Tajemnicza dusza skrzypiec.pdf

Tajemnicza dusza skrzypiec

Zajmijmy się instrumentem małym, ale o ogromnych możliwościach. Instrumentem

owianym ogromną ilością legend, teorii, dociekań, także nowoczesnych – naukowych i

mimo to, wciąż kryjącym swoje tajemnice, czyli po prostu skrzypcami.

Ściślej, nie całymi skrzypcami, które omówimy pobieżnie, a tylko jednym małym ich elementem –

duszą.

Skrzypce – jakie są, każdy widzi – a o szczegółach ich budowy można by napisać kilkaset stron. Dla

naszego tematu ważne jest pudło rezonansowe skrzypiec. Składa się ono z górnej i dolnej płyty

rezonansowej, połączonych ściankami bocznymi. Kształt pudła jest podłużny, owalny i nieco u dołu

rozszerzony, Z obu stron znajdują się półokrągłe wcięcia, które dzielą korpus na część górną,

węższą i dolną szerszą. W górnej płycie znajdują się otwory rezonansowe w kształcie fantazyjnej

litery „f” i dlatego nazwane „efami”. Pod górną płytą rezonansową biegnie tzw. „belka”, mniej

więcej pod struną G (najgrubszą), natomiast pod struną najcieńszą „e” – ustawiona jest właśnie ta

krnąbrna dusza, o której montażu napisano tomy, a i tak do dziś nikt nie wie, jak docelowo, bez

prób i przymiarek, ustawić duszę tak, aby od razu uzyskać optymalny efekt. Żeby zrozumieć, co w

tym przypadku oznacza „optymalny efekt”, musimy poświęcić parę słów akustyce skrzypiec.

Wyobraźmy sobie okrągłą, płaską płytę stalową, zamocowaną na obwodzie. Jeżeli w taką płytę

uderzyć pałką, to teoretycznie powinna wydać dźwięk o ściśle określonej, jednej częstotliwości,

pozbawiony w zasadzie tego, co nazywamy „barwą dźwięku”. Tzw. charakterystyka amplitudowo –

częstotliwościowa dźwięku będzie wyglądała w przybliżeniu jak na rys. . Jeżeli płyta taka miałaby

inny kształt, w którym dałoby się wydzielić fragmenty o pewnej „samodzielności” w sensie

częstotliwości drgań własnych, to po uderzeniu otrzymamy dźwięk, złożony z kilku składowych. W

najprostszym przypadku będzie to dźwięk wynikający z ogólnej sprężystości i masy płyty oraz

dźwięki dodatkowe, wynikające z drgań części np., górnej i dolnej. Suma tych dźwięków składa się

na charakterystyczną „barwę” dźwięku, wydawanego przez całą płytę. Zapis dźwięku będzie o wiele

bardziej urozmaicony . Od częstotliwości drgań płyty i jej fragmentów, zależy czy barwa dźwięku

będzie „przyjemna” czy też nie. Interesującym doświadczeniem, które pozwala nieco przybliżyć

problem duszy skrzypiec jest wykonanie czaszy z blachy stalowej. Czaszę taką bardzo łatwo

kształtuje się na pierścieniu (np. ze starego łożyska kulkowego), kując ją młotkiem o zaokrąglonym

obuchu. W wyniku kształtowania na zimno, struktura blachy (zwykłej – St3 lub St4) przybiera

charakter tzw. „zgniotu” i zyskuje wyższą sprężystość. Czasza, po umocowaniu za środek wydaje

przy uderzeniu jej drewnianą pałką – przyjemny na ogół dźwięk. Kucie takiej czaszy można nieco

zmodyfikować, choć wymaga to już pewnej wprawy.

Można po podstawowym ukształtowaniu wykonać promieniowe „żeberka”, utworzone przez

mocniejsze skucie blachy wzdłuż „południków” czaszy . Uzyskujemy wtedy wyraźniejszy podział

całej powierzchni czaszy na fragmenty, które zyskują charakterystyczne dla siebie częstości drgań

własnych. Taka czasza po uderzeniu może wydawać dźwięk o ciekawej barwie, a poza tym można

uzyskać efekt „dudnienia”, dający przyjemny, wibrujący charakter dźwięku.

Mniej więcej (bardzo z grubsza) podobne zjawiska zachodzą w płytach rezonansowych skrzypiec.

Każdy jednak widzi, że kształt płyt daleko odbiega od kształtu okrągłej czaszy. Składowe dźwięku

podstawowego są więc o wiele bardziej urozmaicone, niż w przypadku czaszy z blachy. I do tego

dochodzi właśnie dusza. Jest ona „zaparta” pomiędzy górną i dolną płytę pudła rezonansowego,

służy jako podparcie dla prawej nóżki podstawka , jednocześnie przenosi drgania górnej płyty na

dolną, a zarazem tworzy tzw. „węzły” dla obu drgających płyt, czyli miejsca w których amplituda

drgań równa jest zero.

