Organy to instrument muzyczny dwudziestu ośmiu wieków. Jak to się robi, jak to działa, jak to działa Organowy elektryczny instrument muzyczny

Organy to instrument muzyczny dwudziestu ośmiu wieków. Jak to się robi, jak to działa, jak to działa Organowy elektryczny instrument muzyczny
Organy to instrument muzyczny dwudziestu ośmiu wieków. Jak to się robi, jak to działa, jak to działa Organowy elektryczny instrument muzyczny
16.06.2019

Źródło: « W świecie nauki » , nr 3, 1983. Wysłane przez Neville H. Fletcher i Susanna Thwaites

Majestatyczny dźwięk organów powstaje dzięki współdziałaniu ściśle zsynchronizowanego fazowo strumienia powietrza przechodzącego przez przecięcie w piszczałce i kolumny powietrza rezonującej w jej wnęce.

Żaden instrument muzyczny nie może dorównać organom pod względem siły, barwy, zakresu, tonalności i majestatu brzmienia. Podobnie jak wiele instrumentów muzycznych, struktura organów była stale ulepszana dzięki wysiłkowi wielu pokoleń wykwalifikowanych rzemieślników, którzy powoli gromadzili doświadczenie i wiedzę. Pod koniec XVII wieku. organy przybrały w zasadzie swoją nowoczesną formę. Dwóch najwybitniejszych fizyków XIX wieku. Hermann von Helmholtz i Lord Rayleigh wysunęli przeciwstawne teorie wyjaśniające główny mechanizm powstawania dźwięków w piszczałki organowe, ale ze względu na brak niezbędnych instrumentów i instrumentów ich spór nigdy nie został rozwiązany. Wraz z pojawieniem się oscyloskopów i innych nowoczesnych instrumentów stało się możliwe szczegółowe badanie mechanizmu działania narządu. Okazało się, że zarówno teoria Helmholtza, jak i teoria Rayleigha są ważne dla pewnych ciśnień, pod jakimi powietrze jest wtłaczane do piszczałki organowej. W dalszej części artykułu zostaną przedstawione wyniki najnowszych badań, które pod wieloma względami nie pokrywają się z podanym w podręcznikach wyjaśnieniem mechanizmu działania narządu.

Rurki wyrzeźbione z trzciny lub innych roślin o pustych łodygach były prawdopodobnie pierwszymi instrumentami dętymi. Wydają dźwięki, gdy dmuchają przez otwarty koniec rurki lub dmuchają do rurki, wibrują wargami lub ściskając koniec rurki, wdmuchując powietrze, powodując wibracje jej ścian. Rozwój tych trzech rodzajów najprostszych instrumentów dętych doprowadził do powstania nowoczesnego fletu, trąbki i klarnetu, z których muzyk może wydobywać dźwięki w dość szerokim zakresie częstotliwości.

Równolegle powstawały takie instrumenty, w których każda piszczałka miała brzmieć jedną konkretną nutą. Najprostszym z tych instrumentów jest flet (lub „flet Pana”), który zwykle ma około 20 rurek o różnej długości, zamkniętych na jednym końcu i emitujących dźwięki, gdy dmucha się na drugi, otwarty koniec. Największym i najbardziej złożonym instrumentem tego typu są organy, zawierające do 10 000 piszczałek, które organista operuje skomplikowanym systemem przekładni mechanicznych. Organ ma swoje początki w starożytności. Gliniane figurki przedstawiające muzyków grających na instrumencie z wielu piszczałek wyposażonych w futra powstały w Aleksandrii już w II wieku. PNE. Do X wieku. organy zaczęły być używane w kościołach chrześcijańskich, aw Europie pojawiły się traktaty o budowie organów pisane przez mnichów. Według legendy duże organy, zbudowany w X wieku. dla katedry w Winchester w Anglii, miał 400 metalowych piszczałek, 26 miechów i dwie klawiatury z 40 klawiszami, gdzie każdy klawisz sterował dziesięcioma piszczałkami. W ciągu następnych stuleci konstrukcja organów została udoskonalona mechanicznie i muzycznie, a już w 1429 roku w katedrze w Amiens zbudowano organy z 2500 piszczałkami. W Niemczech pod koniec XVII wieku. organy nabrały już nowoczesnej formy.

Zainstalowane w 1979 roku w Sydney Opera House Concert Hall w Australii organy są największymi i najbardziej zaawansowanymi technicznie organami na świecie. Zaprojektowany i zbudowany przez R. Sharpa. Ma około 10500 piszczałek, sterowanych mechanicznie za pomocą pięciu klawiatur ręcznych i jednej nożnej. Organy mogą być sterowane automatycznie za pomocą taśmy magnetycznej, na której występ muzyka był wcześniej nagrany cyfrowo.

Terminy używane do opisu urządzenie organowe, odzwierciedlają ich pochodzenie z rurowych instrumentów dętych, do których powietrze było wdmuchiwane przez usta. Piszczałki organów są otwarte od góry, a od dołu mają zwężający się kształt. W poprzek spłaszczonej części, nad stożkiem, znajduje się „ujście” rury (nacięcie). Wewnątrz rurki umieszcza się „język” (żebro poziome), dzięki czemu między nim a dolną „wargą” powstaje „otwór wargowy” (wąska szczelina). Powietrze jest wtłaczane do rury przez duże mieszki i wchodzi do jej stożkowej podstawy pod ciśnieniem od 500 do 1000 paskali (5 do 10 cm H2O). Gdy przez naciśnięcie odpowiedniego pedału i przycisku powietrze dostanie się do rury, pędzi w górę, tworząc przy wyjściu rozszczep wargowy szeroki płaski strumień. Strumień powietrza przechodzi przez szczelinę „usta” i uderzając w górną wargę, oddziałuje z kolumną powietrza w samej rurze; w efekcie powstają stabilne drgania, które sprawiają, że rura „mówi”. Samo w sobie pytanie, jak to nagłe przejście od ciszy do dźwięku zachodzi w trąbce, jest bardzo skomplikowane i interesujące, ale nie jest rozważane w tym artykule. Rozmowa skupi się głównie na procesach, które zapewniają ciągłe wybrzmienie piszczałek organowych i tworzą ich charakterystyczną tonację.

