Vargonai yra dvidešimt aštuonių amžių muzikos instrumentas. Kaip tai daroma, kaip tai veikia, kaip veikia vargonų elektrinis muzikos instrumentas

Šaltinis: « Mokslo pasaulyje » , Nr. 3, 1983. Paskelbė Neville H. Fletcher ir Susanna Thwaites

Didingas vargonų garsas sukuriamas dėl griežtai fazių sinchronizuoto oro srauto, einančio per vamzdžio pjūvį, ir jo kolonoje rezonuojančios oro kolonos sąveikos.

Joks muzikos instrumentas negali prilygti vargonams pagal stiprumą, tembrą, diapazoną, tonaciją ir garso didingumą. Kaip ir daugelis muzikos instrumentų, vargonai nuolat tobulinami daugelio kartų kvalifikuotų meistrų, lėtai kaupiančių patirtį ir žinias, pastangų dėka. Iki XVII amžiaus pabaigos. vargonai iš esmės įgavo šiuolaikinę formą. Du žymiausi XIX amžiaus fizikai. Hermanas von Helmholtzas ir lordas Rayleigh'as pateikė priešingas teorijas, paaiškinančias pagrindinį garsų susidarymo mechanizmą vargonų vamzdžiai, tačiau dėl reikalingų priemonių ir priemonių trūkumo jų ginčas niekada nebuvo išspręstas. Atsiradus osciloskopams ir kitiems šiuolaikiniams instrumentams, tapo įmanoma išsamiai ištirti organo veikimo mechanizmą. Paaiškėjo, kad tiek Helmholtz teorija, tiek Rayleigh teorija galioja tam tikram slėgiui, kurio metu oras pumpuojamas į vargonų vamzdį. Toliau straipsnyje bus pateikti naujausių tyrimų rezultatai, kurie daugeliu atžvilgių nesutampa su vadovėliuose pateiktu organo veikimo mechanizmo paaiškinimu.

Vamzdžiai, išdrožti iš nendrių ar kitų tuščiavidurių augalų, tikriausiai buvo pirmieji pučiamieji instrumentai. Jie skleidžia garsus pučiant per atvirą vamzdžio galą arba pučiant į vamzdelį, vibruojant lūpomis, arba, suspaudžiant vamzdžio galą, pučia orą, todėl vibruoja jo sienos. Sukūrus šių trijų tipų paprasčiausius pučiamųjų instrumentus, buvo sukurta moderni fleita, trimitas ir klarnetas, iš kurių muzikantas gali išgauti gana plataus dažnių diapazono garsus.

Lygiagrečiai buvo sukurti tokie instrumentai, kuriuose kiekvienas vamzdis turėjo skambėti viena konkrečia nata. Paprasčiausias iš šių instrumentų yra fleita (arba „Pano fleita“), kuri paprastai turi apie 20 įvairaus ilgio vamzdelių, viename gale uždaryta ir skleidžia garsus, kai pučia per kitą, atvirą galą. Didžiausias ir sudėtingiausias tokio tipo instrumentas yra vargonai, turintys iki 10 000 vamzdžių, kuriuos vargonininkas valdo naudodamas sudėtingą mechaninių transmisijų sistemą. Vargonų ištakos yra senovėje. Molio figūrėlės, vaizduojančios muzikantus, grojančius instrumentu iš daugelio vamzdžių, aprūpintų kailiais, buvo pagamintos Aleksandrijoje jau II a. Kr. Iki X a. vargonai pradėti naudoti krikščionių bažnyčiose, Europoje pasirodė vienuolių parašyti traktatai apie vargonų sandarą. Pasak legendos, didelis organas, pastatytas X a. Vinčesterio katedrai Anglijoje turėjo 400 metalinių vamzdžių, 26 dumples ir dvi klaviatūras su 40 klavišų, kur kiekvienas raktas valdė dešimt vamzdžių. Per ateinančius šimtmečius vargonų struktūra buvo patobulinta mechaniškai ir muzikaliai, o jau 1429 metais Amjeno katedroje buvo pastatyti vargonai su 2500 vamzdžių. Vokietijoje iki XVII amžiaus pabaigos. organai jau įgijo savo šiuolaikinę formą.

1979 metais Australijos Sidnėjaus operos teatro koncertų salėje įrengti vargonai yra didžiausi ir techniškai pažangiausi vargonai pasaulyje. Suprojektavo ir pagamino R. Sharp. Jame yra apie 10 500 vamzdžių, mechaniškai valdomų penkiomis rankomis ir viena koja. Vargonai gali būti valdomi automatiškai magnetine juostele, ant kurios muzikanto pasirodymas anksčiau buvo įrašytas skaitmeniniu būdu.

Terminai, naudojami apibūdinti organų prietaisas, atspindi jų kilmę iš vamzdinių pučiamųjų instrumentų, į kuriuos pro burną buvo pučiamas oras. Vargonų vamzdžiai yra atidaryti iš viršaus, o iš apačios jie turi siaurėjančią siaurėjančią formą. Visoje suplotoje dalyje, virš kūgio, yra vamzdžio „burna“ (supjaustyta). Vamzdelio viduje yra „liežuvis“ (horizontalus šonkaulis), todėl tarp jo ir apatinės „lūpos“ susidaro „labialinė skylė“ (siauras tarpas). Oras į vamzdį priveržiamas didelėmis dumplėmis ir į jo kūgio formos pagrindą patenka esant 500–1000 Paskalių (5–10 cm H2O) slėgiui. Kai, paspaudus atitinkamą pedalą ir klavišą, oras patenka į vamzdį, jis veržiasi aukštyn ir susidaro išeinant lūpų plyšys platus plokščias purkštukas. Oro srovė praeina per „burnos“ angą ir, atsitrenkusi į viršutinę lūpą, sąveikauja su oro kolonėle pačiame vamzdyje; dėl to susidaro stabilios vibracijos, dėl kurių vamzdis „kalba“. Pats savaime klausimas, kaip šis staigus perėjimas iš tylos į garsą vyksta trimitu, yra labai sudėtingas ir įdomus, tačiau šiame straipsnyje jis nėra svarstomas. Pokalbio metu daugiausia dėmesio bus skiriama procesams, kurie užtikrina nenutrūkstamą vargonų vamzdžių skambesį ir sukuria jiems būdingą tonalumą.

Organų vamzdelį sužadina oras, patenkantis į jo apatinį galą ir sudarantis srovę, einant pro tarpą tarp apatinės lūpos ir uvulos. Skyriuje srovė sąveikauja su oro kolonėle vamzdyje prie viršutinės lūpos ir praeina arba vamzdžio viduje, arba už jo ribų. Oro stulpelyje sukuriamos pastovios būsenos vibracijos, todėl vamzdis skamba. Oro slėgis, kintantis pagal nuolatinės bangos dėsnį, rodomas spalvotu atspalviu. Viršutiniame vamzdžio gale yra sumontuota nuimama įvorė arba kištukas, kuris leidžia šiek tiek pakeisti oro stulpelio ilgį reguliuojant.

Gali atrodyti, kad užduotis apibūdinti oro srautą, kuris sukuria ir išsaugo organo garsą, yra visiškai susijęs su skysčių ir dujų srautų teorija. Tačiau paaiškėjo, kad teoriškai labai sunku apsvarstyti net pastovaus, lygaus, laminarinio srauto judėjimą, nes visiškai neramiam oro srautui, kuris juda vargonų vamzdeliu, jo analizė yra neįtikėtinai sudėtinga. Laimei, turbulencija, kuri yra sudėtinga oro judėjimo forma, iš tikrųjų supaprastina oro srauto modelį. Jei šis srautas būtų laminarinis, oro srovės sąveika su aplinka priklausytų nuo jų klampumo. Mūsų atveju turbulencija pakeičia klampumą kaip lemiamą sąveikos veiksnį, tiesiogiai proporcingą oro srauto pločiui. Statant vargonus ypatingas dėmesys skiriamas tam, kad oro srautai vamzdžiuose būtų visiškai neramūs, o tai pasiekiama naudojant mažus pjūvius išilgai liežuvio krašto. Keista, kad skirtingai nei laminarinis srautas, turbulentinis srautas yra stabilus ir gali būti atkurtas.

Visiškai neramus srautas palaipsniui susimaišo su aplinkiniu oru. Plėtimosi ir lėtėjimo procesas yra gana paprastas. Kreivė, vaizduojanti srauto greičio pokytį, priklausomai nuo atstumo nuo jo pjūvio centrinės plokštumos, yra apverstos parabolės formos, kurios viršus atitinka didžiausią greičio vertę. Srauto plotis didėja proporcingai atstumui nuo lūpų plyšio. Srauto kinetinė energija išlieka nepakitusi, todėl jo greičio sumažėjimas yra proporcingas atstumo nuo plyšio kvadratinei šakniai. Šią priklausomybę patvirtina ir skaičiavimai, ir eksperimentiniai rezultatai (atsižvelgiant į nedidelį pereinamąjį regioną šalia labialinio tarpo).

Jau susijaudinusiame ir skambančiame vargonų vamzdyje oro srautas patenka iš labialinio plyšio į intensyvų garso lauką vamzdžio angoje. Oro judėjimas, susijęs su garsų generavimu, yra nukreiptas per angą ir todėl statmenas srauto plokštumai. Prieš 50 metų B. Brownui iš Londono universiteto koledžo pavyko nufotografuoti laminuotą dūmų pripildyto oro srautą garso lauke. Vaizdai rodė vinguriuojančių bangų susidarymą, didėjant joms palei upelį, kol pastaroji išsiskaido į dvi priešinga kryptimi besisukančių sūkurinių žiedų eiles. Supaprastintas šių ir panašių pastebėjimų aiškinimas lėmė neteisingą organų vamzdelių fizinių procesų aprašymą, kurį galima rasti daugelyje vadovėlių.

Veiksmingesnis būdas tikrinti oro srovės veikimą garso lauke yra eksperimentuoti su vienu vamzdžiu, kuriame garso lauką sukuria garsiakalbis. Dėl tokių tyrimų, kuriuos J. Coltmanas atliko „Westinghouse Electric Corporation“ laboratorijoje ir mano dalyvaujančioje grupėje Australijos Naujosios Anglijos universitete, buvo sukurti šiuolaikinės organų vamzdeliuose vykstančių fizinių procesų teorijos pagrindai. sukurta. Tiesą sakant, Rayleigh'as išsamiai ir beveik visiškai matematiškai apibūdino nepastebimų terpių laminarinius srautus. Kadangi buvo nustatyta, kad turbulencija ne apsunkina, o supaprastina fizinį oro stygų vaizdą, paaiškėjo, kad galima naudoti Rayleigh metodą su nedideliais pakeitimais, kad būtų galima apibūdinti oro srautus, kuriuos eksperimentiniu būdu gavo ir ištyrė Coltmanas ir mūsų grupė.

Jei vamzdyje nebūtų labialinio plyšio, galima būtų tikėtis, kad oro srautas judančio oro juostelės pavidalu tiesiog judės pirmyn ir atgal kartu su visu likučiu vamzdžio angoje, veikiant akustikai. virpesiai. Tiesą sakant, kai srovė išeina iš lizdo, ją efektyviai stabilizuoja pats lizdas. Šį efektą galima palyginti su griežtai subalansuoto maišymo, lokalizuoto horizontalaus šonkaulio plokštumoje, superpozicijos rezultatu dėl bendro vibracinio oro judesio garso lauke. Šis lokalizuotas maišymas, kurio dažnis ir amplitudė yra tokie pat kaip garso lauko, ir dėl to ties horizontaliu kraštu nesusidaro purškimas, lieka judančiame oro sraute ir sukuria vingiuotą bangą.

