» «
תדירות
מהי תדירות צליל?



גלי הקול עושים תנועה מחזורית פעמים רבות בשנייה. התדירות (Frequency) היא מספר המחזורים השלמים שעושה גל קול במשך שנייה אחת.

במוסיקה, מבחינה תדירות הצליל בין גבהי הצלילים (pitch). היחסים בין הצלילים הם מתמטיים, כפי שגילה פיתגורס, עוד בימי יוון העתיקה. לפיכך התדירות של הצליל רה, למשל, תהיה גבוהה משל דו שמתחתיו. התדירות של צליל שגבוה באוקטבה מצליל אחר, תהיה בדיוק פי 2 ממנו.

בתצוגה גרפית ניתן לראות תדירויות שונות של גלי קול. ככל שהגלים יהיו צפופים יותר פירוש הדבר שהתדר הוא גבוה יותר בעוד שהגלים המרווחים יותר הם בעלי תדירות יותר נמוכה.

התדירות נמדדת ביחידות הרץ (Hertz). בגל שתדירותו היא 100 הרץ, מתרחשים מאה מחזורים בשנייה. לעיתים התדירות היא באלפי הרץ ואז מציינים את התדירות בקילו-הרץ (KHz). כך יהיו למשל 50KHz שווים ל-50 אלף מחזורי גל בשנייה. כך תוכלו להבין שהשמיעה האנושית יכולה להבחין בגלי קול שתדירותם היא בין 20 הרץ ל-20 קילו הרץ, כלומר עשרים אלף הרץ, בגבול העליון. כשמזדקנים, קטן הטווח הזה משמעותית.

בעלי חיים יכולים להבחין בתדרים גבוהים יותר מאיתנו בני האדם. כלבים שומעים תדרים שמגיעים עד 60 קילו הרץ, בעוד עטלפים שומעים תדרים של עד 150 קילו הרץ.


הנה הסבר של תדירות הצליל שמשפיעה על גובהו:

https://youtu.be/8i6hTU0jw-g


הדגמה של התדירות באופן ויזואלי:

https://youtu.be/jveKIYyafaQ


והסבר מקיף על תדירות הצליל וגובהו:

https://youtu.be/ZjvuiOSo3ow


וסרט תיעודי על התדירות של הצליל:

https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
צורת גל
מהי צורת גל?



האם ידעתם שבכל פעם שאתם מנגנים צליל מוסיקלי אתם מנגנים למעשה אוסף של צלילים ביחד איתו? - למרבית גלי הקול שנוצרים בטבע יש צליל יסוד, או תדר יסוד, וביחד איתו שומעים סדרת של צלילים גבוהים יותר. אלו מכונים אוברטונים (Overtones) או הרמוניות (Harmonics). ברוב כלי הנגינה, האוברטונים מבוססים על כפולות שלמות, מכפלות במספרים שלמים, של תדירות היסוד, כלומר התדר של צליל היסוד. מרבית כלי הנגינה האקוסטיים (שאינם אלקטרוניים) מפיקים רק צליל בתדר יסוד, כמו שקורה בחליל, או כזה שמורכב מתדר יסוד בצירוף האוברטונים, ההרמוניות, כמו בכל הכלים האחרים.

צורת גל (Waveform) היא התיאור של הצליל. היא מתארת את הצליל והיא גם ההבדל באיך שהוא נשמע. בצליל של החליל מתארת צורת הגל רק צליל יסוד ולכן צורתו צורת גל סינוס והצליל הוא פשוט. אבל בכלים אחרים יש צליל מורכב. צליל מורכב הוא צירוף של "הרמוניות", צלילים עיליים הנשמעים ביחד עם צליל היסוד. כשמסתכלים על צורת הגל של צליל מורכב, אנו רואים צורת גל מורכבת הרבה יותר וגם שומעים צליל עם גוון שונה מהצליל של גל סינוס "חלילי".

הרי לכל צליל בנפרד - הן הצליל היסודי וכל אחת מההרמוניות, יש צורת סינוס. אבל לצליל המורכב מכולם יש צורת גל שהיא סכום צורות הגל, השונות זו מזו. כלומר, הגל יקבל צורה מורכבת, תוצאת צירוף כלל התדרים - מתדר היסוד ועד התדרים הגבוהים של הצלילים העיליים.