Trąbka narządu jest wzbudzana przez powietrze wpadające do jej dolnego końca i tworzące strumień, gdy przechodzi przez szczelinę między dolną wargą a języczkiem. W sekcji strumień oddziałuje z kolumną powietrza w rurze w górnej wardze i przechodzi albo wewnątrz rury, albo na zewnątrz. W kolumnie powietrza powstają drgania w stanie ustalonym, nadając rurze dźwięk. Ciśnienie powietrza, zmieniające się zgodnie z prawem fali stojącej, jest pokazane kolorowym cieniowaniem. Na górnym końcu rury zamontowana jest zdejmowana tuleja lub korek, co pozwala na nieznaczną zmianę długości kolumny powietrza podczas regulacji.

Wydawać by się mogło, że zadanie opisania strumienia powietrza, który generuje i utrwala dźwięk narządu, jest całkowicie związane z teorią przepływów cieczy i gazów. Okazało się jednak, że bardzo trudno teoretycznie rozpatrywać ruch choćby stałego, płynnego, laminarnego przepływu, gdyż dla całkowicie turbulentnego strumienia powietrza poruszającego się w piszczałce organowej jego analiza jest niezwykle złożona. Na szczęście turbulencja, która jest złożoną formą ruchu powietrza, faktycznie upraszcza model przepływu powietrza. Gdyby ten przepływ był laminarny, to oddziaływanie strumienia powietrza z otoczeniem zależałoby od ich lepkości. W naszym przypadku turbulencja zastępuje lepkość jako czynnik decydujący o oddziaływaniu wprost proporcjonalnie do szerokości przepływu powietrza. Podczas budowy organów zwraca się szczególną uwagę na to, aby przepływ powietrza w piszczałkach był całkowicie turbulentny, co uzyskuje się dzięki zastosowaniu niewielkich nacięć wzdłuż krawędzi języka. Co zaskakujące, w przeciwieństwie do przepływu laminarnego, przepływ turbulentny jest stabilny i można go odtworzyć.

W pełni turbulentny przepływ stopniowo miesza się z otaczającym powietrzem. Proces rozprężania i zwalniania jest stosunkowo prosty. Krzywa przedstawiająca zmianę prędkości przepływu w zależności od odległości od płaszczyzny środkowej jej przekroju ma postać odwróconej paraboli, której wierzchołek odpowiada maksymalnej wartości prędkości. Szerokość przepływu wzrasta proporcjonalnie do odległości od szczeliny wargowej. Energia kinetyczna przepływu pozostaje niezmieniona, więc spadek jego prędkości jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego odległości od szczeliny. Zależność tę potwierdzają zarówno obliczenia, jak i wyniki eksperymentalne (z uwzględnieniem niewielkiego obszaru przejściowego w pobliżu szczeliny wargowej).

W już podekscytowanej i brzmiącej piszczałce organowej strumień powietrza wchodzi ze szczeliny wargowej do intensywnego pola dźwiękowego w szczelinie piszczałki. Ruch powietrza związany z generowaniem dźwięków jest kierowany przez szczelinę, a zatem prostopadle do płaszczyzny przepływu. Pięćdziesiąt lat temu B. Brown z University of London College zdołał sfotografować laminarny przepływ wypełnionego dymem powietrza w polu dźwiękowym. Obrazy ukazywały powstawanie wijących się fal, narastających w miarę przemieszczania się wzdłuż strumienia, aż do momentu, gdy ten ostatni rozpadł się na dwa rzędy pierścieni wirowych, obracających się w przeciwnych kierunkach. Uproszczona interpretacja tych i podobnych obserwacji doprowadziła do błędnego opisu procesów fizycznych zachodzących w piszczałkach organowych, co można znaleźć w wielu podręcznikach.

Bardziej owocną metodą badania rzeczywistego zachowania strumienia powietrza w polu dźwiękowym jest eksperymentowanie z pojedynczą rurą, w której pole dźwiękowe jest generowane przez głośnik. W wyniku takich badań, przeprowadzonych przez J. Coltmana w laboratorium Westinghouse Electric Corporation i grupę z moim udziałem na University of New England w Australii, powstały podwaliny współczesnej teorii procesów fizycznych zachodzących w piszczałkach organowych. rozwinięty. W rzeczywistości Rayleigh podał dokładny i prawie kompletny matematyczny opis przepływów laminarnych nielepkich ośrodków. Ponieważ stwierdzono, że turbulencje nie komplikują, ale upraszczają fizyczny obraz strun powietrznych, okazało się, że możliwe jest zastosowanie metody Rayleigha z niewielkimi zmianami do opisu przepływów powietrza otrzymanych eksperymentalnie i zbadanych przez Coltmana i naszą grupę.

