URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Демидов С.Э., Баксанский О.Е. Музыкальные инструменты: Физические принципы работы. Устройство. Некоторые факты истории возникновения и развития Обложка Демидов С.Э., Баксанский О.Е. Музыкальные инструменты: Физические принципы работы. Устройство. Некоторые факты истории возникновения и развития
Id: 303074
599 р.

МУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ:
Физические принципы работы. Устройство. Некоторые факты истории возникновения и развития

Музыкальные инструменты: Физические принципы работы. Устройство. Некоторые факты истории возникновения и развития URSS. 2024. 224 с. ISBN 978-5-00237-009-2.
Типографская бумага

Аннотация

Предлагаемая книга посвящена музыкальным инструментам, которые рассматриваются, прежде всего, как технические устройства. В начале исследуется само понятие «музыкальный инструмент», определяется его структура, а также приводятся варианты их классификации. Далее коротко повествуется о звуке как физическом явлении, в той степени, в которой это необходимо для рассмотрения основной темы. Книга посвящена в основном инструментам,... (Подробнее)


Оглавление
top
Оглавление3
Введение5
Глава 1. Определение понятия «музыкальный инструмент»10
1. Что мы называем музыкальными инструментами10
2. Классификация музыкальных инструментов12
Глава 2. Основные параметры музыкального звука18
Глава 3. Немного о музыкальном строе25
Глава 4. Струнные музыкальные инструменты36
1. Физические основы работы струнных музыкальных инструментов36
1.1. Щипковые39
1.2. Ударные40
1.3. Смычковые41
2. Устройство струнных музыкальных инструментов44
2.1. Скрипичные44
2.2. Струнно-клавишные инструменты51
2.2.1. Клавесин51
2.2.2. Фортепиано56
2.3. Арфа84
2.4. Гитара93
Глава 5. Духовые музыкальные инструменты99
1. Физические основы работы духовых музыкальных инструментов99
2. Устройство духовых музыкальных инструментов112
2.1. Деревянные духовые112
2.1.1. Флейта112
2.1.2. Гобой116
2.1.3. Кларнет119
2.1.4. Фагот122
2.1.5. Саксофон123
2.2. Медные духовые125
2.2.1. Валторна133
2.2.2. Труба136
2.2.3. Тромбон141
2.2.4. Туба143
2.2.5. Саксгорны145
Глава 6. Пневматические музыкальные инструменты147
1. Физические основы работы пневматических музыкальных инструментов147
2. Устройство пневматических музыкальных инструментов150
2.1. Язычковые инструменты150
2.1.1. Баян и аккордеон152
2.2. Орган162
Глава 7. Электромузыкальные инструменты172
1. Физические основы работы электромузыкальных инструментов172
2. Устройство электромузыкальных инструментов180
2.1. Электромеханические инструменты180
2.1.1. Телармониум180
2.1.2. Орган Хаммонда182
2.1.3. Электрогитара184
2.2. Электронные музыкальные инструменты189
2.2.1. Терменвокс190
2.2.2. Синтезаторы193
2.3. Сэмпльные инструменты194
2.3.1. Меллотрон194
2.3.2. Современные клавишные инструменты197
Краткое заключение198
Приложение 1. Список имен, упоминаемых в книге200
Приложение 2. Фрагмент партитуры оперы Дж. Верди «Аида» (пример использования египетских труб)204
Приложение 3. Фрагмент партитуры оперы П. И. Чайковского «Иоланта» (пример имитации сигнального рога с помощью валторн)211
Список литературы215

Введение
top
В предлагаемой книге мы хотим рассказать о некоторых музыкальных инструментах, а именно о физических принципах их работы, устройстве и немного об истории возникновения и развития.

Рассказать обо всех инструментах в одной небольшой книжке — задача почти невыполнимая, поэтому мы ограничимся рассказом о тех, которые используются в современной профессиональной музыке.

Современную музыку условно можно разделить на 3 основных направления:

* академическую (ее в народе называют классической, что не совсем правильно),

* эстрадную (рок, джаз, виа…) и

* народную (здесь имеется в виду народная музыка, исполняемая профессиональными артистами на концертной эстраде).

