Thứ Hai, 28 tháng 7, 2014

Âm thanh và âm nhạc

Âm thanh và âm nhạc
Khái niệm về âm thanh và âm nhạc

1. Cơ sở vật lý của âm thanh - Sóng âm

Âm nhạc sẽ không tồn tại nếu không có âm thanh. Tất cả những gì có tính nhạc đều xuất phát từ âm thanh, nhưng ngược lại thì không đúng - có rất nhiều âm thanh không có tính nhạc.

Giữa âm thanh có tính nhạc và âm thanh không có tính nhạc có sự khác nhau.

Âm thanh là một hiện tượng vật lý đồng thời nó còn là một cảm giác. Âm thanh được tạo ra bởi sự dao động của một vật thể đàn hồi nào đó. Khi vật thể đàn hồi dao động đã tạo ra những sóng âm. Những sóng âm này lan truyền trong không gian đến tai người làm cho màng nhĩ cũng dao động cùng với tần số của sóng đó. Từ màng nhĩ những sóng âm này truyền qua hệ thần kinh của bộ não tạo nên cảm giác về âm thanh.

Khi cánh cửa sập lại, nó sẽ rung và gây ra sóng âm trong không khí.

Khi ta gảy một dây đàn guitar, nó sẽ rung hộp cộng hưởng tạo ra sóng âm trong không khí.

Điều gì tạo nên sự khác biệt giữa các âm thanh? Hãy xem sự khác nhau giữa hai dạng sóng âm để thấy được hình dạng mức độ rung của chúng.

Dạng sóng âm của cách cửa khi sập lại như sau:

Dạng sóng âm này không đều và giật, là kết quả của âm thanh gay gắt. Hãy chú ý đến độ lớn lúc bắt đầu và nhỏ dần về sau.

Dạng sóng âm của dây đàn Guitar sẽ như sau:

Dạng sóng âm này cũng xuất phát to rồi nhỏ dần, nhưng lại có sự khác biệt rõ rệt. Dây đàn guitar khi rung lên tạo một sóng âm liên tục và đều đặn, khi nghe sẽ dịu và có tính nhạc rõ ràng. Chính cách rung đều đặn của sóng âm đã tạo sự khác biệt giữa âm thanh và âm thanh có tính nhạc.

Âm thanh có tính nhạc là sự rung của sóng âm một cách đều đặn. Khi nghe sóng âm đều đặn tai chúng ta phát hiện được tần số và nhận biết được cao độ của âm thanh. Chẳng hạn như tiếng hát, tiếng đàn, tiếng sáo...Những âm thanh này gọi là những âm có cao độ rõ ràng hay còn gọi là những âm thanh có tính nhạc (âm nhạc)

Âm thanh không có tính nhạc là sự hỗn độn của tần số dao động, nó không theo một trật tự đều đặn. Tai chúng ta vẫn nhận biết được các âm thanh này nhưng không có tần số nào ổn định để có thể phân biệt được cao độ. Chẳng hạn như những âm không có tần số nhất định như tiếng máy nổ, tiễng còi ô tô, tiếng sấm, tiếng gió thổi...gọi là những âm không có độ cao rõ ràng hay còn gọi là tạp âm

Nhiều âm thanh lại có sự kết hợp của cả hai như Trống (Drums) và các nhạc cụ gõ phụ (percussion). Ta có thể nghe được cao độ của nó

2. Biên độ và tần số

Có hai thuộc tính của sự rung ảnh hưởng đến cách thức âm thanh vang lên đó là Biên độ (amplitude) và tần số (frequency).

Biên độ là kích cỡ của rung và nó xác định mức độ to nhỏ (cường độ) của âm thanh. Âm thanh rung rộng hơn có nghĩa là nó vang lên to hơn.

Biên độ thấp Biên độ cao

Biên độ rất quan trọng khi ta cân bằng và kiềm chế cường độ của âm thanh, tương tự như khi ta điều khiển âm lượng trên đầu đĩa CD. Đây cũng là nguồn gốc của từ Amplifier (tăng âm) – là một thiết bị tăng biên độ của sóng âm.

Tần số là tốc độ của rung, nó xác định ra cao độ của âm thanh. Tần số càng cao thì âm thanh sẽ càng cao và ngược lại.

Tần số được đo bằng số vòng của sóng âm xảy ra trong một giây. Đơn vị đo tần số là Hertz (viết tắt là Hz).

Tần số thấp Tần số cao

Tần số 1 Hz có nghĩa là một vòng sóng âm trong 1 giây. Tần số 10 Hz có nghĩa là trong 1 giây có 10 vòng sóng âm. Ta thấy sóng âm lúc này ngắn và sát nhau hơn.

Nốt A (la) ở quảng tám 4 (ta sẽ học trong phần sau) có tần số là 440 Hz. Nó thường được dùng để làm chuẩn lên giây cho các nhạc cụ.

3. Âm sắc nhạc cụ - bồi âm

Khi một vật thể dao động, sóng âm của chúng đã khúc xạ ở những phần bằng nhau sinh ra bồi âm.

Chẳng hạn khi một dây đàn violon dao động, nó không chỉ rung toàn bộ sợi dây đàn mà còn dao động ở từng phần 1/2 dây, 1/3 dây, 1/4 dây, 1/5 dây...Trong quá trình dao động chung của toàn bộ dây đàn, những dao động ở từng phần cũng tạo ra những âm cục bộ. Những âm này có độ cao khác nhau vì dao động của các làn sóng tạo ra chúng có tốc độ khác nhau. Tuy nhiên tai người chỉ nghe được âm chính do dao động của toàn bộ dây đàn, còn những âm này không nhận thấy được và được gọi là âm bồi

Có rất nhiều loại nhạc cụ và âm sắc khác nhau. Khi hai nhạc cụ cùng chơi một cao độ chúng cũng vang lên khác nhau về âm sắc. Điều này có nghĩa là nhạc cụ đã tạo ra một sóng âm mà được kết hợp từ nhiều tần số có liên quan (gọi là bồi âm). Tất cả các tần số hợp lại tạo nên âm sắc khác nhau, tiếng nói khác nhau của các nhạc cụ.

Tần số thấp nhất thường là tấn số chính, ta có thể nhận biết được cao độ của nó. Sự kết hợp các bồi âm khác cho ta một dạng sóng âm khác biệt, do đó cho ta sự khác biệt về âm sắc của nhạc cụ.

Đàn Piano và kèn trumpet hoặc guitar chứa những sự kết hợp bồi âm khác nhau và do đó ta sẽ nhận biết được tiếng của từng nhạc cụ, ngay cả khi chúng chơi cùng một nốt nhạc.

Khi ta nhân đôi tần số của một nốt nhạc thì cao độ của nó sẽ cao gấp đôi. Chúng ta vẫn thấy chúng vang lên giống nhau ở một góc độ nào đó, nhưng tần số của nó thì khác nhau.

Hãy xem xét tần số 440 Hz, nó là nốt A nằm ở giữa bàn phím đàn piano. Tần số 880 Hz cao gấp đôi nhưng vẫn là nốt A và âm thanh nghe rất giống nhau, đôi khi khó phân biệt. Sóng âm sau đây sẽ cho ta thấy hai vòng của tần số 880 Hz lại bằng với khoảng cách của một vòng tần số 440 Hz.