Gdyby w rurce nie było szczeliny wargowej, można by się spodziewać, że strumień powietrza w postaci pasa poruszającego się powietrza po prostu poruszałby się tam i z powrotem wraz z całą resztą powietrza w szczelinie rurki pod wpływem akustyki. wibracje. W rzeczywistości, kiedy strumień wychodzi ze szczeliny, jest skutecznie stabilizowany przez samą szczelinę. Efekt ten można porównać z wynikiem superpozycji mieszania ściśle zrównoważonego, zlokalizowanego w płaszczyźnie żebra poziomego, na ogólny ruch wibracyjny powietrza w polu dźwiękowym. To zlokalizowane mieszanie, które ma taką samą częstotliwość i amplitudę jak pole dźwiękowe, w wyniku czego na poziomej krawędzi nie miesza się ze strumieniem, pozostaje w poruszającym się strumieniu powietrza i tworzy krętą falę.

Pięć piszczałek o różnych konstrukcjach wytwarza dźwięki o tej samej wysokości, ale o różnej barwie. Druga trąbka od lewej to dulciana o delikatnym, delikatnym brzmieniu przypominającym instrument smyczkowy. Trzecia trąbka to otwarty zakres, wytwarzający lekkie, dźwięczne brzmienie, które jest najbardziej charakterystyczne dla organów. Czwarta trąbka ma brzmienie bardzo stłumionego fletu. Piąta trąbka - Waldflote ( « flet leśny”) z miękkim dźwiękiem. Drewniana rura po lewej stronie jest zamknięta korkiem. Ma taką samą podstawową częstotliwość wibracji jak inne rury, ale rezonuje z nieparzystymi podtekstami, których częstotliwości są nieparzyste kilka razy wyższe niż częstotliwość podstawowa. Długości pozostałych rur nie są dokładnie takie same, ponieważ „korekta końca” jest wykonywana w celu uzyskania tego samego skoku.

Jak wykazał Rayleigh dla badanego przez niego typu dżetu i jak wszechstronnie potwierdziliśmy w przypadku rozbieżnego strumienia turbulentnego, fala rozchodzi się wzdłuż przepływu z prędkością nieco mniejszą niż połowa prędkości ruchu powietrza w płaszczyźnie centralnej dżetu. W tym przypadku, gdy porusza się wzdłuż przepływu, amplituda fali wzrasta niemal wykładniczo. Zazwyczaj podwaja się, gdy fala przemieszcza się o jeden milimetr, a jej efekt szybko staje się dominujący nad prostym ruchem posuwisto-zwrotnym spowodowanym wibracjami dźwięku.

Stwierdzono, że największą szybkość narastania fali osiąga się, gdy jej długość wzdłuż cieku jest sześciokrotnością szerokości strugi w danym punkcie. Z drugiej strony, jeśli długość fali okaże się mniejsza niż szerokość przepływu, to amplituda nie wzrasta i fala może całkowicie zniknąć. Ponieważ strumień powietrza rozszerza się i zwalnia w miarę oddalania się od szczeliny, tylko długie fale, czyli oscylacje o niskiej częstotliwości, mogą rozchodzić się wzdłuż długich strumieni o dużej amplitudzie. Ta okoliczność okaże się mieć niemałe znaczenie w dalszych rozważaniach nad tworzeniem brzmienia harmonicznego piszczałek organowych.

Rozważmy teraz wpływ pola dźwiękowego piszczałki organowej na strumień powietrza. Łatwo sobie wyobrazić, że fale akustyczne pola dźwiękowego w szczelinie rury powodują, że końcówka strumienia powietrza miesza się w poprzek górnej krawędzi szczeliny, tak że strumień znajduje się teraz wewnątrz rury, a następnie na zewnątrz. Przypomina to obraz, gdy popychana jest już huśtająca się huśtawka. Słup powietrza w rurze już wibruje, a gdy podmuchy powietrza wchodzą do rury synchronicznie z wibracjami, zachowują siłę wibracji, pomimo różnych strat energii związanych z propagacją dźwięku i tarcia powietrza o ścianki rury. Jeśli podmuchy powietrza nie pokrywają się z drganiami słupa powietrza w rurze, tłumią te drgania, a dźwięk zostanie stłumiony.

Kształt strumienia powietrza jest pokazany na rysunku jako seria kolejnych ramek, gdy wychodzi on ze szczeliny wargowej do ruchomego pola akustycznego wytworzonego w „otworze” rurki przez słup powietrza, który rezonuje wewnątrz rurki. Okresowe przemieszczanie się powietrza w wycięciu ust tworzy krętą falę poruszającą się z prędkością o połowę mniejszą od prędkości ruchu powietrza w płaszczyźnie środkowej strumienia i narastającą wykładniczo, aż jej amplituda przekroczy szerokość samego strumienia. Przekroje poziome pokazują odcinki toru, po których fala przemieszcza się w dżecie podczas kolejnych ćwiartek okresu oscylacji. T... Linie tnące zbliżają się do siebie ze zmniejszającą się prędkością strumienia. W piszczałce organowej górna warga znajduje się w miejscu wskazanym strzałką. Strumień powietrza na przemian wychodzi i wchodzi do rury.

Właściwości dźwięku strumienia powietrza można zmierzyć, umieszczając kliny filcowe lub piankowe w otwartym końcu rury, aby zagłuszyć dźwięk i tworząc falę dźwiękową o małej amplitudzie za pomocą głośnika. Odbijając się od przeciwległego końca rury, fala dźwiękowa oddziałuje na przecięciu „usta” ze strumieniem powietrza. Oddziaływanie strumienia z falą stojącą wewnątrz rury jest mierzone za pomocą przenośnego testera mikrofonów. W ten sposób można wykryć, zwiększyć lub zmniejszyć energię strumienia powietrza odbitej fali w dolnej części rury. Aby trąbka zabrzmiała, dżet musi zwiększyć energię. Wyniki pomiarów wyrażone są w wartości „przewodności” akustycznej, określonej jako stosunek strumienia akustycznego na wyjściu z odcinka « usta ”do ciśnienia akustycznego bezpośrednio za cięciem. Krzywa przewodności dla różnych kombinacji ciśnienia powietrza wylotowego i częstotliwości oscylacji ma kształt spiralny, jak pokazano na poniższym rysunku.