Подчеркнем, что такое деление весьма условно и сделано только для того, чтобы обозначить предмет изложения в данной книге. В основном, мы будем говорить об инструментах первой и второй групп и немного коснемся третьей.

Музыка является частью культуры каждого народа. Музыка постоянно изменяется. С развитием человечества изменялись технологии, люди накапливали слуховой опыт и музыкальные тенденции менялись в каждом столетии.

В разные эпохи, в разных регионах были свои музыкальные проявления. Сама музыка существует около 50 000 лет. Сначала это были примитивные звуки. В дальнейшем стали появляться первые музыкальные инструменты. С каждым веком они становились совершеннее. Современные технологии уже позволяют записывать и воспроизводить звук, да и сама музыка уже стала иметь другое значение.

Благодаря изучению археологических находок мы можем увидеть изображения древних инструментов. Так, в гробницах фараонов Древнего Египта можно встретить изображения музыкантов с флейтами и арфами. Музыкальные инструменты древности были выполнены из самых простых подручных материалов. Среди древнейших музыкальных инструментов в разное время находили: костяные дудки и флейты, звериные рога, трубы из ракушек, барабаны из шкур животных, трещотки из камня и древесины, охотничьи луки.

В древних культурах музыка имела практическое, а не художественное назначение. Она сопровождала ритуалы, танцы, военные действия. Это были звуковые сигналы, усиливающие восприятие событий.

Сначала люди использовали свой голос. В дальнейшем к голосовым звукам добавились хлопки. Можно сказать, что первым прообразом музыкального инструмента были руки человека. Щелчки пальцами могли задавать определенный ритм, и это в дальнейшем стало примитивной музыкой.

Затем люди стали брать в руки две палки, два камня или две ракушки и вместо хлопков в ладоши ударять друг о друга этими предметами, получая при этом различные звуки. Так появляются инструменты, звук на которых извлекается посредством удара, поэтому такие инструменты называют ударными. Человек взял в руки палку, ударил по пустому дереву, — появился новый звук. Удары различных предметов один о другой давали возможность расширить звуковую палитру. Ударные инструменты очень разнообразны, но первый барабан был придуман не сразу. Человек познавал законы природы и старался применить их для своих целей.

Вслед за ударными появляются духовые инструменты, которые называются так, потому что звук у них извлекается благодаря вдуванию воздуха человеком. Возможно, звучащий от порыва ветра сломанный тростник натолкнул древнего человека на их создание.

Третьей группой музыкальных инструментов являются струнные. И самым первым струнным инструментом был простой охотничий лук. Много раз перед охотой человек проверял, хорошо ли натянута тетива лука, и однажды прислушался к этому певучему звуку тетивы.

Изобретение инструмента для точного построения музыкальных интервалов — монохорда — приписывается Пифагору. Впервые его принцип действия был описан Евклидом полтора столетия спустя, но вплоть до эпохи Возрождения монохорд оставался главным инструментом теоретиков. Он представлял собой одну-единст¬венную струну с подвижным зажимом, который двигался на нижней оси, параллельной струне, вдоль всей ее длины сообразно нанесенной на основание шкале делений. Инструмент часто даже не имел резонатора. В отличие от других музыкальных инструментов Античности он никогда не звучал в храмах и на площадях. Однако именно ему было суждено сыграть судьбоносную роль в истории музыки.

Дело в том, что с помощью этого нехитрого прибора пифагорейцы впервые установили математические основания музыкальной гармонии. По мнению греков, музыкальная гармония являлась частью всеобщей гармонии мира, в основании которой лежат числа. С помощью этого прибора были рассчитаны математические соотношения музыкальных интервалов в натуральном строе и разработана теория музыкальных ладов.

Каждый этап эволюции человека находил свое отражение и в музыкальной культуре. Век за веком музыка становится разно-образнее, сложнее, совершеннее с технической точки зрения. Развитие музыки проявляется в появлении новых музыкальных инструментов, более виртуозных, удобных, мелодичных. Многие существовавшие ранее музыкальные инструменты остались погребены в анналах истории. Другие же со временем усовершенствуются, становясь основоположниками целых семейств инструментов. Важную роль в развитии мировой музыкальной культуры сыграли такие инструменты, как орган, клавесин, фортепиано, флейта и многие другие.