Penki skirtingo dizaino vamzdžiai skleidžia to paties aukščio, bet skirtingo tembro garsus. Antrasis trimitas iš kairės yra dulciana, turintis subtilų, subtilų skambesį, primenantį styginį instrumentą. Trečiasis trimitas yra atviras diapazonas, skleidžiantis lengvą, skambų garsą, būdingiausią vargonams. Ketvirtasis trimitas skamba labai prislopinta fleita. Penktasis trimitas - „Waldflote“ ( « miško fleita “) su švelniu garsu. Medinis vamzdis kairėje yra uždarytas kištuku. Jis turi tą patį pagrindinį vibracijos dažnį kaip ir kiti vamzdžiai, tačiau rezonuoja nelyginiais viršutiniais tonais, kurių dažnis yra nelyginis skaičius kartų didesnis už pagrindinį dažnį. Kitų vamzdžių ilgiai nėra visiškai vienodi, nes „galinė korekcija“ atliekama norint gauti tą patį žingsnį.

Kaip parodė Rayleigh'as tiriamam reaktyviniam tipui ir kaip mes visapusiškai patvirtinome skirtingo turbulentinio srauto atvejį, banga sklinda srautu greičiu, kuris yra šiek tiek mažesnis nei pusė oro judėjimo greičio centrinėje srovės plokštumoje. Šiuo atveju, judant išilgai srauto, bangos amplitudė didėja beveik eksponentiškai. Paprastai jis padvigubėja, kai banga sklinda vieną milimetrą, o jos poveikis greitai tampa dominuojantis už paprastą atbulinį šoninį judesį, kurį sukelia garso virpesiai.

Nustatyta, kad didžiausias bangos padidėjimo greitis pasiekiamas, kai jos ilgis išilgai srauto yra šešis kartus didesnis už srauto plotį tam tikrame taške. Kita vertus, jei bangos ilgis pasirodo mažesnis už srauto plotį, amplitudė nedidėja ir banga gali visai išnykti. Kadangi oro srovė plečiasi ir sulėtėja tolstant nuo plyšio, tik ilgos bangos, tai yra žemo dažnio svyravimai, gali sklisti išilgai didelės amplitudės srautų. Ši aplinkybė turės nemažą reikšmę vėliau svarstant apie vargonų vamzdžių harmoninio garso sukūrimą.

Dabar pagalvokime apie poveikį vargonų vamzdžio garso lauko oro srautui. Nesunku įsivaizduoti, kad garso lauko garso bangos vamzdžio angoje priverčia oro srovės galiuką susimaišyti per viršutinę plyšio lūpą, todėl purkštukas dabar yra vamzdžio viduje, tada už jo ribų. Tai primena paveikslėlį, kai stumiamos jau siūbuojančios sūpynės. Oro stulpelis vamzdyje jau vibruoja, o kai oro gūsiai patenka į vamzdį sinchroniškai su vibracija, jie išlaiko vibracijų jėgą, nepaisant įvairių energijos nuostolių, susijusių su garso ir oro trinties sklidimu prie vamzdžio sienelių. Jei oro gūsiai nesutampa su vamzdžio oro kolonėlės virpesiais, jie slopins šias vibracijas ir garsas susilpnės.

Oro srauto forma pavaizduota paveiksle kaip nuoseklių kadrų serija, kai ji išeina iš lūpų tarpo į judantį akustinį lauką, kurį vamzdžio „burnoje“ sukuria oro kolonėlė, rezonuojanti vamzdžio viduje. Periodiškas oro poslinkis burnos pjūvyje sukuria vingiuotą bangą, judančią puse greičio oro judėjimo greičiu centrinėje srovės plokštumoje ir didėjančią eksponentiškai, kol jo amplitudė viršys paties purkštuko plotį. Horizontalios sekcijos rodo kelio segmentus, kuriuos banga sklinda srove per vieną po kito vykstančius svyravimo periodo ketvirčius. T... Pjovimo linijos artėja viena prie kitos mažėjant srovės greičiui. Organų vamzdyje viršutinė lūpa yra rodyklės nurodytoje vietoje. Oro srovė pakaitomis išeina ir patenka į vamzdį.

Oro srovės garsą skleidžiančių savybių matavimą galima atlikti įdėjus veltinio arba putplasčio pleištus į atvirą vamzdžio galą, kad būtų išvengta skambėjimo ir naudojant garsiakalbį būtų sukurta mažos amplitudės garso banga. Atspindėdama iš priešingo vamzdžio galo, garso banga „burnos“ pjūvyje sąveikauja su oro srautu. Srovės sąveika su stovinčia banga vamzdžio viduje matuojama naudojant nešiojamąjį mikrofono testerį. Tokiu būdu galima aptikti, padidinti ar sumažinti atspindėtos bangos oro srovės energiją apatinėje vamzdžio dalyje. Kad trimitas skambėtų, srautas turi padidinti energiją. Matavimo rezultatai išreiškiami akustinio „laidumo“ verte, apibrėžiama kaip akustinio srauto santykis išeinant iš sekcijos « burna “į garso slėgį tiesiai už pjūvio. Laidumo kreivė, esant įvairiems išmetamo oro slėgio ir svyravimo dažnio deriniams, turi spiralės formą, kaip parodyta šiame paveikslėlyje.

Ryšį tarp akustinių vibracijų atsiradimo vamzdžio angoje ir akimirkos, kai kita oro srovės dalis patenka į viršutinę angos lūpą, lemia laiko intervalas, per kurį oro srauto banga nukeliauja atstumą nuo lūpos lizdas iki viršutinės lūpos. Vargonų kūrėjai šį atstumą vadina „pjovimu“. Jei „pjūvis“ yra didelis arba oro slėgis (taigi ir judėjimo greitis) yra mažas, judėjimo laikas bus ilgas. Priešingai, jei pjūvis yra mažas arba oro slėgis yra aukštas, kelionės laikas bus trumpas.

Norint tiksliai nustatyti fazinį ryšį tarp oro kolonėlės svyravimų vamzdyje ir oro srauto dalių įtekėjimo į viršutinės lūpos vidinį kraštą, būtina išsamiau ištirti šios proporcijos oro stulpelyje. Helmholtzas manė, kad pagrindinis veiksnys čia buvo oro srauto, kurį tiekia srovė, kiekis. Todėl, kad purkštuko dalys svyruojančiai oro kolonai suteiktų kuo daugiau energijos, jos turi tekėti tuo metu, kai viršutinės lūpos vidinės dalies slėgis pasiekia maksimalų lygį.

Rayleigh pateikė kitokią poziciją. Jis teigė, kad kadangi plyšys yra palyginti arti atviro vamzdžio galo, akustinės bangos ties plyšiu, kurias veikia oro srovė, negali sukelti didelio slėgio. Rayleigh manė, kad oro srautas, patenkantis į vamzdį, iš tikrųjų atsitrenkia į kliūtį ir beveik sustoja, o tai greitai sukuria aukštą slėgį, kuris turi įtakos jo judėjimui vamzdyje. Todėl, pasak Rayleigh, oro srovė perduos didžiausią energijos kiekį, jei ji pateks į vamzdį tuo momentu, kai maksimalus yra ne slėgis, o pats akustinių bangų srautas. Perėjimas tarp šių dviejų maksimumų yra ketvirtadalis vamzdžio oro kolonėlės svyravimo laikotarpio. Jei sudarysime analogiją su sūpynėmis, tai šis skirtumas išreiškiamas sūpynių stumdymu, kai jis yra aukščiausiame taške ir turi didžiausią potencialią energiją (pagal Helmholtzą), ir tuo metu, kai jis yra žemiausiame taške ir turi didžiausią greičiu (pagal Rayleigh).

Purkštuko akustinio laidumo kreivė yra spiralės formos. Atstumas nuo pradžios taško rodo laidumo vertę, o kampinė padėtis - fazės poslinkis tarp akustinio srauto išėjimo iš lizdo ir garso slėgio už plyšio. Kai srautas yra slėgio fazėje, laidumo vertės yra dešinėje spiralės pusėje, o srovės energija išsisklaido. Kad purkštukas skleistų garsą, laidumo vertės turi būti kairėje spiralės pusėje, o tai įvyksta, kai kompensacija arba vėlavimas srovės judėjimo fazėje, atsižvelgiant į slėgį už vamzdžio pjūvio. Šiuo atveju atspindėtas bangos ilgis yra didesnis nei krintančios bangos ilgis. Atramos kampo vertė priklauso nuo to, kuris iš dviejų mechanizmų dominuoja vamzdžio sužadinime: Helmholtz mechanizmas ar Rayleigh mechanizmas. Kai laidumas atitinka viršutinę spiralės pusę, srovė sumažina natūralų vamzdžio rezonanso dažnį, o kai laidumo vertė yra apatinėje spiralės dalyje, padidina natūralų vamzdžio rezonansinį dažnį.

Oro srauto judėjimo vamzdyje diagrama (brūkšninė kreivė) esant tam tikram srovės nukrypimui yra asimetriška nulinės deformacijos vertės atžvilgiu, nes vamzdžio briauna yra suprojektuota taip, kad nesupjautų srovės. palei jos centrinę plokštumą. Kai purkštukas nukrypsta išilgai paprasto sinusoido su didele amplitude (vientisa juoda kreivė), oro srautas, patenkantis į vamzdį (spalvota kreivė), pirmiausia „prisotina“ viename kraštutiniame reaktyvinio įlinkio taške, kai jis visiškai išeina iš vamzdžio. Dar didesne amplitude oro srautas prisotinamas ir kitame kraštutiniame nukrypimo taške, kai srovė visiškai patenka į vamzdį. Lūpų poslinkis suteikia srautui asimetrišką bangos formą, kurios viršūnės turi dažnius, kurie yra nukrypimo bangos dažnio kartotiniai.

80 metų problema liko neišspręsta. Be to, naujų tyrimų iš tikrųjų nebuvo atlikta. Ir tik dabar ji rado patenkinamą sprendimą dėl L. Kremerio ir H. Leasingo iš instituto darbo. Heinrichas Hertzas „Zap“. Berlynas, JAV karinio jūrų laivyno akademijos S. Elleris, Coltmanas ir mūsų grupė. Trumpai tariant, tiek Helmholtzas, tiek Rayleigh buvo iš dalies teisūs. Abiejų veikimo mechanizmų santykį lemia priverstinio oro slėgis ir garso dažnis, kai Helmholtz mechanizmas yra pagrindinis esant žemam slėgiui ir aukštiems dažniams, o Rayleigh mechanizmas - esant aukštam slėgiui ir žemiems dažniams. Standartiniams vargonų vamzdžiams Helmholtz mechanizmas paprastai atlieka svarbesnį vaidmenį.