Zależność między występowaniem drgań akustycznych w szczelinie rury a momentem dotarcia kolejnej porcji strumienia powietrza do górnej krawędzi szczeliny jest określona przez przedział czasu, w którym fala w strumieniu powietrza pokonuje odległość od wargowej szczelina do górnej wargi. Organiści nazywają ten dystans „podcięciem”. Jeśli „podcięcie” jest duże lub ciśnienie (a co za tym idzie prędkość ruchu) powietrza jest niskie, to czas ruchu będzie długi. I odwrotnie, jeśli podcięcie jest małe lub ciśnienie powietrza jest wysokie, czas podróży będzie krótki.

W celu dokładnego określenia zależności fazowej między drganiami słupa powietrza w rurze a dopływem porcji strumienia powietrza do wewnętrznej krawędzi wargi górnej należy bardziej szczegółowo zbadać charakter wpływu te proporcje na słupie powietrza. Helmholtz uważał, że głównym czynnikiem jest wielkość przepływu powietrza dostarczanego przez odrzutowiec. Dlatego też, aby części strumienia przekazywały jak najwięcej energii oscylującemu słupowi powietrza, muszą płynąć w momencie, gdy ciśnienie w wewnętrznej części górnej wargi osiąga maksimum.

Rayleigh przedstawił inne stanowisko. Twierdził, że ponieważ szczelina znajduje się stosunkowo blisko otwartego końca rury, fale akustyczne w szczelinie, na które oddziałuje strumień powietrza, nie mogą wytworzyć dużego ciśnienia. Rayleigh uważał, że strumień powietrza wchodzący do rury faktycznie uderza w przeszkodę i prawie się zatrzymuje, co szybko wytwarza w niej wysokie ciśnienie, które wpływa na jej ruch w rurze. Dlatego według Rayleigha strumień powietrza przeniesie maksymalną ilość energii, jeśli wejdzie do rury w momencie, gdy maksimum nie jest ciśnieniem, ale samym przepływem fal akustycznych. Przesunięcie pomiędzy tymi dwoma maksimami wynosi jedną czwartą okresu oscylacji słupa powietrza w rurze. Jeśli narysujemy analogię z huśtawką, to różnica ta wyraża się w pchaniu huśtawki, gdy jest ona w najwyższym punkcie i ma maksymalną energię potencjalną (według Helmholtza), oraz w momencie, gdy jest w najniższym punkcie i ma maksimum prędkość (według Rayleigha).

Krzywa przewodnictwa akustycznego strumienia ma kształt spiralny. Odległość od punktu początkowego wskazuje wartość przewodności, a położenie kątowe to przesunięcie fazowe między przepływem akustycznym na wyjściu ze szczeliny a ciśnieniem akustycznym za szczeliną. Gdy przepływ jest w fazie z ciśnieniem, wartości przewodnictwa leżą w prawej połowie spirali i energia strumienia rozprasza się. Aby strumień generował dźwięk, wartości przewodności muszą znajdować się w lewej połowie spirali, co ma miejsce przy kompensacji lub opóźnieniu fazy ruchu strumienia w stosunku do ciśnienia za przecięciem rury. W tym przypadku długość fali odbitej jest większa niż długość fali padającej. Wartość kąta podparcia zależy od tego, który z dwóch mechanizmów dominuje we wzbudzeniu tuby: mechanizm Helmholtza czy mechanizm Rayleigha. Gdy przewodność odpowiada górnej połowie spirali, strumień obniża naturalną częstotliwość rezonansową rury, a gdy wartość przewodności znajduje się w dolnej części spirali, zwiększa naturalną częstotliwość rezonansową rury.

Wykres przepływu powietrza w rurze (krzywa przerywana) przy danym ugięciu strumienia jest asymetryczny względem zerowej wartości ugięcia, ponieważ krawędź rury jest tak zaprojektowana, aby ciąć strumień nie wzdłuż jego środka samolot. Kiedy strumień odchyla się wzdłuż prostej sinusoidy o dużej amplitudzie (pełna czarna krzywa), strumień powietrza wchodzący do rury (krzywa kolorowa) „nasyca się” najpierw w jednym ze skrajnych punktów odchylenia strumienia, kiedy całkowicie opuszcza rurę. Przy jeszcze większej amplitudzie przepływ powietrza jest nasycony również w drugim skrajnym punkcie odchylenia, kiedy strumień całkowicie wnika do rury. Przemieszczenie wargi nadaje przepływowi asymetryczną falę, której alikwoty mają częstotliwości będące wielokrotnościami częstotliwości fali odchylającej.

Przez 80 lat problem pozostawał nierozwiązany. Co więcej, w rzeczywistości nie przeprowadzono żadnych nowych badań. I dopiero teraz znalazła satysfakcjonujące rozwiązanie dzięki pracy L. Kremera i H. Leasinga z Instytutu. Heinricha Hertza w Zap. Berlin, S. Eller z Akademii Marynarki Wojennej USA, Coltman i nasza grupa. Krótko mówiąc, zarówno Helmholtz, jak i Rayleigh mieli częściowo rację. Zależność między tymi dwoma mechanizmami działania określa ciśnienie wtłaczanego powietrza i częstotliwość dźwięku, przy czym mechanizm Helmholtza jest głównym mechanizmem przy niskich ciśnieniach i wysokich częstotliwościach, a mechanizm Rayleigha przy wysokich ciśnieniach i niskich częstotliwościach. W przypadku standardowych piszczałek organowych mechanizm Helmholtza zwykle odgrywa ważniejszą rolę.

