Физика и симфонический оркестр Презентация Печеркиной С.В. – учителя физики, МОУ-СОШ № 4 ГО Богданович Свердловской обл. Повторим основные понятия акустики • Акустика – учение о звуке. • Ухо человека воспринимает в виде звука колебания в диапазоне от 17 до 20000 Гц. • Любое тело, колеблющееся со звуковой частотой, создает в окружающей среде звуковую (акустическую) волну. • Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за время, равное одному периоду колебаний (λ = v*T). • Скорость звуковых волн зависит от свойств среды и температуры. Что такое оркестр? • Впервые оркестры появились в 16 веке, но состав его музыкантов постоянно менялся. Лишь когда состав закрепился, слово «оркестр» стало общеупотребительным. • Наиболее богат по своему звучанию симфонический оркестр Порядок расположения инструментов современного симфонического оркестра • Своим успехом оркестры во многом обязаны струнным инструментам; • В эпоху правления Людовика XIV появились гобои и фаготы, но группа струнных всегда оставалась важнейшей составляющей оркестра. Симфонический оркестр • Это большой коллектив музыкантов (обычно в нем около 90 человек!). • Чтобы все его участники играли слаженно, у музыкантов есть свой директор. Он называется дирижер. • Дирижер с помощью жестов, которые передает его палочка, управляет оркестром. Что исполняет оркестр? • Симфонический оркестр исполняет симфоническую музыку. • Она появилась в 18 веке и ведет свое начало от симфонии. • Но симфонический оркестр исполняет не только симфонии, но и рапсодии, увертюры, концерты и др. Хор и оркестр исполняет «Реквием» Моцарта. Для чего нужен дирижер? Происхождение слова «дирижер» • Французское слово «дириже» означает «управлять». • Дирижерами называют музыкантов- руководителей ансамблей, оркестров, хоров. Сначала дирижер только отбивал такт. Потом роль дирижера выполнял первый скрипач оркестра, которого стали называть концертмейстером. Концертмейстер и дирижер • Концертмейстер стоял спиной к оркестру. Он играл на скрипке и одновременно дирижировал смычком. • Но в середине 19 века оркестры увеличились. Усложнилась нотная запись произведений. • Тогда дирижер и повернулся к оркестру. Ему нужно хорошо видеть и слышать всех музыкантов. Роль дирижера в оркестре • В правой руке у него тонкая палочка. Взмах дирижерской палочки показывает, когда нужно вступать музыкантам. • От дирижёра зависит темп, динамика и характер исполняемого произведения, поэтому под руководством разных дирижеров одно и то же произведение, исполненное одним и тем же оркестром может звучать по-разному. На фото известный российский дирижер, главный дирижер Большого театра Александр Ведерников. Какое приспособление называют музыкальным инструментом? • Любой музыкальный инструмент есть «физико-акустический прибор, сообщающий окружающей атмосфере различные сочетания колебательных движений». • («Техническая энциклопедия») Почему музыкальные инструменты звучат по-разному? • Каждый музыкальный инструмент обладает своим собственным звучанием. • Любая нота, которую мы слышим, сопровождается другими, высокими звуками, называемыми обертонами (гармониками), которые сливаются с основной нотой. • Музыкальные инструменты издают разные звуки, так как они обладают различными обертонами. Высокие и низкие звуки От чего зависит высота звука? • Чем выше звук, тем выше его частота. • Это означает, что каждую секунду до нас доходит больше колебаний звука. • То есть расстояние между двумя колебаниями, называемое длиной волны, будет меньшим. Громкие и слабые звуки • Громкий звук создает сильные колебания. • Величина каждого колебания называется его амплитудой. • Чем громче звук, тем больше его амплитуда. Как устроены музыкальные инструменты? Фортепиано • Изобретено в 18 веке во Флоренции смотрителем музея музыкальных инструментов Бартоломео Кристофори. • Нажатие на клавиши фортепиано заставляет молотки ударять по струнам, вызывая их колебания. • Каждой ноте соответствует две или три струны. С. В. Рахманинов за роялем. Портрет работы Бориса Шаляпина. Группы музыкальных инструментов • Все множество музыкальных инструментов, входящих в симфонический оркестр, можно разделить на три группы: духовые, ударные и струнные (смычковые, щипковые, ударные, ударноклавишные, щипковоклавишные). Способ извлечения звука из духовых музыкальных инструментов • Духовые музыкальные инструменты издают звуки благодаря колебаниям воздуха внутри ствола (трубки). • Чтобы эти инструменты начали играть, в них необходимо дуть определенным образом. • В симфонический оркестр входят деревянные (флейта, гобой, кларнет, фагот) и медные (труба, валторна, тромбон, туба) духовые музыкальные инструменты. Источник звука ударных музыкальных инструментов • Из ударных музыкальных инструментов извлекают звук с помощью удара. Источником звука служат твердый корпус, мембрана или струна. • Ударные инструменты бывают с определенной высотой звука (литавры, колокольчики, ксилофоны) и