Coltmanas sukūrė paprastą ir efektyvų būdą tirti oro srovės savybes, kurios buvo šiek tiek pakeistos ir patobulintos mūsų laboratorijoje. Šis metodas grindžiamas oro srauto tyrimu vargonų vamzdžio pjūvyje, kai jo tolimasis galas yra uždarytas veltinio ar putų garsą sugeriančiais pleištais, kurie neleidžia vamzdžiui skambėti. Tada iš garsiakalbio, esančio tolimame gale, vamzdžiu tiekiama garso banga, kuri atsispindi nuo lizdo krašto, pirmiausia esant įpurškiamam purkštukui, o paskui be jo. Abiem atvejais krintančios ir atsispindinčios bangos sąveikauja vamzdžio viduje, sukurdamos nuolatinę bangą. Išmatuodami mažu zondo mikrofonu bangų konfigūracijos pokyčius taikant oro srovę, galima nustatyti, ar srovė padidina, ar sumažina atspindėtos bangos energiją.

Savo eksperimentuose mes iš tikrųjų matavome oro srovės „akustinį laidumą“, kurį lemia akustinio srauto išėjimo iš lizdo, kurį sukuria srovė, ir akustinio slėgio santykis tiesiai lizdo viduje . Akustiniam laidumui būdingas dydis ir fazės kampas, kuriuos galima pavaizduoti kaip dažnio ar išleidimo slėgio funkciją. Jei pavaizduosite laidumo grafiką su nepriklausomu dažnio ir slėgio pokyčiu, tada kreivė bus spiralės formos (žr. Paveikslėlį). Atstumas nuo spiralės pradžios taško rodo laidumo vertę, o taško kampinė padėtis ant spiralės atitinka vingiuotos bangos fazinį sulėtėjimą, atsirandantį srove veikiant akustinėms vibracijoms vamzdyje. Vienas bangos ilgio atsilikimas atitinka 360 ° aplink spiralės perimetrą. Dėl ypatingų turbulentinės srovės savybių paaiškėjo, kad kai laidumo vertė padauginama iš slėgio vertės kvadratinės šaknies, visos tam tikro organo vamzdžio vertės atitinka tą pačią spiralę.

Jei slėgis išlieka pastovus, o gaunamų garso bangų dažnis didėja, taškai, rodantys laidumo vertę, artėja spirale į jo vidurį pagal laikrodžio rodyklę. Pastoviu dažniu ir didėjančiu slėgiu šie taškai tolėja nuo vidurio priešinga kryptimi.

Sidnėjaus operos teatro vargonų vaizdas iš vidaus. Matomi kai kurie jo 26 registrų vamzdžiai. Dauguma vamzdžių yra pagaminti iš metalo, kai kurie - iš medžio. Skambančios vamzdžio dalies ilgis padvigubėja kas 12 vamzdžių, o vamzdžio skersmuo - maždaug kas 16 vamzdžių. Ilgametė vargonų kūrėjų patirtis leido jiems rasti geriausias proporcijas, užtikrinančias stabilų garso toną.

Kai laidumo dydžio taškas yra dešinėje spiralės pusėje, srovė paima energiją iš srauto vamzdyje, todėl energija prarandama. Kai taškas yra kairėje pusėje, srovė perduos energiją srautui ir taip veiks kaip garso virpesių generatorius. Kai laidumo vertė yra viršutinėje spiralės pusėje, srovė sumažina natūralų rezonansinį vamzdžio dažnį, o kai šis taškas yra apatinėje pusėje, srovė padidina natūralų rezonansinį vamzdžio dažnį. Fazės atsilikimą apibūdinančio kampo vertė priklauso nuo to, kuri schema - Helmholtz arba Rayleigh - naudojama pagrindiniam vamzdžio sužadinimui, ir tai, kaip buvo parodyta, nustatoma pagal slėgio ir dažnio vertes. Tačiau šis kampas, matuojamas iš dešinės horizontalios ašies pusės (dešinysis ketvirtis), niekada nėra žymiai didesnis už nulį.

Kadangi 360 ° aplink spiralės apskritimą atitinka vėlavimą fazėje, lygų oro srautu sklindančios vingiuotos bangos ilgiui, tokio atsilikimo dydis nuo daug mažiau nei ketvirtadalio bangos ilgio iki beveik trijų ketvirtadaliai jo ilgio guls ant spiralės nuo vidurio linijos, tai yra, kur srovė veikia kaip garso virpesių generatorius. Mes taip pat matėme, kad esant pastoviam dažniui fazių atsilikimas yra įpurškiamo oro slėgio funkcija, nuo kurios priklauso ir paties purkštuko greitis, ir vingiuotos bangos sklidimo išilgai srovės greitis. Kadangi tokios bangos greitis yra pusė srovės greičio, o tai savo ruožtu yra tiesiogiai proporcinga slėgio kvadratinei šakniai, srovės srauto fazės pokytis per pusę bangos yra įmanomas tik labai pasikeitus slėgiui . Teoriškai slėgis gali pasikeisti iki devynių kartų, kol trimitas nustoja skleisti garsą savo pagrindiniu dažniu, nebent būtų pažeistos kitos sąlygos. Tačiau praktiškai trimitas pradeda skambėti dažniau, kol nepasiekiama nurodyta viršutinė slėgio pokyčio riba.

Reikėtų pažymėti, kad norint papildyti energijos nuostolius vamzdyje ir užtikrinti garso stabilumą, keli spiralės posūkiai gali eiti toli į kairę. Tik dar vienas toks posūkis gali sukelti vamzdžio garsą, kurio vieta atitinka maždaug tris pusiau bangas srove. Kadangi stygų laidumas šiuo metu yra mažas, skleidžiamas garsas yra silpnesnis už bet kurį garsą, atitinkantį tašką ant išorinio spiralės posūkio.

Laidumo spiralės forma gali būti dar sudėtingesnė, jei įlinkis viršutinėje lūpoje viršija paties purkštuko plotį. Šiuo atveju purkštukas beveik visiškai išpūstas iš vamzdžio ir perpūstas atgal į jį kiekvienu judesio ciklu, o energijos kiekis, kurį jis suteikia vamzdyje atsispindėjusiai bangai, nustoja priklausyti nuo tolesnio amplitudės padidėjimo. Atitinkamai sumažėja ir oro stygų efektyvumas akustinių virpesių generavimo režimu. Šiuo atveju padidėjusi srovės nukreipimo amplitudė lemia tik laidumo spiralės sumažėjimą.

Sumažėjus reaktyvinio vandens efektyvumui, padidėjus deformacijos amplitudei, padidėja energijos nuostoliai vargonų vamzdyje. Vamzdžio svyravimai greitai nustatomi į žemesnį lygį, kuriame srovės energija tiksliai kompensuoja energijos nuostolius vamzdyje. Įdomu pastebėti, kad daugeliu atvejų energijos nuostoliai dėl turbulencijos ir klampumo žymiai viršija nuostolius, susijusius su garso bangų sklaida per plyšį ir atvirus vamzdžio galus.

Diapazono tipo vargonų vamzdžio dalis, rodanti, kad liežuvis turi išpjovą, sukuriančią vienodą neramų oro srauto judesį. Vamzdis pagamintas iš „pažymėto metalo“ - lydinio, kuriame yra daug alavo ir pridėta švino. Gaminant lakštinę medžiagą iš šio lydinio, ant jo pritvirtinamas būdingas raštas, kuris aiškiai matomas nuotraukoje.

Žinoma, tikrasis trimito garsas vargonuose neapsiriboja vienu konkrečiu dažniu, bet jame yra ir aukštesnio dažnio garsų. Galima įrodyti, kad šie atspalviai yra tikslios pagrindinio dažnio harmonikos ir nuo jo skiriasi sveiku skaičiumi. Esant nuolatinėms pūtimo sąlygoms, osciloskopo garso bangos forma išlieka ta pati. Mažiausias harmonikų dažnio nukrypimas nuo reikšmės, griežtai kartojančios pagrindinį dažnį, lemia laipsnišką, bet aiškiai matomą bangos formos pasikeitimą.

Šis reiškinys yra įdomus, nes vargonų vamzdžio, kaip ir bet kurio atviro vamzdžio, oro kolonėlės rezonansiniai virpesiai yra nustatomi dažniu, kuris šiek tiek skiriasi nuo harmonikų dažnių. Faktas yra tas, kad didėjant dažniui, pasikeitus akustiniam srautui atviruose vamzdžio galuose, vamzdžio darbinis ilgis šiek tiek sutrumpėja. Kaip bus parodyta, vargonų vamzdžio viršūnės sukuriamos dėl oro srovės ir plyšio lūpos sąveikos, o pats vamzdis daugiausia naudojamas aukštesnio dažnio viršūnėms, kaip pasyvus rezonatorius.

Rezonansinės vibracijos vamzdyje sukuriamos didžiausiu oro judėjimu jo skylėse. Kitaip tariant, laidumas vargonų vamzdyje turėtų pasiekti maksimalų tašką. Taigi iš to išplaukia, kad rezonansinės vibracijos vamzdyje, kurio ilgas galas yra atviras, atsiranda tokiais dažniais, kai į vamzdžio ilgį telpa sveikas skaičius garso bangų. Jei pagrindinį dažnį žymime kaip f 1, tada didesni rezonansiniai dažniai bus 2 f 1 , 3f 1 ir kt. (Tiesą sakant, kaip jau buvo nurodyta, didesni rezonansiniai dažniai visada yra šiek tiek didesni už šias vertes.)

Vamzdyje su uždaru ar dusliu tolimu arkliu rezonansiniai svyravimai atsiranda dažniu, kuriuo nelyginis bangos ilgio ketvirčių skaičius atitinka vamzdžio ilgį. Todėl, norint skambėti ta pačia nata, uždaras vamzdis gali būti pusės atviro vamzdžio ilgio, o jo rezonansiniai dažniai f 1 , 3f 1 , 5f 1 ir kt.

Išleidimo oro slėgio pokyčio įtakos garsui įprastame vargonų vamzdyje rezultatai. Pirmieji keli atspalviai pažymėti romėniškais skaitmenimis. Pagrindinis trimito režimas (spalvotas) apima gerai subalansuoto normalaus garso diapazoną esant normaliam slėgiui. Didėjant slėgiui, trimito garsas persijungia į antrąjį atspalvį; mažėjant slėgiui, sukuriamas susilpnėjęs antrasis atspalvis.

Dabar grįžkime prie oro srauto vargonų vamzdyje. Matome, kad aukšto dažnio bangų trikdžiai palaipsniui mažėja didėjant srovės pločiui. Dėl to purkštuko galas šalia viršutinės lūpos svyruoja beveik sinusoidiškai esant pagrindiniam vamzdžio garso dažniui ir beveik nepriklausomai nuo aukštesnių akustinio lauko virpesių harmonikų šalia vamzdžio angos. Tačiau sinusinis srovės judėjimas nesukurs to paties oro srauto judėjimo vamzdyje, nes srautas „prisotinamas“ dėl to, kad esant dideliam nukrypimui bet kuria kryptimi, jis visiškai teka iš vidaus ar išorės viršutinės lūpos pusėje. Be to, lūpa paprastai yra šiek tiek pasislinkusi ir nenutraukia srauto tiksliai išilgai jos centrinės plokštumos, todėl sodrumas yra asimetriškas. Todėl srauto svyravimas vamzdyje turi visą pagrindinio dažnio harmonikų rinkinį su griežtai apibrėžtu dažnių ir fazių santykiu, o šių aukšto dažnio harmonikų santykinės amplitudės sparčiai didėja, didėjant deformacijos amplitudei oro srauto.