Coltman opracował prosty i skuteczny sposób badania właściwości strumienia powietrza, który został nieco zmodyfikowany i ulepszony w naszym laboratorium. Metoda ta opiera się na badaniu strumienia powietrza przy przecięciu piszczałki organowej, gdy jej dalszy koniec jest zamknięty klinami dźwiękochłonnymi z filcu lub pianki, które uniemożliwiają wybrzmiewanie piszczałki. Następnie z głośnika umieszczonego na drugim końcu rury podawana jest fala dźwiękowa, która odbija się od krawędzi szczeliny, najpierw w obecności wtryskiwanego strumienia, a następnie bez niego. W obu przypadkach fale padające i odbite oddziałują wewnątrz rury, tworząc falę stojącą. Mierząc za pomocą małego mikrofonu sondy zmiany konfiguracji fal po przyłożeniu strumienia powietrza, można określić, czy strumień zwiększa lub zmniejsza odbitą energię fali.

W naszych eksperymentach faktycznie zmierzono „przewodność akustyczną” strumienia powietrza, która jest określona przez stosunek przepływu akustycznego na wyjściu ze szczeliny, wytworzonego przez obecność strumienia, do ciśnienia akustycznego bezpośrednio wewnątrz szczeliny . Przewodność akustyczna charakteryzuje się wielkością i kątem fazowym, które można wykreślić jako funkcję częstotliwości lub ciśnienia wyładowania. Jeśli przedstawisz wykres przewodności z niezależną zmianą częstotliwości i ciśnienia, krzywa będzie miała kształt spirali (patrz rysunek). Odległość od punktu początkowego spirali wskazuje na wartość przewodnictwa, a kątowe położenie punktu na spirali odpowiada opóźnieniu fazowemu fali krętej występującej w strumieniu pod wpływem drgań akustycznych w rurze. Jedno opóźnienie długości fali odpowiada 360 ° na obwodzie spirali. Ze względu na szczególne właściwości strumienia turbulentnego okazało się, że po przemnożeniu wartości przewodności przez pierwiastek kwadratowy wartości ciśnienia, wszystkie wartości zmierzone dla danej piszczałki organowej pasują do tej samej spirali.

Jeśli ciśnienie pozostaje stałe, a częstotliwość napływających fal dźwiękowych wzrasta, to punkty wskazujące wartość przewodności zbliżają się spiralnie do jego środka w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Przy stałej częstotliwości i rosnącym ciśnieniu punkty te oddalają się od środka w przeciwnym kierunku.

Widok wnętrza organów opery w sydney. Widoczne są niektóre piszczałki z 26 rejestrów. Większość fajek wykonana jest z metalu, niektóre z drewna. Długość sondującej części piszczałki podwaja się co 12 piszczałek, a średnica piszczałki podwaja się co około 16 piszczałek. Wieloletnie doświadczenie w organistach pozwoliło im znaleźć najlepsze proporcje, które zapewniają stabilną barwę brzmienia.

Gdy punkt wielkości przewodności znajduje się w prawej połowie spirali, strumień pobiera energię z przepływu w rurze, a zatem następuje utrata energii. Gdy punkt znajduje się w lewej połowie, dżet przekaże energię do przepływu i tym samym będzie działał jako generator drgań dźwiękowych. Gdy wartość przewodności znajduje się w górnej połowie spirali, strumień obniża naturalną częstotliwość rezonansową rury, a gdy ten punkt znajduje się w dolnej połowie, strumień zwiększa naturalną częstotliwość rezonansową rury. Wartość kąta charakteryzującego opóźnienie fazowe zależy od tego, który schemat - Helmholtza lub Rayleigha - jest używany do głównego wzbudzenia rury, a to, jak pokazano, jest określone wartościami ciśnienia i częstotliwości. Jednak ten kąt, mierzony od prawej strony osi poziomej (prawej ćwiartki), nigdy nie jest znacząco większy od zera.

Ponieważ 360 ° na obwodzie spirali odpowiada opóźnieniu w fazie równemu długości fali falistej rozchodzącej się wzdłuż strumienia powietrza, wielkość takiego opóźnienia od znacznie mniej niż jednej czwartej długości fali do prawie trzech- ćwierć swojej długości będzie leżeć na spirali od linii środkowej, czyli tam, gdzie dżet będzie działał jako generator drgań dźwiękowych. Widzieliśmy również, że przy stałej częstotliwości opóźnienie fazowe jest funkcją ciśnienia wtryskiwanego powietrza, od którego zależy zarówno prędkość samego strumienia, jak i prędkość propagacji krętej fali wzdłuż strumienia. Ponieważ prędkość takiej fali jest o połowę mniejsza od prędkości strumienia, co z kolei jest wprost proporcjonalne do pierwiastka kwadratowego ciśnienia, zmiana fazy strumienia o połowę długości fali jest możliwa tylko przy znacznej zmianie ciśnienia . Teoretycznie ciśnienie może zmienić się nawet dziewięciokrotnie, zanim trąbka przestanie wydawać dźwięk o podstawowej częstotliwości, chyba że zostaną naruszone inne warunki. W praktyce jednak trąbka zaczyna brzmieć z wyższą częstotliwością, aż do osiągnięcia określonej górnej granicy zmiany ciśnienia.

Należy zauważyć, że w celu uzupełnienia strat energii w rurze i zapewnienia stabilności dźwięku kilka zwojów spirali może posunąć się daleko w lewo. Tylko jeszcze jeden taki obrót może wydać dźwięk rury, której położenie odpowiada w przybliżeniu trzem półfalom w strumieniu. Ponieważ przewodność strun w tym punkcie jest niska, wytwarzany dźwięk jest słabszy niż jakikolwiek dźwięk odpowiadający punktowi na zewnętrznym zwoju spirali.