תדר היסוד הוא ההרמוניה הראשונה. תדירות ההרמוניה השנייה היא מכפלה בשניים של תדר היסוד, ההרמוניה השלישית היא מכפלת תדר היסוד בשלוש וכך הלאה. דוגמא? - לגל בעל תדר יסוד של 1 קילוהרץ, יהיה התדר של ההרמוניה השנייה 2 קילוהרץ, תדירות ההרמוניה השלישית תהיה כפול 3 קילוהרץ וכך הלאה.

כך נוצרת ממספר גלי סינוס, של מספר תדירויות שונות, צורת גל אחת, המורכבת מצירוף התדרים של מספר הגלים המקוריים - כל אחד על פי תדירותו ועוצמתו היחסית. צורת גל מורכבת כזו נקראת גם הגל השקול, או הגל הנוצר מחיבור הגלים. כך יוצא שבנוסף לצורת הגל הפשוטה, שהיא צורת גל סינוס.

צורות הגל השכיחות הנוספות הן:

גל שן מסור
גל מרובע
גל משולש - כולן חיבור מחזורי של מספר גלי סינוס בעלי תדירויות שונות.


הנה הסבר של צורת-גל:

https://youtu.be/YsZKvLnf7wU


גל סינוס שתדירותו הולכת ועולה והגובה המוסיקלי שלו עולה גם הוא:

https://youtu.be/qNf9nzvnd1k


בסינטסייזר ממש קל לשנות את צורת הגל:

https://youtu.be/-ZHw7r2a1K4


והנה סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:

https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
מעטפת
מהי מעטפת הצליל?



ביחד עם ההרמוניות שלו, האוברטונים, צליליו העיליים של כל כלי נגינה, מעטפת הצליל (Sound Envelope) היא גורם נוסף שמאפשר לנו להבדיל בין כלי הנגינה השונים.

מעטפת הצליל היא תיאור של שינויי העוצמה של הצליל, מרגע שהוא נוצר בכלי הנגינה ועד שהוא דועך. היא ניתנת לתיאור גרפי, בארבעה שלבים. מעטפת הצליל מתוארת בדרך כלל בראשי תיבות: ADSR. נמדדים בהם המשך, העוצמה וההשתנות של העוצמה לאורך הזמן, מה שנקרא מודולציה.

אלו 4 השלבים של היווצרות הצליל:

התקפה (Attack) - הרגע בו מופק הצליל ומגיע לעוצמתו המרבית. בכלי פריטה או נקישה הוא חזק מאד.
דעיכה (Decay) - השלב בו הצליל נוחת מעוצמתו המרבית.
דינמיקה פנימית (Sustain) - כיצד הצליל נשאר כשהתו נמשך (אצבע נשארת על הקליד, מיתר ממשיך להשמיע צליל).
שחרור (Release) - הזמן בו הצליל נמוג, כשמשחררים אותו (מרימים אצבע מהקליד, עוזבים מיתר בגיטרה וכו').


הנה הסבר של המעטפת של הצליל:

https://youtu.be/Q-ot9AaJx-Y


בסינטסייזר אפשר להשתעשע ביצירת מעטפות צליל כאלה:

https://youtu.be/A6pp6OMU5r8


תחום תדירות השמע האנושי הוא בין 20Hz ל-20kHz. בדקו מה תחום השמע שלכם:

https://youtu.be/qNf9nzvnd1k
גל קול
מהם גלי קול?



גלי קול (sound waves) נוצרים כתוצאה מרטט של משהו. כשמשהו רוטט, הוא מייצר גלי קול באוויר ואז יש צליל. אנשים אוהבים לדמות את גלי הקול לאדוות, גלים זעירים, שנוצרים בבריכה כשמשליכים לתוכה אבן.

לכל דבר שזז יש צליל כלשהו. לפעמים הוא חלש וקשה לשמוע אותו אבל הוא תמיד קיים. הצליל נוצר כשהרטיטות של מחולל הקול, אותו דבר שזז, הרטיטות הללו דוחפות את המולקולות של האוויר ואלו זזות הלוך וחזור, ממצב של יציבות ובחזרה, שוב ושוב ושוב. כך נוצר הצליל. המולקולות מתפשטות באוויר ויוצרות גלים - גלי קול.