Įprastame vargonų vamzdyje srovės čiurlelis įlinkyje yra proporcingas srovės pločiui viršutinėje lūpoje. Dėl to oro sraute susidaro daug viršų. Jei lūpa griežtai simetriškai atskirtų srovę, garse net nebūtų viršų. Todėl paprastai šiek tiek sumaišoma lūpa, kad būtų išsaugoti visi atspalviai.

Kaip ir galima tikėtis, atviri ir uždaryti vamzdžiai sukuria skirtingas garso savybes. Reaktyvinio srauto generuojamų viršgarsių dažnis yra pagrindinio reaktyvinio virpesių dažnio kartotinis. Oro stulpelis vamzdyje stipriai rezonuos į tam tikrą atspalvį tik tada, kai vamzdžio akustinis laidumas yra didelis. Šiuo atveju amplitudė smarkiai padidės dažniu, artimu viršgarsiniam dažniui. Todėl uždarame mėgintuvėlyje, kur sukuriami tik viršai su nelyginiu rezonansinio dažnio skaičiumi, visi kiti atspalviai yra slopinami. Rezultatas yra būdingas „nuobodus“ garsas, kuriame net ir viršutiniai atspalviai yra silpni, nors ir visiškai nėra. Atvirkščiai, atviras vamzdis skleidžia „lengvesnį“ garsą, nes jis išlaiko visus pagrindinio dažnio garsus.

Vamzdžio rezonanso savybės labai priklauso nuo energijos nuostolių. Šie nuostoliai yra dviejų tipų: nuostoliai dėl vidinės trinties ir šilumos perdavimo bei nuostoliai dėl spinduliuotės per angą ir atvirą vamzdžio galą. Pirmojo tipo nuostoliai yra reikšmingesni siauruose vamzdžiuose ir esant mažam vibracijos dažniui. Platiems vamzdžiams ir esant dideliam vibracijos dažniui antrojo tipo nuostoliai yra reikšmingi.

Lūpų vietos įtaka viršų kūrimui rodo lūpų poslinkio tikslumą. Jei lūpa griežtai atskirtų srovę išilgai centrinės plokštumos, vamzdyje būtų sukurtas tik pagrindinio dažnio (I) ir trečiojo viršinio garso (III) garsas. Kai lūpa pasislenka, kaip parodyta punktyrine linija, gaunamas antras ir ketvirtas viršutiniai tonai, kurie labai praturtina garso kokybę.

Iš to išplaukia, kad esant tam tikram vamzdžio ilgiui, taigi ir tam tikram pagrindiniam dažniui, platūs vamzdžiai gali būti geri rezonatoriai tik pagrindiniam tonui ir artimiausiems keliems atspalviams, kurie sukuria prislopintą „į fleitą panašų“ garsą. Siauri vamzdeliai yra geri rezonatoriai įvairiems atspalviams, o kadangi aukšti dažniai skleidžiami intensyviau nei žemi, skleidžiamas aukštas „styginis“ garsas. Tarp šių dviejų garsų skamba sultingas skambesys, kuris tampa būdingas geram vargonui, kurį sukuria vadinamieji principai ar diapazonai.

Be to, dideliuose organuose gali būti vamzdelių eilės su kūginiu kūnu, perforuotas kamštis ar kitos geometrinės figūros. Tokios konstrukcijos skirtos keisti rezonansinius vamzdžio dažnius, o kartais ir padidinti aukšto dažnio viršgarsių diapazoną, kad būtų išgautas specialus garso atspalvis. Medžiagos, iš kurios pagamintas vamzdis, pasirinkimas tikrai nesvarbus.

Vamzdyje yra daugybė galimų oro vibracijos režimų, o tai dar labiau apsunkina akustines vamzdžio savybes. Pavyzdžiui, kai oro slėgis atvirame vamzdyje padidėja tiek, kad purkštuve susidaro pirmasis atspalvis f 1 iš ketvirtadalio pagrindinio bangos ilgio, laidumo spiralės taškas, atitinkantis šį atspalvį, eis į dešinę pusę, o srovė nustos kurti tokio dažnio atspalvį. Tuo pačiu metu antrojo atspalvio dažnis yra 2 f 1 atitinka pusės bangos srautą ir gali būti stabilus. Todėl trimito garsas persijungs į šį antrąjį atspalvį, beveik visa oktava aukštesnis už pirmąjį, o tikslus svyravimų dažnis priklausys nuo trimito rezonansinio dažnio ir oro išleidimo slėgio.

Toliau didinant išleidimo slėgį, gali susidaryti kitas 3 atspalvis f 1 su sąlyga, kad lūpos „perpjautos“ nėra per didelės. Kita vertus, dažnai atsitinka, kad žemas slėgis, nepakankamas pagrindiniam tonui suformuoti, palaipsniui sukuria vieną iš viršūnių antrame laidumo spiralės posūkyje. Tokie garsai, sukurti per dideliu spaudimu ar jo nebuvimu, domina laboratorinius tyrimus, tačiau pačiuose organuose jie naudojami itin retai, tik norint pasiekti tam tikrą ypatingą efektą.

Stovinčioji banga rezonanse vamzdžiuose su atvirais ir uždarytais viršutiniais galais. Kiekvienos spalvos linijos plotis atitinka vibracijos amplitudę skirtingose ​​vamzdžio dalyse. Rodyklės rodo oro judėjimo kryptį per vieną svyravimo ciklo pusę; antroje ciklo pusėje judėjimo kryptis yra atvirkštinė. Harmoniniai skaičiai žymimi romėniškais skaitmenimis. Atviro vamzdžio atveju visos pagrindinio dažnio harmonikos yra rezonansinės. Uždaras vamzdis turi būti pusės ilgio, kad būtų sukurta ta pati nata, tačiau jam rezonuoja tik nelyginės harmonikos. Sudėtinga vamzdžio „burnos“ geometrija šiek tiek iškreipia bangų konfigūraciją arčiau apatinio vamzdžio galo, jų nekeisdama « Pagrindinis » charakteris.

Po to, kai vargonų gamybos meistras pagamino vieną trimitą, kuris turi reikiamą garsą, jo pagrindinė ir sunkiausia užduotis yra sukurti visą eilę vamzdžių su atitinkamu garsumu ir garso harmonija visame muzikiniame klaviatūros diapazone. To neįmanoma pasiekti paprastu tos pačios geometrijos vamzdžių rinkiniu, kuris skiriasi tik savo matmenimis, nes tokiuose vamzdžiuose energijos nuostoliai dėl trinties ir spinduliuotės skirtingai paveiks skirtingo dažnio vibracijas. Norint užtikrinti akustinių savybių nuoseklumą visame diapazone, būtina keisti keletą parametrų. Vamzdžio skersmuo keičiasi keičiantis jo ilgiui ir priklauso nuo jo kaip eksponento su rodikliu k, kur k yra mažesnis nei 1. Todėl ilgi bosiniai vamzdžiai daromi siauresni. Apskaičiuota k vertė yra 5/6, arba 0,83, tačiau, atsižvelgiant į psichofizines žmogaus klausos ypatybes, ji turėtų būti sumažinta iki 0,75. Ši vertė labai artima tai, ką empiriškai nulėmė didieji XVII – XVIII a. Vargonų meistrai.

Pabaigoje panagrinėkime vargonų grojimo požiūriu svarbų klausimą: kaip valdomas daugelio vargonų garsas dideliuose vargonuose. Pagrindinis šio valdymo mechanizmas yra paprastas ir panašus į matricos eilutes ir stulpelius. Vamzdžiai, išdėstyti registruose, atitinka matricos eilutes. Visi to paties registro trimitai turi tą patį tembrą, o kiekvienas trimitas atitinka vieną natą ant rankos ar kojos klaviatūros. Oro tiekimą į kiekvieno registro vamzdžius reguliuoja speciali svirtis, ant kurios nurodomas registro pavadinimas, o oro tiekimą tiesiai į vamzdžius, susijusius su šia pastaba ir sudarančius matricos stulpelį, reguliuoja atitinkamas klavišas klaviatūra. Trimitas skambės tik tada, jei bus perkelta registro, kuriame jis yra, svirtis ir paspaudus norimą klavišą.

Vargonų vamzdžių išdėstymas primena matricos eilutes ir stulpelius. Šioje supaprastintoje schemoje kiekviena eilutė, vadinama registru, susideda iš to paties tipo vamzdžių, iš kurių kiekviena sukuria vieną užrašą (diagramos viršuje). Kiekvienas stulpelis, susietas su viena pastaba klaviatūroje (apatinė diagramos dalis), apima skirtingų tipų vamzdžius (kairioji diagramos dalis). Svirtis konsolėje (dešinėje diagramos pusėje) užtikrina oro prieigą prie visų registro vamzdžių, o paspaudus klaviatūros klavišą oras pumpuojamas į visus tam tikros pastabos vamzdžius. Oro prieiga prie vamzdžio yra įmanoma tik tada, kai eilė ir stulpelis yra įjungti vienu metu.

Šiais laikais tokiai schemai įgyvendinti gali būti naudojami įvairiausi būdai, naudojant skaitmeninius loginius įtaisus ir elektra valdomus vožtuvus ant kiekvieno vamzdžio. Senesni organai naudojo paprastas mechanines svirtis ir plokštelinius vožtuvus, tiekiančius orą į klaviatūros kanalus, ir mechaninius slankiklius su skylėmis oro srautui į visą registrą valdyti. Ši paprasta ir patikima mechaninė sistema, be savo dizaino privalumų, leido pačiam vargonininkui reguliuoti visų vožtuvų atidarymo greitį ir tarsi priartino šį pernelyg mechaninį muzikos instrumentą prie savęs.

XX amžiaus pradžioje XIX a. dideli vargonai buvo statomi su visokiais elektromechaniniais ir elektropneumatiniais prietaisais, tačiau pastaruoju metu pirmenybė vėl teikiama mechaninėms transmisijoms iš raktų ir pedalų, o sudėtingi elektroniniai prietaisai naudojami vienu metu įjungti registrų derinius grojant vargonams. Pavyzdžiui, 1979 m. Sidnėjaus operos teatro koncertų salėje buvo sumontuoti didžiausi pasaulyje mechaniniai vargonai. Jame yra 10 500 vamzdžių 205 registruose, paskirstyti tarp penkių rankų ir vienos kojos klaviatūrų. Rakto valdymas atliekamas mechaniškai, tačiau jį dubliuoja elektros perdavimas, prie kurio galite prisijungti. Tai leidžia vargonininko pasirodymą įrašyti užkoduota skaitmenine forma, kuri vėliau gali būti naudojama automatiškai atkurti originalų vargonų atlikimą. Registrus ir jų derinius valdo elektriniai arba elektropneumatiniai prietaisai ir mikroprocesoriai su atmintimi, o tai leidžia labai įvairinti valdymo programą. Taigi nuostabus sodrus didingų vargonų garsas sukurtas derinant pažangiausius šiuolaikinių technologijų pasiekimus ir tradicines technikas bei principus, kuriuos daugelį amžių naudojo praeities meistrai.

