טון מוזיקלי

צופים יקרים!

 
בשיעורים הקודמים למדנו מהי מחמושת, מהו מפתח מוזיקלי, מהו צליל מוזיקלי, מהו סולם מוזיקלי מהם המושגים סוגי הסולמות, סימני הסולמות, ותבניות הסולם , למדנו על סולמות במז'ור, סולמות במינור, למדנו מהו סולם כרומטי, סולם פנטטוני, סולם טונלי ומיקרו טונלי, סולמות מקבילים, תדר מוזיקלי, וכעת נעבור ונלמד על המושג טון מוזיקלי. 

טון מוזיקלי - הנו חישוב סופי של 1000 מחזורים/סיבובים לשנייה אשר עובר התדר מאז היווצרותו ועד סיומו.
מבחינה פיזיקלית, כל צליל גבוה/נמוך בתדירותו מהצליל הסמוך אליו פי שורש 12 של שתיים. כלומר: תוספת של חצי טון (כמו מ-סי ל-דו) = הכפלה בשורש 12 של 2.  תוספת של טון (כמו מ-דו ל-רה) = הכפלה בשורש 6 של 2.
 
טון - הנו למעשה תדירות גובה הצליל אשר נמדדת ביחידה הנקראת הרץ Hz . 
קילוהרץ = אלף הרץ, (סימון: KHz) שהם אלף מחזורים לשנייה, או אלף סיבובים לשנייה. יחידת תדר הרץ היא יחידת מידה לתדירות במערכת היחידות הבינלאומית. היא נקראת על שמו של  הפיזיקאי  הגרמני  היינריך רודולף  הרץ  אשר תרם רבות למדע בתחום האלקטרומגנטיות.
טון -הוא מרווח קבוע בין שני צלילים, כמו למשל המרווח בין הצליל דו, לצליל רה. מרווח זה הינו כפול מהמרווח הקרוי "חצי טון", שהוא מרווח קבוע בין כל אחד מ-12 צלילי האוקטבה, כמו למשל המרווח בין הצליל דו, לצליל דו דיאז, או המרווח בין דו דיאז לצליל-רה. במילים אחרות, במוזיקה המערבית כל צליל גבוה/נמוך מהצליל הסמוך לו בחצי טון.
 
תנודות הצליל - צלילים הם תנודות מחזוריות בלחץ האויר. מספר המחזורים שגל משלים בשנייה נקרא התדירות שלו. היחידה המשמשת למדידת תדירות זו נקראת הרץ. ככל שהתדירות גבוהה יותר, אורך ה''יחידה הבסיסית'' קצר יותר, ואנחנו קוראים לצליל המתקבל ''גבוה'' יותר. מוזיקאים נתנו לצליל בתדירות של 440 הרץ את השם ''לה"..  על פי החלטה בינלאומית משנת 1939 נהוג לכוון את כלי־נגינה ביחס לתדר זה, מקודם בשנת 1839 כאמור הצליל לה היה בתדר של 415 הרץ.

צליל מוזיקלי - צלילים מוזיקליים הם תנודות מחזוריות בלחץ האויר. 
צלילים מוזיקליים אנו מסוגלים לחוש בהם באמצעות עור התוף שבאוזן. אם נשרטט גרף של לחץ האויר כתלות בזמן בעת שאנו שומעים צליל, נקבל צורת "גל" החוזר על עצמו, כדוגמאות  שלהלן: 

                                   

                  
גל הסינוס - הגל העליון הפשוט מבין השלושה, נוצר ע"י מחשב, דוגמה 1.
גל זה מתאים לפונקציה מתמטית בסיסית הנקראת סינוס. ומכאן שמו של גל זה. ואולי בשל כך הוא אף נשמע "סינטאטי" או "משעמם". 

