مقالات
آشنایی با ماهیت صدا- بخش اول
مرداد
مطالعه ماهیت صدا، گامی مهم برای ورود به عرصه‌ی موسیقی الکترونیک است. چراکه برای استفاده درست از ابزارهای موجود در این حیطه، شناخت و درک درست ساختار فیزیکی صدا امری اجتناب ناپذیر است که در ادامه به بررسی این موضوع مهم می‌پردازیم.
در علم فیزیک، به حرکت رفت و برگشتی که از یک نقطه شروع و با طی مسیر مشخص به همان نقطه باز گردد، نوسان یا ارتعاش می‌گوییم. در نتیجه یک رفت و برگشت کامل، نوسان کامل ایجاد می‌شود. در نظر داشته باشید که برای انجام این نوسان کامل، مدت زمانی صرف می‌شود که از آن با نام دوره تناوب (T) یاد می‌شود.
مفهوم دامنه در صوت
به دورترین فاصله‌ای که نوسان‌گر می‌تواند از نقطه تعادل خود در میانه حرکت به سمت دو طرف خود داشته باشد، دامنه نوسان گفته می‌شود که بر حسب متر ارزیابی می‌شود. در واقع هرچه دامنه‌ی صدا بزرگ‌تر باشد، صدا قوی‌تر و هرچه دامنه کوچک‌تر باشد، صدا ضعیف‌تر خواهد بود.
با توجه به تعاریف فوق، فرکانس یا بسامد را می‌توان اینگونه تعریف کرد:
بسامد یا فرکانس (F) به معنی اندازه‌گیری تعدادِ نوسان‌های کامل در واحد زمانی معین است که واحد آن هِرتز(Hz) می‌باشد. یک هرتز بدین معنی است که یک نوسان کامل، یک بار در ثانیه رخ داده است. در موسیقی نوسان‌هایی که تکرار شده و باعث تولید صدا می‌شوند، امواج صدا هستند. لازم است برای درک بهتر موضوع، تعریفی برای موج داشته باشیم.
با انجام نوسان در یک محیط، انرژی متراکمی منتشر خواهد شد که به آن موج می‌گوییم. بر اساس محیطی که در آن انرژی منتشر می‌شود، امواج به دو نوع مکانیکی و غیر مکانیکی تقسیم می‌شوند. در واقع امواج مکانیکی برای انتشار نیاز به محیط مادی دارند اما امواج غیر مکانیکی (همانند نور)، برای انتشار نیاز به محیط مادی ندارند.
با توجه به نکاتی که ذکر شد، در می‌یابیم که صدا یک موج مکانیکی است چراکه برای انتشار نیاز به محیط مادی دارد. حال سوال اینجاست که این موج در چه جهتی منتشر می‌شود؟
امواج را می‌توان بر اساس راستای انتشار و ارتعاش نیز طبقه بندی نمود:
امواج طولی که دارای راستای انتشار و ارتعاش یکسان هستند و امواج عرضی که راستای ارتعاش آن‌ها عمود بر جهت انتشار آن‌ها خواهد بود.
به خاطر داشته باشید که صدا، یک موج مکانیکی طولی بوده و همواره جهت ارتعاش و انتشار آن در یک راستا می‌باشد.
با درک مفاهیم فیزیکی صدا، اکنون به بررسی صدای موسیقایی می‌پردازیم.
همانطورکه گفته شد، صدا یک موج مکانیکی طولی است. تغییرات فشار هوا در برابر لاله گوش، و پردازش و تفسیر فیزیکی ناشی از آن، باعث ایجاد تجربه ذهنی به نام صدا می‌شود. در سازهای مختلف، چیزی که باعث ارتعاش یا نوسان و متعاقب آن تغییرات فشار هوا می‌شود، دَمیدن در لوله‌ی هوا (سازهای بادی)، لمس سیم یا زِه (گیتار، ویولن و…) و یا ضربه بر پوست (سازهای کوبه‌ای) می‌باشد. سرعت ارتعاش امواج صدا، گستره‌ی فرکانسی (زیر و بمی یا Pitch) آن موج را مشخص خواهد کرد. بیشتر صداهایی که ما به عنوان موسیقی تشخیص می‌دهیم تحت تأثیر ارتعاشات دوره‌ای یا منظم قرار دارند تا غیر دوره‌ای. یعنی اصوات موسیقی به طور معمول دارای گستره فرکانسی مشخصی هستند. توجه داشته باشید که، هرچه ارتعاش تندتر، اصوات موسیقی زیرتر و هرچه ارتعاش کندتر باشد اصوات موسیقی بم‌تر خواهد بود. از نظر فیزیکی سازهایی که بدنه بزرگ‌تری دارند، صدایی در محدوده فرکانس پایین، و سازهای کوچک‌تر، صدایی در محدوده‌ی فرکانسی بالا تولید خواهند کرد. این مسأله به دلیل آن است که ساز با بدنه بزرگ‌تر سرعت ارتعاش کندتری را ایجاد می‌کند و در نتیجه، صدای بم‌تری خواهد داشت.
جمع بندی
با توجه به تعاریف فیزیکی ارائه شده در می‌یابیم که صدا دارای انرژی بوده و با منتشر شدن در محیط، توسط گوش انسان درک می‌شود. گوش انسان توانایی شنیدن اصواتی در محدوده فرکانسی 20 تا 20 کیلوهرتز را داراست. در واقع صدایی با فرکانس 20 هرتز، 20 نوسان کامل را در یک ثانیه انجام می‌دهد و صدای 20 کیلوهرتزی، 20 هزار نوسان کامل را در یک ثانیه انجام خواهد داد. همچنین به یاد داشته باشید که اصواتی با فرکانس بیشتر از 20 کیلوهرتز، فراصوت و اصوات با فرکانس کمتر از 20 هرتز، فرو صوت نام‌گذاری می‌شوند.
نویسنده : حمیدرضا هاشمی اسکوئی