Vargonų vamzdžiai

Skambantys trimitai, nuo senų laikų naudojami kaip muzikos instrumentai, skirstomi į du tipus: kandikliai ir nendriniai trimitai. Skambantis kūnas juose daugiausia yra oras. Galima įvairiai vibruoti orą, su kuriuo vamzdyje susidaro stovinčios bangos. Kandiklyje ar fleitos vamzdyje (žr. 1 pav.) Toną sukelia oro srovė (su burna ar dumplėmis) pūsta į smailų šoninės sienelės plyšio kraštą. Dėl oro srovės trinties prie šio krašto atsiranda švilpukas, kurį galima išgirsti, kai vamzdis yra atskirtas nuo kandiklio (embouchure). Pavyzdys yra garų švilpukas. Trimitas, tarnaujantis kaip rezonatorius, pabrėžia ir sustiprina vieną iš daugelio tonų, sudarančių šį sudėtingą švilpuką, atitinkantį jo dydį. Nendrių vamzdyje susidaro stovinčios bangos, pučiant orą per specialią skylę, uždengtą elastine plokštele (liežuvis, skausmas, Zunge), kuri patenka į vibraciją.

Nendriniai vamzdžiai yra trijų rūšių: 1) vamzdžiai (O.), kurių toną tiesiogiai lemia nendrių virpesių greitis; jie tik sustiprina liežuvio skleidžiamą toną (2 pav.).

Juos galima sureguliuoti nedideliame diapazone, judinant liežuvį spaudžiančią spyruoklę. 2) trimitai, kuriuose, priešingai, juose nustatytos oro vibracijos lemia lengvai lanksčios nendrės nendrės (klarnetas, obojus ir fagotas) vibracijas. Ši elastinga, lanksti plokštė, periodiškai nutraukianti išpūstą oro srautą, sukelia oro kolonėlės vibraciją vamzdyje; šios paskutinės vibracijos savo ruožtu atitinkamai reguliuoja pačios plokštės virpesius. 3) Vamzdžiai su membraninėmis liežuvėlėmis, kurių svyravimo greitis yra reguliuojamas ir keičiamas esant didelėms riboms. Vario varinių instrumentų lūpos atlieka tokio liežuvio vaidmenį; dainuojant balso stygos. Oro svyravimo dėsnius vamzdžiuose, kurių skerspjūvis toks mažas, kad visi skerspjūvio taškai svyruoja vienodai, nustatė Danielis Bernoulli (D. Bernoulli, 1762). Atviruose vamzdžiuose abiejuose galuose susidaro antinodai, kur oro judrumas yra didžiausias, o tankis yra pastovus. Jei tarp šių dviejų antodų susidaro vienas mazgas, tai vamzdžio ilgis bus lygus pusei ilgio, t.y. L = λ/ 2 ; šis atvejis atitinka mažiausią aukštį. Su dviem mazgais į vamzdį tilps visa banga, L = 2 λ/ 2 = λ; trise, L= 3λ / 2; adresu n mazgai, L = nλ/ 2. Norėdami rasti žingsnį, ty skaičių N svyravimus per sekundę, prisiminkite, kad bangos ilgis (atstumas λ, per kurį svyravimai sklinda terpėje tuo metu T, kai viena dalelė atlieka visus savo svyravimus) yra lygi sklidimo greičio sandaugai ω T svyravimai, arba λ = ωT; bet T = l/N; todėl λ = ω / N. Iš čia N= ω / λ, arba, kadangi iš ankstesnio λ = 2L/n, N = nω/ 2L... Ši formulė rodo, kad 1) atviras vamzdis, į jį įpūtęs skirtingos jėgos, gali skleisti tonus, kurių aukščiai yra tarpusavyje susiję, kaip 1: 2: 3: 4 ...; 2) žingsnis yra atvirkščiai proporcingas vamzdžio ilgiui. Uždarame vamzdyje šalia kandiklio vis tiek turėtų būti antinodas, tačiau kitame, uždarame jo gale, kur išilginės oro vibracijos yra neįmanomos, turėtų būti mazgas. Todėl 1/4 stovinčios bangos gali tilpti išilgai vamzdžio, o tai atitinka žemiausią ar pagrindinį vamzdžio toną, arba 3/4 bangos, arba net nelyginis ketvirčio bangų skaičius, t.y. L = [(2n+ 1) / 4] λ; kur N " = (2n+ 1) ω / 4 L... Taigi, uždarame vamzdyje jo skleidžiami nuoseklūs tonai arba atitinkami vibracijos skaičiai yra susiję kaip nelyginių skaičių serija 1: 3: 5; ir kiekvieno iš šių tonų aukštis yra atvirkščiai proporcingas vamzdžio ilgiui. Be to, pagrindinis tonas uždarytame vamzdyje yra oktava žemesnis nei atvirame vamzdyje (iš tikrųjų, kai n = 1, N ": N = 1: 2). Visos šios teorijos išvados lengvai patikrinamos eksperimentu. 1) Jei paimsite ilgą ir siaurą vamzdelį su ausies pagalvėlėmis (kandikliu) ir į jį pučiate orą, didėjant slėgiui, atvirame vamzdyje gausite harmoninių tonų seriją, kuri palaipsniui pakils (ir tai pasiekti nėra sunku) iki 20 atspalvių). Uždarame vamzdyje gaunami tik nelyginiai harmoniniai tonai, o pagrindinis žemiausias tonas yra oktava žemesnis nei atvirame vamzdyje. Šie tonai gali egzistuoti trimite ir tuo pačiu metu, lydėdami pagrindinį toną arba vieną iš žemesnių. 2) Antinodų mazgų padėtį vamzdžio viduje galima nustatyti įvairiais būdais. Taigi Savart tam naudoja ploną membraną, ištemptą virš žiedo. Jei ant jo pilate smulkų smėlį ir nuleidžiate ant sriegių į vamzdį, kurio viena siena yra stiklo, tada mazgų taškuose smėlis liks nejudantis, o kitose vietose, ypač antinoduose, jis pastebimai judės. Be to, kadangi antinodų oras išlieka atmosferos slėgyje, šioje vietoje atidarius vamzdžio sienelėje padarytą skylę tonas nepasikeis; kitur atidaryta skylė keičia žingsnį. Mazgų taškuose, atvirkščiai, keičiasi oro slėgis ir tankis, tačiau greitis lygus nuliui. Todėl, jei sklendę stumiate per sieną toje vietoje, kur yra mazgas, žingsnis neturėtų keistis. Patirtis tai tikrai pateisina. Eksperimentinis skambančių trimitų dėsnių patikrinimas taip pat gali būti atliekamas naudojant Koenig manometrines lemputes (žr.). Jei matuoklio dėžutė, uždaryta vamzdžio šone su membrana, yra šalia mazgo, tada dujų liepsnos svyravimai bus didžiausi; liepsna bus nejudanti šalia antinodų. Tokių žibintų vibracijas galima stebėti per judančius veidrodžius. Šiuo tikslu, pavyzdžiui, naudojamas veidrodinis gretasienis, sukamas išcentrine mašina; tokiu atveju veidrodėliuose bus matoma šviesos juostelė; kurio vienas kraštas atrodys nelygus. 3) Atvirkštinio žingsnio ir vamzdžio ilgio (ilgo ir siauro) proporcingumo dėsnis buvo žinomas jau seniai ir yra lengvai patikrinamas. Tačiau eksperimentai parodė, kad šis įstatymas nėra visiškai tikslus, ypač plačių vamzdžių atveju. Taigi Massonas (1855 m.) Parodė, kad ilgoje Bernulio, sudėtinėje fleitoje, kurios garsas atitinka 0,138 m pusės bangos ilgį, oro stulpelis tikrai yra padalintas į tokias dalis, kurių ilgis yra 0,138 m, išskyrus tą, kuris yra šalia ausies pagalvėlė, kurios ilgis pasirodė tik 0,103 m. Koenig taip pat nustatė, kad, pavyzdžiui, vienu konkrečiu atveju atstumas tarp atitinkamų antidodų vamzdyje (pradedant nuo ausų pagalvėlių) lygus 173, 315, 320, 314, 316, 312, 309, 271. Čia vidurkis skaičiai yra beveik vienodi, jie mažai skiriasi nuo vidutinės vertės - 314, o pirmasis iš jų (šalia ausies pagalvėlės) nuo vidurkio skiriasi 141, o paskutinis (šalia vamzdžio angos) - 43. To priežastis nelygumai ar sutrikimai vamzdžio galuose slypi dėl oro įpūtimo, jie nelieka visiškai pastovūs, kaip teoriškai manoma dėl antinodo, bet dėl ​​to, kad dėl tos pačios priežasties atidaromas atviras vamzdis atrodo, kad svyruojanti oro kolona tęsiasi arba išsikiša už sienų kraštų į išorę; todėl paskutinis antinodas iškris už vamzdžio ribų. Ir uždarame vamzdyje, esančiame šalia sklendės, jei jis sukelia vibraciją, turi atsirasti trikdžių. Wertheimas (1849-51) buvo eksperimentiškai įsitikinęs, kad trikdžiai vamzdžio galuose nepriklauso nuo bangos ilgio. Poissonas (1817) pirmasis pateikė tokių sutrikimų teoriją, darant prielaidą, kad nedideli oro sutirštėjimai yra proporcingi greičiui. Tada Hopkinsas (1838) ir Ke (1855) išsamiau paaiškino, atsižvelgdami į kelis atspindžius vamzdžio galuose. Bendras šių tyrimų rezultatas yra tas, kad atviro vamzdžio atveju vietoj lygybės L = nλ/2, reikia imti L + l = nλ/2 , a uždaram vamzdžiui L + l " = (2n + 1 )λ /4. Todėl skaičiuojant ilgį L vamzdžiai turi būti nuolat didinami ( l arba l "). Išsamiausią ir tiksliausią trimitų skambėjimo teoriją pateikia Helmholtzas. Iš šios teorijos daroma išvada, kad skylės korekcija yra 0,82 R (R- vamzdžio sekcijos spindulys), kai yra siauras atviras vamzdis, jungiantis su anga su labai plataus vamzdžio dugnu. Remiantis Lordo Rayleigh eksperimentais, tokia korekcija turėtų būti 0,6 R, jei siauro vamzdžio anga susisiekia su laisva erdve ir jei bangos ilgis yra labai didelis, palyginti su vamzdžio skersmeniu. Bozanke (1877) nustatė, kad ši korekcija didėja didinant skersmens ir bangos ilgio santykį; taigi buv. jis lygus 0,64 R/λ = 1/12 ir 0,54 R/λ = 1/20. Koenig taip pat pasiekė kitų rezultatų iš savo jau minėtų eksperimentų. Jis pastebėjo, kad pirmosios pusės bangos ilgio sutrumpėjimas (ties ausų pagalvėlėmis) tampa mažesnis esant aukštesniems tonams (ty trumpesnėms bangoms); mažiau reikšmingas paskutinės pusės bangos sutrumpėjimas mažai keičiasi. Be to, buvo atlikta daugybė eksperimentų, siekiant ištirti svyravimų amplitudę ir oro slėgį vamzdžių viduje (Kundt - 1868, Tepler ir Boltzmann - 1870, Mach - 1873). Nepaisant daugybės eksperimentinių tyrimų, trimitų skambėjimo klausimas dar negali būti laikomas galutinai išaiškintu visais atžvilgiais. - Platiems vamzdžiams, kaip jau minėta, Bernulio įstatymai visai netaikomi. Taigi Mersenas (1636 m.), Be kita ko, paėmęs du to paties ilgio (16 cm), bet skirtingo skersmens vamzdžius, pastebėjo, kad platesniame vamzdyje ( d= 12 cm), tonas buvo 7 tonais žemesnis nei mažesnio skersmens (0,7 cm) vamzdyje. Mersenne atrado įstatymą dėl tokių vamzdžių. Savardas patvirtino šio įstatymo galiojimą įvairių formų vamzdžiams, kuriuos jis formuluoja taip: tokiuose vamzdžiuose nuolydžiai yra atvirkščiai proporcingi atitinkamiems vamzdžių matmenims. Taigi buv. du vamzdžiai, iš kurių vienas yra 1 pėdos. ilgio ir 22 lin. skersmens, o kitas 1/2 pėdų. ilgio ir 11 lin. skersmens, duokite du tonus, sudarančius oktavą (antrojo vamzdžio 1 colio vibracijų skaičius yra dvigubai didesnis nei pirmojo vamzdžio). Savartas (1825) taip pat nustatė, kad stačiakampio vamzdžio plotis neturi įtakos žingsniui jei ausų pagalvėlės anga yra viso pločio. Cavaillé-Coll pateikė šias koregavimo empirines formules atviriems vamzdžiams: 1) L " = L - 2p, ir R stačiakampio vamzdžio gylis. 2) L " = L - 5/3d, kur d apskrito vamzdžio skersmuo. Šiose formulėse L = v "N. yra teorinis ilgis, ir L " faktinis vamzdžio ilgis. „Cavalier-Kohl“ formulių pritaikomumas iš esmės įrodytas Wertheimo tyrimais. Nagrinėjami įstatymai ir taisyklės taikomi fleitai arba kandikliams O. V nendrių vamzdžiai mazgas yra prie skylės, periodiškai uždaromas ir atidaromas elastine plokštele (liežuviu), o fleitos vamzdžiuose prie skylės, pro kurią įpučiamas oro srautas, visada yra antidodas. Todėl nendrinis vamzdis atitinka uždarą griovelio vamzdelį, kurio viename gale taip pat yra mazgas (nors ir kitame nei nendrinis vamzdis). Priežastis, dėl kurios mazgas yra pačiame vamzdžio liežuvyje, yra ta, kad šioje vietoje vyksta didžiausi oro elastingumo pokyčiai, atitinkantys mazgą (antidoduose, priešingai, elastingumas yra pastovus). Taigi, cilindrinis nendrinis vamzdis (kaip uždara fleita) gali iš eilės išgauti 1, 3, 5, 7 tonų serijas .... jei jo ilgis yra proporcingas elastingos plokštės vibracijos greičiui. Plačiuose vamzdžiuose šis santykis gali būti griežtai nesilaikomas, tačiau viršijus tam tikrą neatitikimo ribą, vamzdis nustoja skambėti. Jei nendrė yra metalinė plokštė, kaip vargonų vamzdyje, tada žingsnį beveik išimtinai lemia jo vibracijos, kaip jau minėta. Tačiau apskritai žingsnis priklauso nuo nendrių ir paties vamzdžio. W. Weberis (1828-29) išsamiai ištyrė šią priklausomybę. Jei ant liežuvio uždėsite pypkę, kuri atsidaro į vidų, kaip įprasta O. vamzdžiuose, tonas paprastai sumažėja. Jei palaipsniui ilgindami trimitą ir tonusas sumažės visa oktava (1: 2), mes pasieksime tokį ilgį L, kuris visiškai atitinka liežuvio virpesius, tada tonas iš karto pakils iki ankstesnės vertės. Toliau pratęsiant vamzdį iki 2L tonas vėl nukris į ketvirtą (3: 4); adresu 2L vėlgi, iš karto gaunamas pirminis tonas. Su nauju pailginimu iki 3L garsas sumažės mažu trečdaliu (5: 6) ir pan. (jei sutvarkysite liežuvius, kurie atsiveria į išorę, kaip balso stygos, tada į juos nukreiptas trimitas pakels juos atitinkantį toną). - Medinėse mūzose. instrumentai (klarnetas, obojus ir fagotas) naudoja nendres; kurį sudaro viena ar dvi plonos ir lanksčios nendrės. Šios nendrės pačios skleidžia daug didesnį garsą nei tas, kurį jos sukuria vamzdyje. Liežuvio vamzdeliai turėtų būti laikomi vamzdeliais, uždarytais liežuvio šone. Todėl cilindriniame vamzdyje, kaip ir klarnete, turėtų būti 1, 3, 5 tonai iš eilės su padidėjusiu pūtimu ir tt Šoninių skylių atidarymas atitinka vamzdžio sutrumpėjimą. Kūginiuose vamzdžiuose, uždarytuose viršuje, tonų seka yra tokia pati kaip ir atviruose cilindriniuose vamzdžiuose, ty 1, 2, 3, 4 ir tt (Helmholtz). Obojus ir fagotas priklauso kūginiams trimitams. Trečios rūšies, membraninių, nendrių savybes galima ištirti, kaip tai padarė Helmholtzas, paprastu įtaisu, susidedančiu iš dviejų guminių membranų, ištemptų virš įstrižai nupjautų medinio vamzdžio kraštų taip, kad tarp membranų liktų siauras tarpas. vamzdžio vidurį. Oro srautas gali būti nukreiptas per plyšį iš išorės į vamzdžio vidų arba atvirkščiai. Pastaruoju atveju grojant pučiamosiomis priemonėmis gaunamas panašumas į balso stygas ar lūpas. Šiuo atveju garso aukštis dėl membranų minkštumo ir lankstumo nustatomas tik pagal vamzdžio dydį. Žalvariniai instrumentai, tokie kaip medžioklės ragas, kornetas su dangteliais, prancūziškas ragas ir tt, yra kūginiai vamzdžiai, todėl jie suteikia natūralią aukštesnių harmoninių tonų eilutę (1, 2, 3, 4 ir tt). Vargonų prietaisas - žr.