неопределенной высотой звука (барабаны, бубны, кастаньеты). Виды струнных музыкальных инструментов • Из струнных музыкальных инструментов можно извлекать звук поразному. • В зависимости от этого они делятся на смычковые (скрипка, виолончель, контрабас); щипковые (арфа); ударные (цимбалы), ударноклавишные (фортепиано) и щипково-клавишные (клавесин). Ансамбль «Виртуозы Москвы» и его дирижер Владимир Спиваков. Как извлекают звуки из саксофона? • Дуя в саксофон, музыкант заставляет вибрировать небольшой деревянный элемент, называемый язычком. • Этот язычок создает колебания воздуха в саксофоне. Как извлекают звуки из саксофона? • Клапаны на саксофоне изменяют длину воздушного столба, вибрирующего в нем. • Чем этот столб длиннее, тем ниже звук. • Парижский мастер Адольф Сакс подарил его миру в 1845 году. Как звучит контрабас? • Контрабас издает звуки, когда музыкант заставляет его струны вибрировать, перебирая их или водя по ним смычком. • Чтобы извлечь более высокий звук, музыканты уменьшают длину струны, прижимая её. Как извлекает звук трубач? • Создавая губами колебания, трубач заставляет вибрировать воздух в трубе. • Вентили – это задвижки или поршни. Их ставят внутри сложно изогнутой трубки, а снаружи соединяют с клавишами. • Нажимая клавиши, музыкант добавляет к основной трубе дополнительные завитки. Как звучит ударная установка? • Ударяя палочками или щёточками по барабанам и тарелкам, музыкант заставляет их вибрировать. Что такое резонанс? • Когда колебания одного тела вызывают колебания другого, это явление называют резонансом. • Каждая струна фортепиано вибрирует с определенной частотой, называемой собственной частотой. • Голос человека вызывает вибрацию струны с её собственной частотой. Резонанс усиливает звуки • У струнных инструментов для усиления громкости звука используются резонаторы. • Когда струны начинают вибрировать, воздух внутри резонатора начинает колебаться в резонанс с ними. Резонатор (дека) Но как звук доходит до нас? • Очевидно, через воздух, который разделяет ухо и источник звука. • Но распространяющиеся колебания - это волна. • Следовательно, звук распространяется в виде волн. • Если звуковая волна распространяется в воздухе, значит - это волна продольная, потому что в газе только такие волны и возможны. • В продольных волнах колебания частиц приводят к тому, в газе возникают сменяющие друг друга области сгущения и разрежения. Опытное доказательство проводимости воздуха • То, что воздух-"проводник" звука, было доказано опытом, поставленным в 1660 г. Р.Бойлем. Если откачать воздух из-под колокола воздушного насоса, то мы не услышим звучания находящегося там электрического звонка. Знаете ли вы? • Самый большой в мире музыкальный инструмент, обладающий самым мощным звучанием, находится в городе Атлантик-Сити, США. • Это орган, состоящий из 33 112 труб. • Мощь его звучания равна одновременному звучанию 25 духовых оркестров. Способ извлечения звука в органе • Игра на органе схожа с игрой на фортепьяно, звук воспроизводится тем же нажатием на клавиши. • Но, в отличие от фортепьяно, орган не струнный, а духовой инструмент, и родственником он приходится не клавишным инструментам, а маленькой скромной флейте – древнейшему духовому инструменту, который появился в Египте более 6000 лет назад. Есть только в нашей стране! • "Музей русской гармоники Альфреда Мирека", который посвящен истории одного из самых популярных музыкальных инструментов в России - гармонике. • Это единственный музей гармоник в нашей стране и один из четырех в мире. • Разнообразие гармоник необычайно - от губной до концертино, заменяющего исполнителю целый оркестр. Это интересно… • В Японии придворный оркестр называется гэгаку. • Музыка гэгаку, вероятно, самая древняя в мире разновидность оркестровой музыки. • Численность оркестра гэгаку варьируется – от камерного (20 исполнителей) до больших симфонических (более 100 музыкантов). Давайте обсудим, используя знания по физике… • Если перед открытым роялем играть на скрипке, то рояль звучит. Объясните это явление. • Почему на открытом воздухе музыка, пение и речь звучат менее громко, чем в помещении? • Почему в заполненном публикой зале музыка звучит менее громко, чем в пустом? Использованная литература • Анфилов Г.Б. Физика и музыка. – М.: Детская литература, 1964. • Большая оксфордская энциклопедия- М.: ЗАО «РОСМЕН-ПРЕСС», 2008. • А. Крейг, К. Росни. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЕН», 1994; • Марон А.Е. Физика. 9 класс: учебно-методическое пособие. – М.: Дрофа, 2005. • Мякишев Г.Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений.-М.: Просвещение, 2010. • Хорбенко И.Г. Звук, ультразвук, инфразвук. – М.: Знание, 1986. Интернет-ресурсы • • • • • http://www.pedagog.by/prfizika.html http://festival.1september.ru http://www.referatcity.ru http://www.znaj.ru Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия CD диск, 2009.