W zrozumieniu ich roli może pomóc proste doświadczenie. Trzeba wziąć kawałek – ok. 4 m –

grubego, ale wiotkiego sznura, przywiązać go jednym końcem do, np. klamki drzwi, a drugi koniec

wprawić w drgania poprzeczne Sznur będzie drgał całą długością. W jego środku amplituda drgań

będzie największa, to tzw. „strzałka” drgań, a obydwa końce – to węzły. Jeżeli teraz poprosimy

kogoś żeby przytrzymał sznur dokładnie w środku jego długości, to mimo pobudzania do drgań

jednego tylko końca, drgać będą obie połowy sznura . To trzymanie musi być odpowiednio

wykonane: raczej wąskimi szczypczykami, niż całą szerokością dłoni. Jeżeli sznur będzie

przytrzymany naprawdę dokładnie w środku, to strzałki obu połówek będą równe. Łatwo się

przekonać, że gdy zmienimy położenie punktu przytrzymywania, nawet o niewielki odcinek –

natychmiast zmaleje amplituda drgań części sznura za punktem trzymania.

To samo zjawisko dotyczy duszy. Drobna zmiana jej położenia powoduje przemieszczanie punktów

węzłowych drgań obu płyt i natychmiastową zmianę częstotliwości i amplitudy drgań własnych

wszystkich fragmentów płyt, na jakie dzieli je punkt węzłowy, utworzony przez duszę. Tak

naprawdę, to skomplikowana struktura płyt powoduje, że mamy tu do czynienia nie z jednym

punktem węzłowym, a z liniami, które można ujawnić przez posypanie płyt drobnoziarnistym

proszkiem – piaskiem i wprawienie ich w drgania. Linie węzłowe ujawnią się wtedy jako miejsca, na

których proszek pozostanie w stanie nienaruszonym, Obszary drgające zrzucają z siebie proszek.

Powstałe w ten sposób wzory, to tzw. figury Ernsta Chladniego (fizyka, który w latach 1787–1790,

jako jeden z pierwszych usiłował przeniknąć tajemnice skrzypiec i ich duszy).

Wszystko to wyjaśnia, dlaczego ustawienie duszy ma tak

istotny wpływ na barwę tonu skrzypiec i dlaczego jest tak

trudne. Trzeba przecież jeszcze pamiętać, że skrzypce nie

emitują jednego dźwięku! Skala skrzypiec wynosi nieco

ponad cztery oktawy. Fachowo mówiąc, rozciąga się od „g”

oktawy tzw. „małej”, do c5 (”c” – oktawy pięciokreślnej).

Każdy zaś ton, to przecież inna częstotliwość drgań płyt!

Nie jest więc możliwe zbudowanie skrzypiec, które

dawałyby w całym zakresie jednakowe co do wrażeń

estetycznych parametry akustyczne. Stąd mawia się o

skrzypcach, że mają „ciemny dół”, „jasną górę”, mawia się o

zjawisku „wilka”, czyli występowaniu ostrego,

nieprzyjemnego tonu w pewnych wąskich zakresach

dźwiękowych. Dla uściślenia pojęć w tych sprawach,

wprowadzono pojęcie tzw. „formantów”, czyli tych zakresów

częstotliwości, które są szczególnie mocno wzmacniane

przez pudło rezonansowe skrzypiec . Stwierdzono rzecz

ważną: wszystkie skrzypce największych mistrzów ze

Stradivariusem na czele, mają podobny rozkład formantów i

najsilniejszemu wzmocnieniu podlegają w nich dźwięki w

zakresie od ok. 3200 do 4200 Hz, co odpowiada pasmu

najlepszej słyszalności dźwięku przez ucho ludzkie! Rzecz

godna podziwu także i z tego powodu, że Antonio Stradivari

wytwarzał skrzypce do 93 roku życia, kiedy to występuje

naturalne, fizjologiczne pogorszenie słuchu! Jemu – jak widać – to nie przeszkadzało!

Skrzypce Stradivariusa z 1707 roku.

Fot. AFP

Niestety, nasza współczesna wiedza o formantach, alikwotach itp. pojęciach akustyki (o których

Stradivarius nic przecież nie mógł wiedzieć!) wcale nie ułatwia opanowania produkcji skrzypiec tak,

aby „z taśmy” schodziły seryjnie wytwarzane „same Stradivariusy”!

Skrzypce mimo pozornej prostoty, wciąż jeszcze stanowią zagadkę dla specjalistów, często z bardzo

różnych dziedzin nauki i sztuki.

W Polsce znane są prace prof. Bogdana Skalmierskiego, nad mechaniką i akustyką skrzypiec.

Potwierdziły one, jak wielka jest rola rozkładu naprężeń wstępnych w obu płytach pudła

rezonansowego, w czym niemały udział ma także dusza.

Dzieje „matematycznych” skrzypiec prof. Skalmierskiego, to temat na zupełnie inny felieton, a

może nawet dramat? Dramat zawiści, ale i uporu w walce z zacofaniem i konserwatyzmem

środowiska lutników, którzy nie wiedzą, o co chodzi, ale „wiedzą”, że to się nie uda!

No cóż – kolejny przypadek „utrupienia” ciekawej koncepcji przez niechętną głupotę!

Szkoda, bo metoda Skalmierskiego jest na razie jedyną, pozwalającą „niemal seryjnie” uzyskiwać

skrzypce o prawidłowym rozkładzie formantów. Jeszcze „tylko” opanowanie alikwotów, subtelności

barwy dźwięku i... już!

Jednakże krnąbrna dusza, nie łatwo się podda naukowym dociekaniom, chociaż dużo można się

spodziewać po metodach komputerowego modelowania. Gdyby udało się wykonać skan płyt

skrzypiec, obejmujący również ich własności sprężyste, to wtedy można by modelować pracę duszy

w różnych jej ustawieniach i poszukiwać ustawienia optymalnego. To jednak chyba odległa jeszcze

przyszłość!

Kazimierz Topór

2007-09-12

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: