Номер 5, страница 32, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Звук. Параграф 69. Исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 5, страница 32.

Условие.

• Индивидуальность музыкальных инструментов.

Решение.

Индивидуальность музыкальных инструментов.

Решение

Индивидуальность звучания каждого музыкального инструмента, даже когда они играют одну и ту же ноту (то есть звук одной и той же высоты), определяется его тембром. Тембр — это качественная характеристика звука, его «окраска». Именно благодаря тембру мы можем отличить звук скрипки от звука флейты, даже если они воспроизводят ноту с одинаковой частотой основного тона и одинаковой громкостью.

Тембр определяется совокупностью нескольких физических характеристик звуковой волны. Основными из них являются спектральный состав и динамическая огибающая.

1. Спектральный состав звука.
Любой звук музыкального инструмента (за исключением идеализированного звука камертона) является сложным колебанием. Его можно представить как сумму простых гармонических колебаний с разными частотами. Эти составляющие называются:
• Основной тон — это колебание с самой низкой частотой в спектре звука ($f_1$). Именно частота основного тона определяет воспринимаемую нами высоту звука.
• Обертоны — это все остальные колебания с частотами, превышающими частоту основного тона. Те обертоны, частоты которых кратны частоте основного тона ($f_n = n \cdot f_1$, где $n = 2, 3, 4, ...$), называются гармониками.
Индивидуальность инструмента заключается в уникальном наборе этих обертонов и их относительной интенсивности (амплитуде). Например, у флейты очень слабые обертоны, поэтому ее звук кажется «чистым». У скрипки, напротив, богатый спектр сильных обертонов, что делает ее звук «насыщенным». У кларнета в спектре преобладают нечетные гармоники, что придает ему характерный тембр.

2. Динамическая огибающая.
Это характеристика, описывающая изменение громкости (амплитуды) звука с течением времени. Она включает в себя несколько фаз:
• Атака (Attack) — начальный этап, время нарастания звука до максимальной громкости. У щипковых (гитара) и ударных (барабан) инструментов атака очень быстрая, а у смычковых (виолончель) или духовых она может быть плавной и медленной.
• Спад (Decay) — короткий период уменьшения громкости сразу после достижения пика атаки.
• Поддержка (Sustain) — фаза, в течение которой звук поддерживается на некотором постоянном уровне громкости (например, пока музыкант ведет смычком по струне или дует в трубу).
• Затухание (Release) — финальный этап, время, за которое звук полностью исчезает после того, как источник звука перестал действовать.
Форма этой огибающей также является уникальной для каждого инструмента и способа звукоизвлечения.

Таким образом, сочетание уникального гармонического спектра и характерной динамической огибающей формирует неповторимый тембр, который и является «индивидуальностью» музыкального инструмента.

Ответ: Индивидуальность звучания музыкальных инструментов определяется их тембром. Тембр, в свою очередь, зависит от двух основных факторов: 1) спектрального состава звука, то есть от количества и относительной интенсивности обертонов (гармоник), сопровождающих основной тон; 2) динамической огибающей звука, то есть характера изменения его громкости во времени (атака, спад, поддержка, затухание).