Kształt spirali przewodzącej może być jeszcze bardziej skomplikowany, jeśli ugięcie górnej wargi przekracza szerokość samego strumienia. W tym przypadku strumień jest prawie całkowicie wydmuchiwany z rury i wdmuchiwany do niej z powrotem w każdym cyklu ruchu, a ilość energii, jaką przekazuje fali odbitej w rurze, przestaje zależeć od dalszego wzrostu amplitudy. W związku z tym spada również sprawność strun powietrznych w trybie generowania drgań akustycznych. W tym przypadku wzrost amplitudy odchylenia strumienia prowadzi jedynie do zmniejszenia spirali przewodzenia.

Spadkowi wydajności dyszy wraz ze wzrostem amplitudy ugięcia towarzyszy wzrost strat energii w piszczałce organowej. Oscylacje w rurze są szybko ustawiane na niższy poziom, gdzie energia strumienia dokładnie kompensuje straty energii w rurze. Warto zauważyć, że w większości przypadków straty energii spowodowane turbulencją i lepkością znacznie przewyższają straty związane z rozpraszaniem fal dźwiękowych przez szczelinę i otwarte końce rury.

Fragment piszczałki organowej typu zakres, który pokazuje, że język ma wycięcie, aby stworzyć równomierny turbulentny ruch strumienia powietrza. Rura wykonana jest z "metalu znakowanego" - stopu z dużą zawartością dodatku cyny i ołowiu. Przy wytwarzaniu blachy z tego stopu utrwala się na nim charakterystyczny wzór, który jest wyraźnie widoczny na zdjęciu.

Oczywiście rzeczywisty dźwięk trąbki w organie nie ogranicza się do jednej określonej częstotliwości, ale zawiera również dźwięki o wyższej częstotliwości. Można udowodnić, że te alikwoty są dokładnymi harmonicznymi częstotliwości podstawowej i różnią się od niej o liczbę całkowitą. W stałych warunkach nadmuchu kształt fali dźwiękowej na oscyloskopie pozostaje dokładnie taki sam. Najmniejsze odchylenie częstotliwości harmonicznych od wartości ściśle wielokrotności częstotliwości podstawowej prowadzi do stopniowej, ale wyraźnie widocznej zmiany przebiegu.

Zjawisko to jest interesujące, ponieważ drgania rezonansowe słupa powietrza w piszczałce organowej, jak w każdej piszczałce otwartej, powstają przy częstotliwościach nieco różniących się od częstotliwości harmonicznych. Faktem jest, że wraz ze wzrostem częstotliwości długość robocza rury staje się nieco krótsza z powodu zmiany strumienia akustycznego na otwartych końcach rury. Jak zostanie pokazane, alikwoty w piszczałce organowej powstają w wyniku interakcji strumienia powietrza i krawędzi szczeliny, a sama piszczałka służy głównie do alikwotów o wyższej częstotliwości jako rezonator pasywny.

Drgania rezonansowe w rurze powstają przy największym ruchu powietrza w jej otworach. Innymi słowy, przewodnictwo w piszczałce organów powinno osiągnąć maksimum w nacięciu. Wynika z tego, że drgania rezonansowe w rurze z otwartym długim końcem występują przy częstotliwościach, przy których całkowita liczba półfal drgań dźwiękowych mieści się na długości rury. Jeśli oznaczymy częstotliwość podstawową jako F 1, to wyższe częstotliwości rezonansowe wyniosą 2 F 1 , 3F 1 itd. (W rzeczywistości, jak już wskazano, wyższe częstotliwości rezonansowe są zawsze nieco wyższe niż te wartości.)

W rurze z zamkniętym lub stłumionym dalekim koniem drgania rezonansowe występują przy częstotliwościach, przy których nieparzysta liczba ćwiartek długości fali pasuje do długości rury. Dlatego, aby zabrzmieć w tym samym tonie, zamknięta rura może mieć połowę długości otwartej rury, a jej częstotliwości rezonansowe będą F 1 , 3F 1 , 5F 1 itd.

Wyniki wpływu zmiany ciśnienia powietrza wylotowego na dźwięk w tradycyjnej piszczałce organowej. Kilka pierwszych podtekstów jest oznaczonych cyframi rzymskimi. Tryb główny trąbki (w kolorze) obejmuje szereg dobrze wyważonych, normalnych dźwięków przy normalnym ciśnieniu. Wraz ze wzrostem ciśnienia dźwięk trąbki przechodzi w drugi wydźwięk; wraz ze spadkiem ciśnienia powstaje osłabiony drugi wydźwięk.

Wróćmy teraz do strumienia powietrza w piszczałce organów. Widzimy, że zaburzenia fal o wysokiej częstotliwości stopniowo zanikają wraz ze wzrostem szerokości dżetu. W rezultacie koniec strumienia w pobliżu górnej wargi oscyluje prawie sinusoidalnie przy podstawowej częstotliwości sondowania rury i prawie niezależnie od wyższych harmonicznych drgań pola akustycznego w pobliżu szczeliny rury. Jednak sinusoidalny ruch strumienia nie spowoduje tego samego ruchu przepływu powietrza w rurze, ponieważ przepływ jest „nasycony” ze względu na fakt, że przy ekstremalnym odchyleniu w dowolnym kierunku, całkowicie płynie albo od wewnątrz, albo od wewnątrz. zewnętrzna strona górnej wargi. Ponadto warga jest zwykle nieco przesunięta i nie odcina przepływu dokładnie wzdłuż swojej płaszczyzny środkowej, przez co nasycenie jest asymetryczne. Dlatego oscylacja przepływu w rurze ma pełny zestaw harmonicznych częstotliwości podstawowej o ściśle określonym stosunku częstotliwości i faz, a względne amplitudy tych harmonicznych wysokiej częstotliwości gwałtownie rosną wraz ze wzrostem amplitudy ugięcie strumienia powietrza.

