные кости головы или голову целиком.
Биомеханики здесь встали бы в тупик - как можно без мышц напрячь связки между костями черепа? Однако есть основания думать, что нашему сознательному управлению доступны не только мышцы, но и связки, и фасции.
С помощью духового музыкального инструмента человек может усилить свое дыхание так, что его начинает слышать весь зал. А как это работает? Каковы условия громкого звука?
Разберем принцип действия простого свистка.
Дуем в свисток, поток воздуха между пластинами начинает двигаться очень быстро, за счет гибкости пластина втягивается в этот поток, но только до некоего предела, обусловленного ее упругостью, после чего пластина резко распрямляется и рвет поток воздуха. Получаются области сгущения/разрежения воздуха, которые мы воспринимаем как громкий звук свистка.
А как работает труба, флейта? Это цельное тело: колебание одной части вызывает колебания других частей. Обычно музыкальные инструменты делают из дерева или металла, реже - из жесткого пластика. Мягкие материалы не подходят именно потому, что не колеблются как целое.
Большой размер инструмента позволяет получать более громкий звук. Раструб также позволяет получать более громкий звук. А почему? Ведь изначально музыкант вдувает в трубу или флейту некую порцию воздуха - очень ограниченную. Каким образом эта порция воздуха может преобразоваться в громкий звук, заполняющий весь концертный зал (или спортивный зал в случае свистка у судьи). Слово «резонанс», оно, конечно, что-то объясняет, но не объясняет, откуда берется дополнительная энергия.
А объяснение, как мне кажется, состоит в том, что при колебаниях твердого тела в нем обязательно возникают разрывы сплошности, которые сопровождаются выделением энергии. И каким-то образом эта энергия может пойти на увеличение интенсивности звука. (Каким именно образом - пока непонятно.) Раструб же обеспечивает разрывы сплошности воздушного потока.
Что касается тональности звука: звук чистый (воспринимается как цельный), если состоит из гармоник/обертонов, например, основной звук 400 Гц, и дополнительные обертоны 800 Гц, 1200 Гц, 1600 Гц и т.д. Получается чистый звук как раз при условии беспрепятственной передачи колебаний по всему телу.
Click to viewЕсли же какая-то часть тела болтается независимо, она производит негармоничные звуки, то есть, не кратные по частоте. И наложение таких некратных звуков порождает «не чистый» звук, который звучит то громче, то тише.
Люди с музыкальным слухом отчетливо воспринимают эти колебания громкости, поэтому способны настраивать гитары, пианино и т.д.
Если звук от струны с определенным натяжением совпадает по кратности со звуками, порождаемыми корпусом гитары, звук получается чистый - и это правильное натяжение струны. Если при другом натяжении струна производит колебания, диссонирующие с корпусом гитары, - звук не чистый, и струну нужно дополнительно натянуть или ослабить.
P.S.: иллюстрация сложения гармоник - сложение частот 5 Герц, 10 и 20. Как музыканты декларируют: мы услышим при этом одну ноту (5 Герц), только с гармониками она будет более «богатой» по звучанию.