N. Gezehus.

Enciklopedinis F.A. žodynas Brockhausas ir I.A. Efronas. -S.-Pb.: Brockhaus-Efron. 1890-1907 .

Pažiūrėkite, kas yra „vargonų vamzdžiai“ kituose žodynuose:

Skambantys trimitai, nuo senų laikų naudojami kaip muzikos instrumentai, skirstomi į du tipus: kandikliai ir nendriniai trimitai. Skambantis kūnas juose daugiausia yra oras. Norėdami vibruoti orą ir vamzdį ... ...

- (lotyniškas „Organum“, iš graikų vargonų instrumentas, instrumentas; italų vargonai, anglų vargonai, prancūzų orga, vokiečių „Orgel“) klavišinė pučiamųjų muzika. sudėtingo prietaiso įrankis. O. tipų yra įvairių: nuo nešiojamų, mažų (žr. Nešiojamų, teigiamų) iki ... ... Muzikinė enciklopedija

Pučiamųjų muzikos instrumentas, didžiausias ir sudėtingiausias instrumentas. Didžiulius šiuolaikinius vargonus tarsi sudaro trys ar daugiau vargonų, o atlikėjas gali juos visus valdyti vienu metu. Kiekvienas organas, įtrauktas į ... Collier enciklopedija

Virpesių skaičius per laiko vienetą, virpesių greitis ar dažnis priklauso nuo kūnų dydžio, formos ir pobūdžio. Žingsnis, nustatomas pagal skambančio kūno vibracijų skaičių per laiko vienetą, gali būti nustatytas įvairiais būdais (žr. Garsas). ... ... Enciklopedinis F.A. žodynas Brockhausas ir I.A. Efronas

- dviejų ar daugiau bangų, kilusių dėl svyruojančių, periodiškai pasikartojančių judesių, (fizinė) pagalba ar priešprieša. Bangos (žr.) Gali atsirasti skysčiuose, kietose medžiagose, dujose ir eteryje. Pirmuoju atveju matomos I. bangos ... ... Enciklopedinis F.A. žodynas Brockhausas ir I.A. Efronas

Kuris skamba įvairių tembrų vamzdžių (metalinių, medinių, be liežuvių ir liežuvių) pagalba, į kuriuos įpurškiamas oras su dumplėmis.

Grojimas vargonais atliekama naudojant kelias rankų klaviatūras (vadovus) ir pedalinę klaviatūrą.

Kalbant apie garso turtingumą ir muzikos priemonių gausą, vargonai užima pirmąją vietą tarp visų instrumentų ir kartais vadinami „instrumentų karaliumi“. Dėl savo išraiškingumo ji jau seniai tapo bažnyčios nuosavybe.

Žmogus, atliekantis muzikinius kūrinius vargonuose, vadinamas vargonininkas.

Trečiojo Reicho kariai sovietų daugiapakopių raketų sistemas BM-13 vadino „Stalino vargonais“ dėl raketos plunksnos skleidžiamo garso.

Vargonų istorija

Vargono pumpurą galima pamatyti tiek viduje, tiek viduje. Manoma, kad vargonus (hydravlos; taip pat hydraulikon, hydraulis - „vandens vargonai“) sugalvojo graikas Ktesibius, gyvenęs Egipto Aleksandrijoje 296–228 m. Kr NS. Ant vienos Nero laikų monetos ar žetono yra panašaus instrumento vaizdas.

Dideli vargonai atsirado IV amžiuje, daugiau ar mažiau patobulinti organai - VII ir VIII a. Popiežius Vitalianas (666 m.) Pristatė vargonus katalikų bažnyčiai. VIII amžiuje Bizantija garsėjo savo vargonais.

Vargonų kūrimo menas taip pat išsivystė Italijoje, iš kur IX amžiuje jie buvo eksportuoti į Prancūziją. Vėliau šis menas išsivystė Vokietijoje. Didžiausią ir visur paplitusį vargoną XIV a. XIV amžiuje vargonuose atsirado pedalas, tai yra pėdų klaviatūra.

Viduramžių vargonai, palyginti su vėlesniais, buvo grubus darbas; pavyzdžiui, rankinę klaviatūrą sudarė raktai, kurių plotis nuo 5 iki 7 cm, atstumas tarp klavišų siekė pusantro cm, klavišai buvo mušami ne pirštais, kaip dabar, o kumščiais.

XV amžiuje sumažėjo raktai ir padaugėjo vamzdžių.

Vargonų prietaisas

Patobulinti organai pasiekė daugybę vamzdžių ir vamzdelių; pavyzdžiui, vargonai Paryžiuje Šv. Sulpice turi 7 tūkstančius vamzdžių. Vargonuose yra šių dydžių vamzdžiai: 1 pėdų natos skamba trimis oktavomis aukščiau už parašytas, 2 pėdų aukštyje - natos skamba dviem oktavomis aukščiau už parašytas, 4 pėdų aukštyje - natos skamba oktava aukščiau už parašytas, 8 pėdų aukštyje - natos skamba taip, kaip parašytos, 16 pėdų - natos skamba viena oktava žemiau nei parašytos, 32 pėdos - natos skamba dviem oktavomis žemiau nei parašytos. Uždarius trimitą iš viršaus, sumažės oktavos skleidžiami garsai. Ne visi organai turi didelius vamzdelius.

