Юный техник 1975-05, страница 61

Один генератор воспроизводил основной тон, а все остальные с понижаемой громкостью — его обертоны, расположенные, словно на монохорде Пифагора, в гармоническом ряду.

Для прослушивания звуков было приглашено жюри, состоящее из музыкантов, настройщиков инструментов и просто любителей музыки. Им предлагалось отличить звук настоящего рояля от синтетического. И что же, все члены жюри отметили, когда звучал рояль, а когда — генераторы!

Тогда ученые исследовали каждый звук рояля с помощью звукового анализатора. И вот тут они обратили внимание на расхождение колебаний обертонов, начиная со второго десятка. Посмотрите, как на графике выглядит это расхождение для самого низкого звука рояля (ля). Так, 16-й обертон звучит выше на полтона, 23-й — на тон, а 49-й — уже почти на четыре тона выше соответствующего звука гармонического ряда. Соединив все точки, ученые получили кривую, круто взмывающую вверх и все дальше удаляющуюся от прямолинейной гармонической зависимости. Вот разница и делала непохожими реальный звук и синтетический. Но так ли это?

Пользуясь полученным законом негармоничности, ученые перестроили звучание 'генераторов.

Но и теперь большинство членов жюри отличало синтетические звуки от настоящих. В чем же дело? Начались новые, еще более тонкие исследования. Применялись новые физические приборы. И вот ученые обратили внимание на характер затухания звука, на изменение его громкости. Оказалось, что каждый обертон в момент затухания звучит то тише, то громче. Посмотрите на звуковую диаграмму. Так звучат обертоны ноты соль первой октавы, уловленные прибором в одно мгновение. А в сле

дующее — все по-другому. Как странно изменилась громкость одних и тех же гармоник. На следующей диаграмме показано затухание звуков для трех обертонов. Откуда же они берут энергию для увеличения громкости? И этому ученые нашли объяснение. Подобно тому как резонируют между собой две струны, обмениваются энергиями и отдельные обертоны, и громкость их возрастает.

Лишь когда генераторы обертонов зазвучали по-новому, члены жюри не смогли точно уга-

гц

годо

1600

800

0

0 10 20 30 40 50 НОМЕРА ОБЕРТОНОВ

дать, где звук настоящий, а где синтетический. Так было достигнуто полное подобие.

И все же ученые не получили ответ на вопрос: почему звуковые обертоны рояля негармоничны? Может быть, оказывает влияние помещение, где установлен инструмент? Но эксперименты, проведенные в помещении с хорошей акустикой, в обычном помещении и в безэховой камере также ничего не прояснили. А ответ на основной вопрос оказался чрезвычайно простым. Все дело в жесткой чугунной раме Стейн-вейна. И у скрипки, и у виолончели усилия натянутых струн воспринимают деревянные детали корпуса и грифа. Когда струна вибрирует, эти детали незначительно, неуловимо мало изменя-

57