מבחינה מדעית, גלי הקול הם תנודות מחזוריות בלחץ האוויר. ככל שהתנודות הללו יהיו מהירות יותר, יהיה הצליל גבוה יותר - ה-Pitch שלו יעלה. ככל שהתנודות יהיו חזקות יותר - תגדל העוצמה של הצליל שנוצר מגלי הקול הללו.

דוגמה? - נניח שאנו רואים מישהו שפורט על מיתר בגיטרה שלו. כתוצאה מהפריטה, רוטט המיתר, הלוך וחזור, בתדר קבוע שיכול להגיע לכמה עשרות אלפי פעמים בשנייה. כשהמיתר זז לכיוון שלנו, הוא דוחף את מולקולות האוויר לכיווננו ולחלקיק שנייה עולה לחץ האוויר לכיוון שלנו. כשהמיתר זז בכיוון המנוגד לנו, נדחפות מולקולות האוויר בכיוון ההפוך. לחלקיק שנייה קטן לחץ האוויר לכיוון שלנו. כך האוויר רוטט עשרות עד אלפי פעמים בשנייה. אלו הם גלי קול.

אגב, גלי הקול מתפשטים בדרך כלל דרך האוויר, אבל הם יכולים להתפשט במרחב גם דרך גזים, נוזלים או מוצקים אחרים. בריק, ואקום, גלי קול לא יכולים להתפשט.


הנה הסבר של גל הקול:

https://youtu.be/XLfQpv2ZRPU


והנה קליפ שמתחיל בגלי קול ולך תדע איך הוא יסתיים (רמז: מדהים)

https://youtu.be/bpOSxM0rNPM


והסבר מקיף מאד:

https://youtu.be/GkNJvZINSEY


צלילים יכולים להיווצר כשיש רטט קבוע באוויר שבתוך צינור:

https://youtu.be/7VGlBZOywIg


שיר גלי הקול:

https://youtu.be/4mJBZkjitnY


סרט תיעודי על גלים בטבע ואיך הם משמשים בקול ובאור:

https://youtu.be/Io-HXZTepH4?long=yes

מרכיבי הצליל

גוון (מוזיקה)
מהו גוון צליל ומהם הצלילים העיליים?



גוון הצליל (Timbre) של כלי נגינה נוצר על ידי הצלילים היסודיים שלו, המכונים "הרמוניות", צלילים עיליים או "עיליות" - אלו צלילים הנוספים לצליל היסוד, תדר היסוד ונשמעים תמיד איתו.

הצלילים העיליים, בלועזית "אוברטונים" (Overtones), נוצרים בכל הפקה של צליל בגובה מוגדר (דו, רה וכדומה). לכל צליל עילי יש עוצמה אחרת. כשאנו שומעים צליל של קלרינט, אנו שומעים למעשה את התדר היסודי שלו, גובהו המדויק, בצירוף צליליו העיליים - כל אחד בעוצמה אחרת. אם נאזין לאותו צליל שאותו ינגן הסקסופון - יהיו גם הצליל היסודי וגם הצלילים העיליים זהים לחלוטין לאלו של הקלרינט ששמענו קודם, אבל לכל אחד מהצלילים העיליים תהיה עוצמה אחרת מאשר לאחרים!

למה זה חשוב שיחסי העוצמות של הצלילים העיליים שונות? - מכיוון שהרכב העוצמות של הצלילים העיליים משתנה מכלי לכלי. יחסי העוצמות של האוברטונים הם יחודיים לכל כלי נגינה והם "תעודת הזהות" הצלילית שלו, גוון הצליל היחודי שלו.

למה בעצם יש שוני ביחסי העוצמות של העיליות בין כלים שונים? - הסיבה היא שכל כלי עשוי מחומר אחר, בצורת עיבוד אחרת, מבנה הכלי הוא שונה וכדומה. לכל אלו יש השפעה משתנה על הרטט של הכלי, שהוא הגורם ליצירת גלי הקול באוויר.

גוון הצליל, אם כן, משתנה על פי יחסי העוצמות השונים של הצלילים העיליים בכל כלי וכלי. כך אנו מזהים ומבדילים בין צליליהם של הקלרינט, הסקסופון ושאר הכלים - גם מבלי לראותם מנגנים, רק על פי האוזן.