Vargonuose yra nuo 1 iki 7 klaviatūrų (dažniausiai 2–4); jie vadinami vadovus... Nors kiekvienos vargonų klaviatūros tūris yra 4-5 oktavos, dėl trimitų, skambančių dviem oktavomis žemiau arba trimis oktavomis aukščiau už parašytas natas, didžiųjų vargonų tūris yra 9,5 oktavos. Kiekvienas to paties tembro vamzdžių rinkinys yra tarsi atskiras instrumentas ir vadinamas Registruotis.

Kiekvienas išplečiamas arba ištraukiamas mygtukas arba registras (esantis virš klaviatūros arba prietaiso šonuose) valdo atitinkamą vamzdžių eilę. Kiekvienas mygtukas ar registras turi savo pavadinimą ir atitinkamą užrašą, nurodantį didžiausio šio registro vamzdžio ilgį. Kompozitorius gali nurodyti registro pavadinimą ir trimitų dydį užrašuose virš vietos, kur šis registras turėtų būti taikomas. (Muzikos kūrinio atlikimo registrų pasirinkimas vadinamas registracija.) Organuose yra nuo 2 iki 300 registrų (dažniausiai nuo 8 iki 60).

Visi registrai skirstomi į dvi kategorijas:

• Registruoja su vamzdžiais be nendrių(labialiniai registrai). Šiai kategorijai priskiriami atvirų fleitų registrai, uždarų fleitų (burdonų) registrai, viršų (mišinių) registrai, kuriuose kiekviena nata turi keletą (silpnesnių) harmoninių atspalvių.
• Registrai, kuriuose yra nendrių vamzdžiai(nendrių registrai). Abiejų kategorijų registrų derinys kartu su mikstūra vadinamas plеin jeu.

Klaviatūros ar vadovai yra terasos organuose, vienas virš kito. Be jų, taip pat yra pedalo klaviatūra (nuo 5 iki 32 klavišų), daugiausia skirta žemiems garsams. Dalis rankoms parašyta ant dviejų lazdų - raktuose ir kaip. Pedalelių dalis dažnai užrašoma atskirai vienoje lazdoje. Pedalo klaviatūra, tiesiog vadinama „pedalu“, žaidžiama abiem kojomis, pakaitomis naudojant kulną ir pirštą (iki XIX a. Tik pirštas). Vargonai be pedalo vadinami teigiamais, maži nešiojami vargonai - nešiojamieji.

Vargonų vadovuose yra pavadinimų, kurie priklauso nuo vargonų vamzdžių vietos.

• Pagrindinis vadovas (kuriame yra garsiausi registrai) vadinamas vokiečių tradicija „Hauptwerk“(fr. Grand orgue, Grand clavier) ir yra arčiausiai atlikėjo arba antroje eilėje;
• Antrasis pagal svarbą ir garsiausias vokiečių tradicijos vadovas vadinamas Oberverkas(garsesnis variantas) Teigiamas(lengva versija) (p. Rositif), jei šio vadovo vamzdžiai yra VIRŠ „Hauptwerk“ arba „Ruckpositiv“ vamzdžių, jei šio vadovo vamzdžiai yra atskirai nuo kitų vargonų vamzdžių ir yra sumontuoti už vargonininko atgal; „Oberwerk“ ir „Positiv“ klavišai žaidimų konsolėje yra vienu lygiu virš „Hauptwerk“ klavišų, o „Ruckpositiv“ klavišai yra vienu lygiu žemiau „Hauptwerk“ klavišų ir taip atkuria instrumento architektūrinę struktūrą.
• Vadovas, kurio vamzdžiai vokiečių tradicijoje yra tam tikros dėžutės viduje su vertikaliomis žaliuzėmis priekinėje dalyje. Schwellwerk(FR. Recit. Pozityvus, Ruckpositiv.
• Esami vadovų tipai: Hinterwerk(vamzdžiai yra organo gale), Brustwerk(vamzdžiai yra tiesiai virš vargonininko sėdynės), Solowerkas(solo registrai, labai garsūs trimitai, esantys atskiroje grupėje), Choras ir kt.

Šie prietaisai yra palengvinimas žaidėjams ir priemonė sustiprinti ar susilpninti skambesį:

Kopula- mechanizmas, kuriuo sujungiamos dvi klaviatūros ir jose pateikti registrai veikia vienu metu. „Copula“ leidžia žaidėjui žaisti pagal vieną vadovą, kad būtų galima naudoti kito vartotojo išplėstinius registrus.

4 kojų atramos virš klaviatūros pedalų(Pеdale de combinaison, Tritte), kurių kiekviena veikia žinomą specifinį registrų derinį.

Žaliuzės- prietaisas, sudarytas iš durų, kurios uždaro ir atveria visą kambarį skirtingų registrų vamzdžiais, todėl garsas sustiprinamas arba susilpnėja. Durys varomos pakoju (kanalu).

Kadangi registrai skirtinguose šalių ir epochų skirtinguose organuose nėra vienodi, vargonų dalyje jie paprastai nėra išsamiai nurodyti: jie išrašo tik vadovą virš tos ar kitos vargonų dalies, vamzdžių su arba be nendrių ir vamzdžių dydžio. Likusi informacija pateikiama atlikėjui.

Vargonai dažnai derinami su orkestru ir dainuojama oratorijose, kantatose, psalmėse, taip pat operoje.

Taip pat yra elektrinių (elektroninių) organų, pvz. Hammondas.

Vargonų muzikos kompozitoriai

Johanas Sebastianas Bachas
Johanas Adamas Reinkenas
Johanas Pachelbelis
Dietrich Buxtehude
Girolamo Frescobaldi
Johanas Jacobas Frobergeris
Georgas Fridericas Hendelis
Siegfriedas Karg-Ehlertas
Henry Purcell
Maksas Regeris
Vincentas Liubekas
Johanas Ludwigas Krebsas
Matthiasas Weckmanas
Dominico Zipoli
Cezaris Frankas

Vaizdo įrašas: vargonai vaizdo įraše + garsas

Šių vaizdo įrašų dėka galite susipažinti su instrumentu, žiūrėti tikrą žaidimą, klausytis jo garso, pajusti technikos specifiką:

Įrankių pardavimas: kur pirkti / užsisakyti?

Enciklopedijoje dar nėra informacijos apie tai, kur galite nusipirkti ar užsisakyti šį įrankį. Jūs galite tai pakeisti!

Didžiausias, didingiausias muzikos instrumentas turi seną kilmės istoriją, apimančią daugybę tobulėjimo etapų.

Laikoma, kad tolimiausias vargonų protėvis nuo mūsų laikomas Babilono dūdmaišis, paplitęs Azijoje XIX – XVIII a. Į šio instrumento kailį per vamzdelį buvo pučiamas oras, o kitoje pusėje buvo kūnas su vamzdžiais su skylutėmis ir liežuvėliais.

Vargonų atsiradimo istorija prisimena ir „senovės graikų dievų pėdsakus“: miškų ir giraitės dievybė Panas, pasak legendos, sugalvota derinti įvairaus ilgio nendrines lazdeles, ir nuo to laiko Pano fleita tapo neatsiejama nuo Senovės Graikijos muzikinė kultūra.

Tačiau muzikantai suprato: groti vienu vamzdžiu lengva, tačiau keliais vamzdžiais nepakanka kvėpuoti. Žmogaus kvėpavimo pakaitalo paieška grojant muzikos instrumentais davė pirmuosius vaisius jau II-III a. Pr.

Hydravlos - pirmasis žingsnis organų didybės link

Maždaug III amžiuje prieš Kristų. Graikų išradėjas, matematikas, „pneumatikos tėvas“ Ctesibius iš Aleksandrijos sukūrė prietaisą, susidedantį iš dviejų stūmoklinių siurblių, vandens rezervuaro ir vamzdžių garsams skleisti. Vienas siurblys tiekė orą į vidų, antrasis - vamzdžius, o vandens rezervuaras suvienodino slėgį ir užtikrino sklandesnį prietaiso garsą.

Po dviejų šimtmečių graikų matematikas ir inžinierius Heronas iš Aleksandrijos patobulino hidrauliką, pridėdamas miniatiūrinį vėjo malūną ir metalinę sferinę kamerą, panardintą į vandenį. Patobulinti vandens vargonai gavo 3-4 registrus, kurių kiekviename buvo 7–18 diatoninio derinimo vamzdžių.

Vandens vargonai paplito Viduržemio jūros regiono šalyse. Hydravlos skambėjo gladiatorių varžybose, vestuvėse ir vaišėse, teatruose, cirkuose ir hipodromuose, religinių apeigų metu. Vargonai tapo mėgstamiausiu imperatoriaus Nero instrumentu, jo skambesį buvo galima išgirsti visoje Romos imperijoje.

Tarnauja krikščionybei

Nepaisant bendro kultūrinio nuosmukio Europoje po Romos imperijos žlugimo, vargonai nebuvo pamiršti. V amžiaus viduryje Italijos, Ispanijos ir Bizantijos bažnyčiose buvo statomi patobulinti vėjo vargonai. Didžiausios religinės įtakos šalys tapo vargonų muzikos centrais, o iš ten instrumentas išplito visoje Europoje.

Viduramžių vargonai gerokai skyrėsi nuo šiuolaikinio „brolio“ mažesniu vamzdžių skaičiumi ir didesnio dydžio raktais (iki 33 cm ilgio ir 8–9 cm pločio), kurie buvo mušami kumščiu, kad išgirstų garsą. Buvo išrasti „nešiojami“ - nedideli nešiojami vargonai, o „teigiami“ - miniatiūriniai stacionarūs vargonai.

XVII – XVIII amžiai laikomi vargonų muzikos „aukso amžiumi“. Raktų dydžio sumažėjimas, vargonai įgavo grožio ir garso įvairovės, krištolo tembro aiškumas ir visos galaktikos gimimas lėmė vargonų spindesį ir didybę. Iškilminga Bacho, Bethoveno, Mozarto ir daugelio kitų kompozitorių muzika skambėjo po aukštomis visų Europos katalikų katedrų arkomis, o bažnyčios vargonininkais tarnavo praktiškai visi geriausi muzikantai.

Visam neatsiejamam ryšiui su Katalikų bažnyčia vargonams parašyta gana daug „pasaulietinių“ kūrinių, tarp jų ir rusų kompozitorių.

Vargonų muzika Rusijoje

Vargonų muzikos kūrimas Rusijoje vyko tik „pasaulietiniu“ keliu: stačiatikybė kategoriškai atmetė vargonų naudojimą dieviškosiose pamaldose.

Pirmasis vargonų paminėjimas Rusijoje aptinkamas Kijevo Šv. Sofijos katedros freskose: 10–11 a. Datuota Kijevo Rusijos „akmeninė kronika“ išsaugojo muzikanto, grojančio „teigiamai“, įvaizdį. “Ir du kalcantus (žmonės siurbia orą į kailius).

Įvairių istorinių laikotarpių Maskvos suverenai rodė didelį susidomėjimą vargonų ir vargonų muzika: Ivanas III, Borisas Godunovas, Michailas ir Aleksejus Romanovai „užsiprenumeravo“ vargonininkus ir vargonų statytojus iš Europos. Michailo Romanovo valdymo laikais Maskvoje išgarsėjo ne tik užsienio, bet ir Rusijos vargonininkai, tokie kaip Tomila Michailovas (Besovas), Borisas Ovsonovas, Melenti Stepanovas ir Andrejus Andrejevas.

