Математика в музыке
Feb. 13th, 2010 02:16 pmТема эта интересная. И интересовала она давно, например роман Гессе "Игра в бисер". И всяческие компьтерные программы для сочинение музыки. Хотел бы я рассмотреть два музыкальных понятия: диатоника и хроматика. Диатоника--эта такая система звукоряда, когда звуки расположены в частотном ряде по кратным частотам. Музыканты диатонику называют равномерно темперированный или чистый строй. То есть соотношение частот соседних нот является константой. На пианино--это белые клавиши. Хроматика--это одновременное звучание нескольких звуков, отстоящих друг от друга на полтона (белая и черная клавиши на рояле).
В диатоническом строю за единицу частоты v=1 принята частота в 256 гц. (програмисты оценят :)) Гармоники этой исходной ноты равны v=2,3,4 и т.д., а субгармоники равны 1/2, 1/3, 1/4 и т.д. Нота С(или русская до) средней октавы рояля соответствует С256 (если рояль так настроен) и обозначается С4. (Индекс означает октаву. Он возрастает на единицу при переходе к следущей, более высокой, октаве). В физике есть понятие дисперсии "непрерывной струны". Это значит что моды (частоты колебания) струны представляют собой гармоническую последовательность v1, 2*v1, 3*v1 и т.д. То есть частоты гармоник кратны основному тону струны. Первые 16 гармоник струны С4(С4 и ее октавы подчеркнуты):
обозн. | F3 | C3 | C4 | C5 | G5 | C6 | E6 | G6 | Bb6 | C7 | D7 | E7 | F#7 | G7 | G#7 | Bb7 | B7 | C8 |
ν | 1/3 | 1/2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
При повышении любого тона на октаву частота колебаний удваивается (ср. G6 & G7, C4 & C5 и т.д.). Теперь умножая частоту С4 на соответсвующие множители лежащие между 1 и 2, мы образуем следующую гамму внутри отдельной октавы, например, между С4 и С5:
обозначение | C | D | E | F | G | A | B | C |
до | ре | ми | фа | соль | ля | си | до | |
ν | 1 | 9/8 | 5/4 | 4/3 | 3/2 | 5/3 | 15/8 | 2 |
Мы получили научную, или чистую диатоническую, С-мажорную гамму. Стоит обратить внимание на ноту А426,67 (ля). Она равна 5/4F(фа). Нота С(до) в этой гамме называется ключом или тоникой.
( Read more... )