גלים הנוצרים ע"י כלי נגינה - לגלים הנוצרים ע"י כלי נגינה אמיתיים יש צורה מורכבת יותר-
הגל השני הוא של גיטרה דוגמה 2 והגל השלישי של פסנתר דוגמה 3.   המשותף לשלושת הגלים שלעיל הוא המחזוריות - שלושתם מורכבים מ"יחידה בסיסית" מסויימת החוזרת על עצמה שוב ושוב, והם נבדלים זה מזה רק בצורתה של אותה "יחידה בסיסית". הבדלי צורות אלו הם הגורם העיקרי (אך לא היחיד) המגדיר את גוון הצליל - ובזכותם אנו מסוגלים להבחין למשל, בין צליליהם של חצוצרה כינור קונטרבס חליל ועוד..  

מאפייני הגל 

קיימים מספר מאפיינים או פרמטרים פיזיקליים המגדירים את הגל ואת התנהגותו.

• משרעת - גודל ההפרעה המקסימלי,  מסומנת ב-$${\displaystyle \ A}
• אורך גל - המרחק בין שתי פסגות סמוכות של הגל. מסומן לרוב באות $${\displaystyle \ \lambda }
• תדירות - מספר המחזורים ליחידת זמן, מסומנת לרוב באות $${\displaystyle \ \nu }