הנה הסבר של גוון הצליל:

https://youtu.be/144QVYv__S4


והסבר מפורט של גוון צליל בכלי נגינה:

https://youtu.be/5tGEDgkZlC8


הצד הפיזיקלי אקוסטי של הצליל:

https://youtu.be/5s5c08t_bBw


ספקטוגרמה יכולה להראות את הבדלי הצלילים העיליים בין הכלים השונים:

https://youtu.be/P9Kozlt0tTg


והנה סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:

https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes


והכל בנוי מאוברטונים בצורת גל סינוס:

https://youtu.be/YsZKvLnf7wU?long=yes
קול
מהם הקול והצליל?



כשנוצר קול, רעש וכדומה, הוא יוצר גלים באוויר. אלו הם גלי-קול (Sound wave). זה קורה ממש כפי שזריקת אבן למים, תיצור אדוות עגולות שיצאו ממנה ויתרחקו לכל הצדדים. כל צליל שאנו שומעים, מגיע אלינו באמצעות אותם גלי קול שבאוויר.

כשמקור הצלילים הוא בכלי הנגינה, משתנה התדירות של גלי הקול, עם כל צליל וצליל. לכל צליל כזה יש גובה מוגדר (דו, רה, מי וכדומה). הסיבה היא שכל שינוי באורך מיתר או בגודל הכלי, או בעמוד האוויר שהוא יוצר בנקבים שונים בחליל למשל, כל שינוי כזה מייצר גל קול בתדירות שונה. צליל גבוה ייצור גלי קול קטנים שיעברו במהירות באוויר, בעוד שצליל נמוך יוצר גל קול גדול באוויר, שבגלל גודלו הוא נע לאט.

הקולות יוצרים סוג של גל שיכול להתפשט לא רק באוויר, אלא בכל חומר. קולות מתפשטים בגזים כמו האוויר, בנוזלים, כמו בתוך מי הים ובמוצקים, כמו שקורה כשאנו שומעים קולות או רעש דרך הקירות.

מבחינה מדעית, הקול או הצליל הוא בעצם שינוי בלחץ בחומר. אלו מעין הפרעות שמתפשטות דרכו.


הנה הדגמה באמצעות קפיץ לתנועת הקול באוויר:

http://youtu.be/_vYYqRVi8vY


והנה סרטון שמסביר את תופעת הקול בעזרת רישומים:

http://youtu.be/DV91S3beAHI
סינתיסייזר
מה זה סינטסייזר?



הסינטסייזר הוא כלי אלקטרוני המאפשר יצירה ומיזוג של צלילים באמצעות מעגלים חשמליים. הסינטסייזרים הראשונים, בשנות ה-60 וה-70, היו אנאלוגיים. פירוש הדבר שהשתמשו במתנדים (אוסצילטורים) על מנת ליצור את הצלילים. כדי לבנות וליצור צלילים חדשים, על המשתמש בסינטסייזר אנלוגי היה לשנות, באמצעות הכפתורים השונים, את מרכיבי הצליל השונים. פילטרים שונים יצרו גווני צליל וצורות הופעה שונות של הצליל. הסינטסייזר סייע למוסיקאי ליצור צלילים על פי פרמטרים אקוסטיים כצורת-גל, צלילים עיליים, מעטפת וכדומה. כך ניתן היה ליצור צלילים המחקים צלילים של כלי נגינה אמיתיים, לצד צלילים חדשים ומרתקים, שאין להם מקבילים במציאות.

מאז עברו הסינטסייזרים שינויים רבים. נוצרו סינטסייזרים דיגיטליים, נוספו להם יכולות שימוש בדגימות צליל, כמו אלה שהביאו הסמפלרים, דוגמי הצלילים הראשונים ועוד.


הנה הסינטסייזר הראשון - המוג:

https://youtu.be/n3K_fZDvINs?t=11s


ודגם מתקדם וקטן יותר של המוג:

https://youtu.be/1cew7dAbDh0?t=5s


מיני מוג משנות ה-70:

https://youtu.be/JZXpF1zpJkc


סינטסייזר משנות ה-80:

https://youtu.be/wz3oUZfVoIg

הנה סרטון הדגמה לסינטסייזר של ימינו:

http://youtu.be/uvDfHhuFF5w?t=21s


והנה סקירה על תולדות הסינתסייזר:

https://youtu.be/daT0F0lfDBs?t=29s


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.