Кошарата; дажба, необходима за r; музикален резултат
От доста години акустиците са объркани и разстроени, тъй като техните измервания на естествените честоти във въздушните колони на духовите инструменти не корелират много добре с височините на нотите, свирени от музиканти на тези инструменти. Както показах по-горе с аналогията с водната тръба, сега знаем, че нотата на музиканта се основава на много естествени режими на вибрация, които образуват един вид кооперативен процес, който ще наречем по конвенция „режим на трептене“. Това е стабилно състояние на трептене, при което няколко вибрационни режима на въздушната колона си сътрудничат с механизма на устните, за да произвеждат енергия едновременно на няколко хармонично свързани честоти.
Има достатъчно доказателства, че Буасе е съзнавал неадекватността на теорията на трептенията, основаваща се на предположението, че само една от естествените честоти ("вълни") на въздушния стълб е взаимодействала с клапанната устна, за да създаде бележка. С други думи, Буасе признава неадекватността на формулировката на Вебер-Хелмхолц на проблема с трептенията, дори ако той прие неговата валидност. общ. Интересът на Bouasse към месингови „бележки на педалите“ (за които ще имам други неща, които ще кажа по-късно) дава най-ясната индикация. Тези опасения всъщност го накараха да опише качествения характер на действителното сътрудничество, макар че не беше в състояние да развие количествените взаимоотношения.
Сега е моментът да насочим вниманието си към истинските въздушни колони от музикален тип, за да разберем практическите последици от акустичната теория, които само досега сме очертали. В параграфите по-долу ще опиша накратко някои лабораторни измервания на музикални инструменти, които след това могат да бъдат използвани като основа за описание на звука, който те произвеждат. Крайната цел на тези описания е да се подготви за обсъждане на приликите и разликите в звука между днешната тръба и тази от епохата на барока.
Фигура 4: Измерване на входния импеданс
Има няколко допълнителни метода за измерване на реакцията на налягането на въздушен стълб към инжектирания въздушен поток. Те са по-трудни за разбиране, но понякога и по-малко сложни за извършване на точни измервания. Такова много гъвкаво устройство е описано за първи път от Йозеф Мерхаут в Прага. 19 Друго устройство, което е било много полезно за изучаването на месинг, е адаптация на устройство, конструирано за пръв път от Джон Колтман за неговите изследвания на звуковия механизъм на флейтата. 20 Съществува и друг вид много по-стари техники за измерване на въздушни колони, които са изобретени за първи път от англичанина Блейкли през деветнадесети век. Съвременна форма на системата Blaikley е лесна за настройка и включва измерване на вариациите на звуковото налягане в мундщука, както по-горе. Но възбуждането на въздушната колона се получава чрез правилно контролиран високоговорител, поставен пред клаксона на инструмента, вместо тръба, завършваща в чашата на устата. В моята лаборатория виждам, че тези различни техники имат качества, които ги правят особено подходящи за един или друг вид измерване.
Сега е моментът да изследваме какъв вид крива на реакция на налягането получаваме в резултат на стимул на потока, приложен към устието на въздушна колона. Акустикът ще префразира въпроса и ще поиска входния импеданс Z. на тръбата като функция от честотата. Когато парче цилиндрична тръба с приблизително 138 cm е свързано към система за възбуждане, кривата на реакцията на налягането показва десетки пикове на входния импеданс (реакцията), чиито честоти са еднакво раздалечени при кратни. странно с честота приблизително 63 Hz (виж фигура 5а)