Petras I, paskyręs savo gyvenimą Vakarų civilizacijos pasiekimų supažindinimui su Rusijos visuomene, jau 1691 m. Liepė vokiečių specialistui Arpui Schnitgeriui pastatyti vargonus su 16 registrų Maskvai. Po šešerių metų, 1697 m., Schnitgeris išsiuntė dar vieną 8 registrų instrumentą į Maskvą. Per Petro gyvenimą Rusijos liuteronų ir katalikų bažnyčiose buvo pastatyta dešimtys vargonų, įskaitant milžiniškus 98 ir 114 registrų projektus.

Prie vargonų muzikos plėtros Rusijoje prisidėjo ir imperatorės Elžbieta bei Jekaterina II - jų valdymo metais dešimtys instrumentų gavo Sankt Peterburgą, Taliną, Rygą, Narvą, Jelgavą ir kitus miestus šiaurės vakarų imperijos regione.

Daugelis rusų kompozitorių vargonus naudojo savo kūryboje, pakanka prisiminti Čaikovskio „Orleano tarnaitę“, Rimskio-Korsakovo „Sadko“, Skriabino „Prometėją“. Rusų vargonų muzika sujungė klasikines Vakarų Europos muzikines formas ir tradicinį nacionalinį išraiškingumą bei žavesį ir padarė didelę įtaką klausytojui.

Šiuolaikiniai vargonai

Praėję istorinį dviejų tūkstantmečių kelią, XX-XXI amžiaus vargonai atrodo taip: keli tūkstančiai vamzdžių, esančių skirtingose ​​pakopose ir pagaminti iš medžio ir metalo. Kvadratiniai mediniai vamzdžiai skleidžia žemus žemų garsų garsus, o alavo švino metaliniai vamzdžiai yra apvalūs ir skirti plonesniam, aukštesniam garsui.

Rekordiniai kūnai registruoti užsienyje, Jungtinėse Amerikos Valstijose. Vargonai, esantys prekybos centre „Macy’s Lord & Taylor“ Filadelfijoje, sveria 287 tonas ir turi šešis vadovus. Šis instrumentas, esantis Atlanto miesto sutikimo salėje, yra garsiausi vargonai pasaulyje su daugiau nei 33 000 vamzdžių.

Didžiausi ir didingiausi Rusijos vargonai yra Maskvos muzikos namuose, taip pat koncertų salėje. Čaikovskis.

Naujų krypčių ir stilių plėtra žymiai padidino šiuolaikinių vargonų tipų ir veislių skaičių, nes skiriasi darbo principas ir specifinės savybės. Šiandieninė organų klasifikacija yra tokia:

• pučiamųjų vargonai;
• simfoniniai vargonai;
• teatro vargonai;
• elektriniai vargonai;
• Hammondo vargonai;
• vargonai Typhon;
• garų vargonai;
• gatvės vargonai;
• orchestrion;
• organolis;
• pirofonas;
• jūrų organas;
• kameriniai vargonai;
• bažnyčios vargonai;
• namų organas;
• organum;
• skaitmeniniai vargonai;
• roko vargonai;
• pop vargonai;
• virtualus organas;
• melodija.

Kaip veikia vargonai aslanas Parašyta 2017 metų gegužės 12 d

1981 m. Birželio 17 d. Jo klavišus pirmą kartą palietė muzikanto ranka - puikus vargonininkas Harry Grodbergas, atlikęs Bacho tokatą, preliudiją, fantaziją ir fugą Tomsko piliečiams.

Nuo tada dešimtys garsių vargonininkų koncertavo Tomske, o vokiečių vargonų meistrai nenustojo domėtis, kaip instrumentas vis dar groja mieste, kuriame žiemos ir vasaros temperatūros skirtumas yra 80 laipsnių.

VDR vaikas

Tomsko filharmonijos vargonai gimė 1981 m. Rytų Vokietijos mieste Frankfurte prie Oderio, vargonų kūrimo įmonėje „W.Sauer Orgelbau“.

Esant normaliam darbo tempui, vargonų sukūrimas užtrunka apie metus, o procesas apima kelis etapus. Pirmiausia meistrai apžiūri koncertų salę, nustato jos akustines savybes ir parengia būsimo instrumento projektą. Tada specialistai grįžta į gimtąją gamyklą, gamina atskirus vargonų elementus ir iš jų surenka visą instrumentą. Gamyklos surinkimo ceche jis pirmą kartą išbandomas ir ištaisomos klaidos. Jei vargonai skamba taip, kaip turėtų, jie vėl išardomi dalimis ir siunčiami klientui.

Tomske visos diegimo procedūros truko tik šešis mėnesius - dėl to, kad procesas vyko be persidengimų, trūkumų ir kitų slopinančių veiksnių. 1981 metų sausį „Zauer“ specialistai pirmą kartą atvyko į Tomską, o tų pačių metų birželį vargonai jau koncertavo.

Vidinė kompozicija

Remiantis specialistų standartais, Tomsko vargonus galima pavadinti vidutinio svorio ir dydžio - dešimties tonų instrumente yra apie du tūkstančius įvairaus ilgio ir formos vamzdžių. Kaip ir prieš penkis šimtus metų, jie gaminami rankomis. Mediniai vamzdžiai paprastai gaminami lygiagretainio formos. Metalinių vamzdžių formos gali būti sudėtingesnės: cilindrinės, atvirkštinės kūgio formos ir netgi sujungtos. Metaliniai vamzdžiai gaminami iš alavo ir švino lydinio skirtingomis proporcijomis, o mediniams vamzdžiams dažniausiai naudojama pušis.

Būtent šios savybės - ilgis, forma ir medžiaga - daro įtaką atskiro trimito tembrui.

Vamzdeliai vargonų viduje išdėstyti eilėmis: nuo aukščiausio iki žemiausio. Kiekvieną vamzdžių eilę galima groti atskirai arba juos galima sujungti. Klaviatūros šone ant vertikalių vargonų plokščių yra mygtukai, kuriuos paspaudę vargonininkas valdo šį procesą. Skamba visi Tomsko vargonų vamzdžiai, ir tik vienas iš jų priekinėje instrumento pusėje buvo sukurtas dekoratyviniais tikslais ir neskleidžia jokių garsų.

Kitoje pusėje vargonai atrodo kaip trijų aukštų gotikinė pilis. Pirmame šios spynos aukšte yra mechaninė instrumento dalis, kuri per strypų sistemą perkelia vargonininko pirštų darbą į vamzdžius. Antrame aukšte yra vamzdžiai, prijungti prie apatinės klaviatūros klavišų, o trečiame aukšte - viršutinės klaviatūros vamzdžiai.

Tomsko vargonai turi mechaninę raktų ir vamzdžių sujungimo sistemą, o tai reiškia, kad klavišo paspaudimas ir garso atsiradimas įvyksta beveik akimirksniu, nedelsiant.

Virš atlikimo skyriaus yra žaliuzės arba, kitaip tariant, kanalas, kuris slepia žiūrovui antrą vargonų vamzdžių aukštą. Specialiu pedalu vargonininkas valdo žaliuzių padėtį ir taip daro įtaką garso stiprumui.

Rūpestinga meistro ranka

Vargonai, kaip ir bet kuris kitas muzikos instrumentas, labai priklauso nuo klimato, o Sibiro oras sukuria daug problemų jo priežiūrai. Prietaiso viduje sumontuoti specialūs oro kondicionieriai, jutikliai ir drėkintuvai, kurie palaiko tam tikrą temperatūrą ir drėgmę. Kuo šaltesnis ir sausesnis oras, tuo trumpesni tampa vargonų vamzdžiai, ir atvirkščiai - esant šiltam ir drėgnam orui, vamzdžiai ilgėja. Todėl muzikos instrumentą reikia nuolat stebėti.

Tomsko vargonais rūpinasi tik du žmonės - vargonininkas Dmitrijus Ušakovas ir jo padėjėja Jekaterina Mastenitsa.

Pagrindinė priemonė susidoroti su dulkėmis vargonų viduje yra paprastas sovietinis dulkių siurblys. Jo paieškai buvo suorganizuotas visas veiksmas - jie ieškojo būtent tokio, kuriame būtų pūtimo sistema, nes lengviau išpūsti dulkes iš organo, apeinant visus vamzdelius, ant scenos ir tik tada surinkti jas dulkių siurbliu .

- Nešvarumai organuose turi būti pašalinti ten, kur jie yra ir kai jie trukdo, - sako Dmitrijus Ušakovas. - Jei dabar nuspręsime nuo vargonų nuvalyti visas dulkes, turėsime jas visiškai sureguliuoti, o visa ši procedūra užtruks apie mėnesį, o mes turime koncertus.

Dažniausiai valomi fasadiniai vamzdžiai - jie yra matomoje vietoje, todėl ant jų dažnai lieka pirštų atspaudai. Dmitrijus pats ruošia mišinį fasado elementams valyti, iš amoniako ir dantų miltelių.

Garso rekonstrukcija

Vargonai kruopščiai valomi ir derinami kartą per metus: dažniausiai vasarą, kai koncertų būna palyginti nedaug ir lauke nešalta. Tačiau prieš kiekvieną koncertą reikia šiek tiek pakoreguoti garsą. Derintojas turi specialų požiūrį į kiekvieno tipo vargonų vamzdžius. Vieniems pakanka uždaryti dangtelį, kitiems pasukti volelį, o mažiausiems vamzdeliams jie naudoja specialų įrankį - stimmorną.

Jūs negalite sureguliuoti organo vienas. Vienas asmuo turėtų paspausti klavišus, o kitas - reguliuoti vamzdžius, būdamas prietaiso viduje. Be to, klavišus paspaudęs asmuo kontroliuoja derinimo procesą.

Tomsko vargonams pirmasis kapitalinis remontas buvo atliktas palyginti seniai, prieš 13 metų, po vargonų salės restauravimo ir vargonų pašalinimo iš specialaus sarkofago, kuriame jis praleido 7 metus. „Sauer“ specialistai buvo pakviesti į Tomską apžiūrėti instrumento. Tada, be vidaus atnaujinimo, vargonai pakeitė fasado spalvą ir įsigijo dekoratyvines groteles. O 2012 -aisiais vargonai pagaliau gavo savo „šeimininkus“ - štabo vargonininkus Dmitrijų Ušakovą ir Mariją Blaževič.

Spustelėkite mygtuką, kad užsiprenumeruotumėte „Kaip tai daroma“!

Jei turite produkciją ar paslaugą, apie kurią norite pasakyti mūsų skaitytojams, rašykite Aslanui ( [apsaugotas el. paštas] ) ir mes padarysime geriausią pranešimą, kurį matys ne tik bendruomenės skaitytojai, bet ir svetainė Kaip tai daroma

Prenumeruokite ir mūsų grupes facebook, vkontakte,klasės draugų, „YouTube“ ir „Instagram“, kur bus paskelbta įdomiausia iš bendruomenės, taip pat vaizdo įrašas apie tai, kaip tai daroma, sutvarkyta ir veikia.

Spustelėkite piktogramą ir užsiprenumeruokite!