Η Φυσική των Μουσικών Οργάνων: ΚΑΛΑΜΙΔΑ [πίσω]

Ενώ η ιστορία των μουσικών οργάνων συμβαδίζει χρονολογικά με τον πολιτισμό του ανθρώπου, η επιστήμη, που μελετά την ακουστική τους συμπεριφορά, είναι εντελώς πρόσφατη. Με την κατανόηση των φυσικών αρχών βάσει των οποίων τα μουσικά όργανα (έγχορδα, πνευστά, κρουστά, ιδιόφωνα) παράγουν ήχους δια των οποίων οι άνθρωποι δημιουργούν μουσική, ελπίζουμε ότι κάποτε θα είμαστε σε θέση να διατυπώσουμε κριτήρια για το τι είναι το τέλειο μουσικό όργανο.
Σ’ αυτό το σημείο ευελπιστούμε ότι η επιστήμη θα έλθει αρωγός στην τέχνη συμβάλλοντας στην βελτίωση του σχεδιασμού των οργάνων, την απλοποίηση του χειρισμού τους και την αύξηση της ηχητικής τους αποδόσεως, αφού γνωρίζουμε ότι ως μηχανές τα μουσικά όργανα έχουν απόδοση μόλις 5%.
Πρέπει να τονισθεί εμφατικά ότι πολλές από τις χαρακτηριστικές ιδιομορφίες των ήχων των μουσικών οργάνων, τις οποίες οι οργανοκατασκευαστές και οι μουσικοί γνωρίζουν, η επιστήμη ακόμη δεν κατάφερε  να τις μετρήσει και να τις εξηγήσει πλήρως, παρόλο που για αρκετά μουσικά όργανα μόνον τα τελευταία χρόνια η Μουσική Ακουστική κατάφερε να δώσει μια λογική εξήγηση των βασικών τους μηχανισμών.
Στο σεμινάριο αυτό εκτίθενται αναλυτικά θεωρίες της Φυσικής για την αντιμετώπιση της λειτουργίας των μουσικών οργάνων και παράλληλα πραγματοποιούνται ακουστικά πειράματα, φασματικές αναλύσεις, έρευνες και μετρήσεις επί πραγματικών οργάνων χρησιμοποιώντας εξοπλισμό που διαθέτει το Εργαστήριο Μουσικής Ακουστικής Τεχνολογίας.
Ο κάθε φοιτητής, εκτελεστής κάποιου μουσικού οργάνου, θα βρει την ευκαιρία να πειραματισθεί με διατάξεις ακουστικών αναλύσεων και μετρήσεων επί του μουσικού του οργάνου, με την προϋπόθεση, βέβαια, ότι έχει περάσει το μάθημα Φυσική και Μουσική Ακουστική. Τα συμπεράσματά του θα εκθέσει σε μία εργασία –επιστημονικής δομής- περίπου δύο τυπογραφικών (32 σελίδων).

Η Φυσική της λειτουργίας της καλαμίδας των ξύλινων πνευστών μουσικών οργάνων
Στα ξύλινα πνευστά μουσικά όργανα ο αέρας φυσιέται δια μέσου της καλαμίδας, είτε αυτή είναι μονή (κλαρινέτο) (Σχήμα 1), είτε είναι διπλή (όμποε) (Σχήμα 2), δονείται η καλαμίδα με αποτέλεσμα να δημιουργούνται δονήσεις της αέριας στήλης μέσα στον σωλήνα του οργάνου.

Μελετήθηκε η ροή των ρευστών (=υγρών και αέριων σωμάτων)
Αναλύθηκαν ο νόμος της συνέχειας και Ο νόμος του Bernoulli ή θεώρημα της Υδροδυναμικής, ώστε να γίνει κατανοητός ο μηχανισμός που θέτει την/τις καλαμίδα/ες σε ταλάντωση για την παραγωγή του ήχου.
Κάθε φοιτητής, που ήταν εκτελεστής ξύλινου πνευστού οργάνου, πειραματίσθηκε με τις δικές του καλαμίδες (μαλακές, σκληρές) ηχογραφώντας τους ήχους τους και κατόπιν τους ανέλυσα φασματικά για να μελετήσει την χροιά τους.

[πίσω]