W tradycyjnej piszczałce organowej ugięcie strumienia w szczelinie jest współmierne do szerokości strumienia w górnej wardze. W rezultacie w strumieniu powietrza powstaje duża liczba alikwotów. Gdyby warga oddzielała strumień ściśle symetrycznie, w dźwięku nie byłoby nawet podtekstów. Dlatego zwykle trochę blenduje się do ust, aby zachować wszystkie podteksty.

Jak można się spodziewać, otwarte i zamknięte rury dają różne właściwości dźwiękowe. Częstotliwości alikwotów generowanych przez dżet są wielokrotnościami podstawowej częstotliwości drgań dżetu. Słup powietrza w rurze będzie silnie rezonować z pewnym nadtonem tylko wtedy, gdy przewodność akustyczna rury jest wysoka. W takim przypadku nastąpi gwałtowny wzrost amplitudy przy częstotliwości bliskiej częstotliwości nadtonowej. Dlatego w zamkniętej tubie, w której powstają tylko alikwoty o nieparzystych liczbach częstotliwości rezonansowej, wszystkie inne alikwoty są wytłumione. Efektem jest charakterystyczny „tępy” dźwięk, w którym nawet alikwoty są słabe, choć nie całkowicie nieobecne. Wręcz przeciwnie, otwarta piszczałka wytwarza „jaśniejszy” dźwięk, ponieważ zachowuje wszystkie alikwoty pochodzące z częstotliwości podstawowej.

Właściwości rezonansowe rury w dużym stopniu zależą od strat energii. Są to straty dwojakiego rodzaju: straty spowodowane tarciem wewnętrznym i przenoszeniem ciepła oraz straty spowodowane promieniowaniem przez szczelinę i otwarty koniec rury. Straty pierwszego typu są większe w wąskich rurach i przy niskich częstotliwościach drgań. W przypadku rur szerokich i przy wysokich częstotliwościach drgań straty drugiego typu są znaczne.

Wpływ położenia warg na tworzenie alikwotów wskazuje na celowość przemieszczenia warg. Gdyby warga oddzielała strumień ściśle wzdłuż płaszczyzny środkowej, w rurze powstawałby tylko dźwięk o częstotliwości podstawowej (I) i trzecim alikwocie (III). Gdy warga jest przesunięta, jak pokazano linią przerywaną, powstają drugi i czwarty alikwot, znacznie wzbogacając jakość dźwięku.

Z tego wynika, że ​​dla danej długości piszczałki, a więc i pewnej częstotliwości podstawowej, szerokie piszczałki mogą służyć jako dobre rezonatory tylko dla tonu podstawowego i najbliższych kilku alikwotów, które tworzą przytłumiony dźwięk przypominający flet. Wąskie rurki służą jako dobre rezonatory dla szerokiego zakresu alikwotów, a ponieważ wysokie częstotliwości są emitowane intensywniej niż niskie, wytwarzany jest wysoki dźwięk „strunowy”. Pomiędzy tymi dwoma dźwiękami rozbrzmiewa soczysty dźwięk, który staje się charakterystyczny dla dobrego organu, który tworzą tzw. pryncypia lub zakresy.

Ponadto duży organ może zawierać rzędy rurek o zwężającym się korpusie, perforowanym korku lub innych kształtach geometrycznych. Takie konstrukcje mają na celu modyfikację częstotliwości rezonansowych rury, a czasem zwiększenie zakresu alikwotów o wysokiej częstotliwości w celu uzyskania barwy o specjalnym zabarwieniu dźwięku. Wybór materiału, z którego wykonana jest rura, nie ma większego znaczenia.

Istnieje wiele możliwych trybów wibracji powietrza w rurze, co dodatkowo komplikuje właściwości akustyczne rury. Na przykład, gdy ciśnienie powietrza w otwartej rurze wzrośnie do tego stopnia, że ​​w strumieniu powstanie pierwszy alikwot F 1 jednej czwartej podstawowej długości fali punkt na spirali przewodzenia odpowiadający temu alikwotowi przesunie się do swojej prawej połowy i dżet przestanie tworzyć alikwot o tej częstotliwości. Jednocześnie częstotliwość drugiego wydźwięku wynosi 2 F 1 odpowiada półfalie w strumieniu i może być stabilny. Dlatego dźwięk trąbki przejdzie w ten drugi wydźwięk, prawie o oktawę wyższy niż pierwszy, a dokładna częstotliwość oscylacji będzie zależeć od częstotliwości rezonansowej trąbki i ciśnienia wylotowego powietrza.

Dalszy wzrost ciśnienia tłoczenia może prowadzić do powstania kolejnego alikwotu 3 F 1, pod warunkiem, że „podcięcie” wargi nie jest zbyt duże. Z drugiej strony często zdarza się, że niskie ciśnienie, niewystarczające do wytworzenia tonu głównego, na drugim obrocie spirali przewodzącej stopniowo tworzy jeden z alikwotów. Takie dźwięki, tworzone z nadmiarem lub brakiem nacisku, są interesujące do badań laboratoryjnych, ale w samych narządach są wykorzystywane niezwykle rzadko, tylko po to, by osiągnąć jakiś szczególny efekt.