Самым современным на сегодняшний день типом музыкальных инструментов считаются электронные. Они создаются с использованием современных достижений электроники и техники и способны производить кардинально новое, необычное звучание. Электромузыкальные инструменты — это целое явление в современной музыкальной культуре, породившее отдельные направления музыки, и очередное подтверждение тезису параллельности развития культуры в целом и музыки в частности.

В древности владение музыкальными инструментами предоставляло значительное социальное преимущество. Хорошие музыканты во многих странах Востока пользовались не только успехом у публики, — этого у музыкантов не отнимешь и сейчас, — но и занимали высокие посты в государственной иерархии. В Древнем Египте прославленные певцы, исполнители, руководители ансамблей считались родней фараону. В Ассирии профессиональные музыканты и певцы почитались выше всех государственных чиновников. По своему рангу они шли непосредственно за богами и царями, имена их, путем соответствующих записей, сохранились в веках. Уничтожая в кровавых захватнических войнах целые народы, ассирийцы щадили музыкантов, принимали их на свою службу. Известно, что иудейский царь Иезекия (ок. 700 г. до н. э.) откупился от ассирийского царя Сенахериба не только деньгами, но и тем, что отдал ему всех своих придворных певцов и певиц.

Конфуцианство, ведущее идейно-философское течение Древнего Китая, рассматривало музыку с точки зрения ее воздействия на нравы и обычаи страны, как мощное средство воспитания человека. Считалось, что музыка способствует установлению социальной гармонии в обществе, что ее влияние сказывается даже в такой области, как проблемы управления государством.

В Древней Греции признавали, что музыка обладает магическим воздействием на психическое и физиологическое состояние человека, и о строении вселенной рассуждали, исходя из законов музыки. Платон чтил музыку как основу государственного устройства, считая, что лучше то государство, где лучше музыка.

Музыка, как писал Жан Жак Руссо, есть искусство соединять тоны приятным для слуха образом. По другому определению — это искусство воспроизведения мыслей, чувств и ощущений в звуках, слагающееся из трех элементов: мелодии, гармонии и ритма. Невозможно представить себе человечество без музыкального искусства. Развлекая или воспитывая, мобилизуя или расслабляя, повышая работоспособность, излечивая или неодолимо заставляя танцевать, музыка пронизывает всю нашу жизнь, и едва ли существует нормальный человек, который не испытывал бы на себе то или иное влияние музыки.

Легко проникая в среду человеческих эмоций, музыка может вызывать в слушателе значительные изменения режимов сердечной деятельности, дыхания, кровообращения. Как часто люди, даже знающие об отсутствии у них слуха и музыкальных способностей, не удерживаются от выражения своих настроений и чувств в пении! В музыке мы воссоздаем все сокровеннейшие движения души, через музыку мы воспринимаем эмоции ее исполнителей и создателей. Музыка активизирует наше образное мышление, и природу возникающих при этом образов невозможно объяснить логически. Это ее свойство оказало большое влияние на области человеческой деятельности, далеко выходящие за рамки искусства. Противники Мартина Лютера говорили, что он причинил им больше вреда пением, чем своим учением. Бетховен был того мнения, что музыка есть откровение более высокое, чем любая мудрость или философия, ибо она представляет единственный путь к тому высшему миру познания, который только чувствуется человеком и в который невозможно проникнуть. Гёте считал музыку высшим из искусств.

И поныне, несмотря на большие достижения в акустике, психологии, физиологии, природа воздействия музыки на человеческое существо еще далека до полного объяснения. Впрочем, без этой таинственности музыка, вероятно, не была бы тем, чем она является для человека.

В первой главе нашей книги мы расскажем о принципах классификации музыкальных инструментов, исходя из их наиболее существенных параметров.

Две последующие главы мы посвятим физическим параметрам звука и связанным с ними основам построения музыкального строя.