תהליך היוצרות והתפשטות גלי הקול
אנו יוצרים סוגים של קולות, קולטים קולות מסוגים שונים, ומסוגלים להבחין ביניהם. חלק מהקולות גסים וצורמים, אחרים רכים ועדינים, ונעימים לאוזן. יש צלילים גבוהים ויש נמוכים, יש צלילים חזקים ויש חלשים. אולם כל הקולות ללא הבדל נוצרו בדרך אחת. כולם נוצרו ע"י תנועה של גוף חומרי כלשהו.
כל קול הוא תוצאה של תנועה. אילו לא היה דבר נע על פני האדמה, לא היינו שומעים. כאשר גוף נע הלוך וחזור אנו אומרים שהוא "רועד" או עושה תנודות.
נשאלת השאלה, מה גורם לכך שקול מסוים ישמע כרעש ואילו קול אחר ישמע כצליל נעים לאוזן?
הדבר תלוי באיזו צורה הגוף מתנודד. בשעה שהתנודות הן סדירות וקצובות, כלומר- הגוף המשמיע את הקול, שולח גלי קול בהפסקות מדויקות, הרי התוצאה היא טון מוסיקלי.
אך אם התנודות אינן קצובות הרי שהן נשמעות באוזננו בדרך כלל כרעש בלתי נעים. תנועה הלוך וחזור של גוף נקראת – תנודה (Sycle) .
דרכו של הקול: אנו יודעם כי קולות נוצרים ע"י תנודות. תנודות הקול אינן יכולות לעשות את דרכן בחלל ריק.
הקול אינו יכול לעבור במקום שאין בו חומר (לכן בחלל יש שקט מוחלט) .
מוכרח להיות תווך כלשהו שיישא את התנודות הללו ויעביר אותן אל אוזננו. כ
שמקור הקול נמצא בתווך, הוא יוצר גלי קול המועברים לאוזננו. רוב הקולות הנשמעים לאוזננו מגיעים דרך האוויר, באוויר עושה הקול את דרכו במהירות של 344 מטר בשניה.
אך הקול יכול לעבור גם דרך חומרים אחרים. יש חומרים שהקול עובר בהם טוב יותר מאשר באוויר.
הקול עובר דרך דברים מוצקים מהר יותר מאשר דרך האוויר. מהירות הקול העוברת דרך פלדה למשל שווה לכ - 5,000 מטר לשניה.
גם דרך נוזל (לדוגמא – מים) עובר הקול במהירות רבה יותר מאשר באוויר , מהירות הקול במים היא כ- 14,000 מטר לשניה.
הקול מתפשט בגלים: הקול נע בגלים. כשהקול נוצר הוא מרעיד פרודות – (מולקולות)האוויר או כל חומר תווך אחר והן מכות בפרודות הסמוכות להן.
המכה הזאת מרעידה ודוחפת את הפרודות הסמוכות וכך מועבר הקול כמו שורת אבני דומינו מתמוטטות.
גלי הקול נקראים "גלים אורכיים" והם נעים בתנועה הדומה להתכווצויות והתפשטויות של קפיץ, בקטעים צפופים וצפופים פחות. לתופעה זו אנו קוראים: גלי קול.
כל פרודה חוזרת למקומה הקודם ורק האנרגיה שלה עוברת הלאה. צורתו של הגל קובעת את תכונות הקול, גובהו ועוצמתו. עוצמת הקול תלויה בגודל התנודות, גובה הגל של הגוף המתנודד.
גודל התנודה מנקודת ההתחלה אל הנקודה הגבוהה ביותר, או הנמוכה ביותר נקרא בשם: משרעת – AMPLITUDE.
הקווים AB וCD מציינים את גודל המשרעת. המרחק בין השיאים הגבוהים, או הנמוכים ביותר נקרא "אורך הגל" (Wavelength). המרחק שעובר הגל במהלך מחזור שלם אחד (Cycle1) .
מספר הפעמים שהפרודות נעות קדימה ואחורה במשך שניה אחת , הוא מספר התנודות שהגוף מתנדנד במשך שניה אחת, ונקרא בשם תדירות (Frequency). 
יחידת המדידה של התדירות היא Hertz, או מחזורים בשניה.
יחידות Hertz כותבים בקיצור Hz .על שמו של הפיסיקאי היהודי היינריך הרץ.
לדוגמא: אם תדירותו של צליל מסוים היא – 880Hz , משמע שהגוף המרעיד המחולל את הצליל, מבצע 880 תנודות בשניה אחת. תנודות הגופים וגל הקול הנוצרים על ידיהם, מתוארים באמצעות קוים גליים בתרשימים. בדרך כלל ציר הרוחב כזמן וציר הגובה כמשרעת.
דיאגרמת גלי הקול היא בדרך כלל מורכבת מאוד. צליל אינו נוצר כמעט לעולם על ידי טון בודד אלא על ידי צרוף של מספר טונים המתחולל בעת ובעונה אחת.
אוזן האדם מסוגלת לקלוט רק את הצלילים שתדירותם נמצאת בגבולות של Hz,20,000 – 20Hz .
התדירות קובעת עד כמה הקול יהיה גבוה או נמוך.
גובה הצליל: אנו יודעים שקולו של ילד גבוה מקולו של מבוגר וקולה של אישה גבוה בדרך כלל מקולו של גבר. ( וזאת מהסיבה הפשוטה שלכל אחד מהם יש עובי מיתר קול שונה. 
במוסיקה מבחינים בין צלילים גבוהים לבין צלילים נמוכים.
יש קשר בין מספר התנודות בשניה של גוף לבין גובה הצליל שהוא משמיע.
ככל שמספר התנודות בשניה גדול יותר הצליל גבוה יותר וההפך.
עוצמת הצליל- אף על פי שכל הקולות נגרמים על ידי תנודות, שונים הצלילים זה מזה בתכונותיהם כשאנו מודדים אנרגיה.
עוצמת הקול- תלויה בגודל התנודות של הגוף המתנדנד, ובמרחק שבין השומע לבין הגוף המתנדנד.
גל בעל משרעת גדולה- זהו גל בעל עוצמה רבה יותר. כלומר כמות האנרגיה שהוא מעביר רבה יותר.
גורם המרחק – ככל שנהיה קרובים יותר לגוף המשמיע את הקול כן נשמע את הקול חזק יותר וההפך.
ככל שאנו מתרחקים ממקור הקול רק חלק קטן מהאנרגיה מגיע לאוזננו.
עוצמות הקול מודדים ביחידות הנקראות דציבל -dB. לחישה קטנה היא בת 30dB . שיחה רגילה בדרך כלל בעוצמה של 60dB.
סף הכאב הוא 140dB-130.
עוצמת הרעש בדציבלים שקט מוחלט 0 פעימות לב 10 לחישה , רשרוש עלה ברוח 10-20 שיחה רגילה 60-70 תנועת כלי רכב בכביש 70-80 צופר של מכונית 85-90 מוסיקה במועדונים 120-130 מטוס סילון 130. 


 
המשך צפייה מהנה! 
 
 <<< חזרה לדף קודם                                                                                                    המשך בעמוד הבא >>>