Дальнейшее повествование будет вестись на основании одного из вариантов предложенных классификаций: струнные инструменты, духовые, пневматические и электромузыкальные. Каждой из этих групп посвящена отдельная глава, в каждой из которых мы, в основном, будем придерживаться следующего плана:

1. Общие физические принципы, лежащие в основе работы классификационной группы инструментов.

2. Особенности устройства конкретных музыкальных инструментов.

3. Некоторые исторические сведения о происхождении описанных инструментов.

Два последних пункта плана в некоторых случаях будут объединяться для более логичного изложения материала.

Сразу отметим, что о музыкальных возможностях инструментов (диапазон, приемы игры) мы здесь будем упоминать только вскользь — наша книга имеет физико-технический характер, а не инструментоведческий.

Книга наша относится к популярной литературе и адресована, в основном, учащимся старших классов средней школы, интересующимся физикой и музыкой. Однако она может быть полезна и учителям физики, а также студентам музыкальных училищ и консерваторий.

Книга не является пособием по инструментоведению.

Она может быть полезна музыкантам-исполнителям, так как представление о том, каким образом в инструменте получается звук и от чего зависят его характеристики, может помочь совершенствовать технику владения инструментом, чтобы добиться от него желаемых эффектов.


Об авторах
top
photoДемидов Сергей Эдуардович
Учитель физики и астрономии. Окончил физический факультет Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственного педагогического института имени В. И. Ленина. Более тридцати лет преподает физику и астрономию в московских школах. Работал в московских средних общеобразовательных школах № 191, 533, 779, ГБОУ школе № 1429 имени Героя Советского Союза Н. А. Боброва, а также в школе при Экспериментальном комплексе социальной помощи детям и подросткам. В последнее время работает в ГБОУ школе № 1375.

С. Э. Демидовым были подготовлены победители конкурсов KidSkills и «Инженеры будущего» 2022 г. Сам он неоднократно принимал участие в конкурсах «Учитель года». Преподавал основы электротехники и электроники в Московском автомобильно-дорожном колледже имени А. А. Николаева; им был разработан собственный курс лекций по этой теме, на базе которого написано учебное пособие «Основы электротехники и электроники» (М.: URSS). Соавтор монографии «Популярная книга о звуке, музыке, звукозаписи и других вопросах чарующего мира звуков» (М: URSS).

С. Э. Демидов является музыкантом-любителем. Работая в школе, он создал детский вокально-инструментальный ансамбль, который несколько лет осуществлял свою деятельность под его руководством. Им написано, аранжировано и инструментовано несколько музыкальных произведений для этого ансамбля. Также он является автором нескольких фортепианных миниатюр. Область научных интересов: физика, история физики, история техники, музыка.

photoБаксанский Олег Евгеньевич
Доктор философских наук, профессор, ведущий научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, профессор РАН. Преподает физику, математические методы в психологии и социологии, а также естествознание и методологию естественно-научного познания в Московском физико-техническом институте (государственном университете), Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт», Московском педагогическом государственном университете, Российском экономическом университете им. Г. В. Плеханова, Российском национальном исследовательском медицинском университете им. Н. И. Пирогова. Автор более 400 научных трудов, в том числе 26 монографий, среди которых: «Моделирование и когнитивные репрезентации», «Методология науки: когнитивный анализ», «Когнитивные науки: междисциплинарный подход», «Когнитивное конструирование реальности: философия образования» (М.: URSS), «Когнитивные репрезентации: обыденные, социальные, научные» (М.: URSS), «Технологии манипуляций массами: реклама, маркетинг, PR, GR (когнитивный подход)» (М.: URSS).

Область научных интересов: физика, математика, естествознание, когнитивная наука и когнитивные дисциплины, методология и философия науки, конвергентные технологии. Специалист по подбору, обучению и мотивации персонала. M.A.NLP, сертифицированный тренер. О. Е. Баксанский имеет богатый и успешный опыт участия в социологических и электоральных кампаниях с начала 90-х годов XX века, а также эффективную практику участия в выборных кампаниях в Российской академии наук начиная с 2003 г.