Fala stojąca w rezonansie w rurach z otwartymi i zamkniętymi górnymi końcami. Szerokość każdej kolorowej linii odpowiada amplitudzie drgań w różnych częściach rury. Strzałki wskazują kierunek ruchu powietrza podczas połowy cyklu oscylacyjnego; w drugiej połowie cyklu kierunek ruchu jest odwrócony. Liczby harmoniczne są oznaczane cyframi rzymskimi. W przypadku otwartej rury wszystkie harmoniczne częstotliwości podstawowej są rezonansowe. Zamknięta rurka musi mieć połowę długości, aby stworzyć tę samą nutę, ale tylko nieparzyste harmoniczne są dla niej rezonansowe. Złożona geometria „ujścia” rury nieco zniekształca konfigurację fal bliżej dolnego końca rury, nie zmieniając ich « główny » postać.

Po tym, jak mistrz w produkcji organów wykonał jedną trąbkę, która ma niezbędny dźwięk, jego głównym i najtrudniejszym zadaniem jest stworzenie całego rzędu piszczałek o odpowiedniej głośności i harmonii dźwięku w całym zakresie muzycznym klawiatury. Nie można tego osiągnąć za pomocą prostego zestawu rur o tej samej geometrii, różniących się tylko wymiarami, ponieważ w takich rurach straty energii z tarcia i promieniowania będą w różny sposób wpływać na drgania o różnych częstotliwościach. Aby zapewnić spójność właściwości akustycznych w całym zakresie, konieczne jest zróżnicowanie szeregu parametrów. Średnica piszczałki zmienia się wraz ze zmianą jej długości i zależy od niej jako wykładnik o wykładniku k, gdzie k jest mniejsze niż 1. Dlatego długie piszczałki basowe są węższe. Obliczona wartość k wynosi 5/6, czyli 0,83, ale biorąc pod uwagę psychofizyczne cechy ludzkiego słuchu, należy ją obniżyć do 0,75. Wartość ta jest bardzo zbliżona do tej, którą określili empirycznie wielcy organmistrzowie XVII i XVIII wieku.

Na zakończenie rozważmy ważne z punktu widzenia gry na organach pytanie: w jaki sposób kontrolowany jest dźwięk wielu piszczałek w dużym organie. Podstawowy mechanizm tej kontrolki jest prosty i przypomina wiersze i kolumny macierzy. Rury ułożone w rejestry odpowiadają rzędom matrycy. Wszystkie trąbki tego samego rejestru mają tę samą barwę, a każdej trąbce odpowiada jedna nuta na klawiaturze ręcznej lub nożnej. Dopływ powietrza do rur każdego rejestru jest regulowany specjalną dźwignią, na której wskazana jest nazwa rejestru, a dopływ powietrza bezpośrednio do rur związanych z tą notatką i tworzących kolumnę matrycy jest regulowany odpowiednim klawiszem na klawiatura. Trąbka zabrzmi tylko wtedy, gdy dźwignia rejestru, w którym się znajduje, zostanie przesunięta i naciśnięty zostanie żądany klawisz.

Umieszczenie piszczałek organowych przypomina rzędy i kolumny matrycy. Na tym uproszczonym schemacie każdy wiersz, zwany rejestrem, składa się z tego samego typu potoków, z których każdy tworzy jedną nutę (górna część schematu). Każda kolumna powiązana z pojedynczą nutą na klawiaturze (dolna część diagramu) zawiera różne typy piszczałek (lewa część diagramu). Dźwignia na konsoli (prawa strona schematu) zapewnia dostęp powietrza do wszystkich piszczałek kasy, a naciśnięcie klawisza na klawiaturze powoduje wpompowanie powietrza do wszystkich piszczałek danej nuty. Dostęp powietrza do rury jest możliwy tylko wtedy, gdy rząd i kolumna są włączone jednocześnie.

Obecnie taki schemat można zrealizować na wiele różnych sposobów, wykorzystując cyfrowe urządzenia logiczne i zawory sterowane elektrycznie na każdej rurze. Starsze organy wykorzystywały proste mechaniczne dźwignie i zawory płytkowe do dostarczania powietrza do kanałów klawiatury oraz mechaniczne suwaki z otworami do kontrolowania przepływu powietrza do całego rejestru. Ten prosty i niezawodny system mechaniczny, oprócz swoich zalet konstrukcyjnych, pozwalał samemu organiście regulować prędkość otwierania wszystkich zaworów i niejako zbliżał do siebie ten zbyt mechaniczny instrument muzyczny.

W XIX na początku XX wieku. duże organy były budowane z wszelkiego rodzaju urządzeniami elektromechanicznymi i elektropneumatycznymi, ale ostatnio ponownie preferowane są mechaniczne transmisje z klawiszy i pedałów, a złożone urządzenia elektroniczne są używane do jednoczesnego włączania kombinacji rejestrów podczas gry na organach. Na przykład największe mechaniczne organy na świecie zainstalowano w sali koncertowej Opery w Sydney w 1979 roku. Posiadają 10500 piszczałek w 205 rejestrach, rozmieszczonych między pięcioma klawiaturami ręcznymi i jedną nożną. Sterowanie kluczykiem odbywa się mechanicznie, ale jest powielane przez przekładnię elektryczną, do której można się podłączyć. Pozwala to na rejestrację wykonania organisty w zakodowanej formie cyfrowej, która może być następnie wykorzystana do automatycznego odtworzenia oryginalnego wykonania na organach. Rejestry i ich kombinacje sterowane są za pomocą urządzeń elektrycznych lub elektropneumatycznych oraz mikroprocesorów z pamięcią, co pozwala na szerokie zróżnicowanie programu sterującego. W ten sposób wspaniałe, bogate brzmienie majestatycznych organów powstaje w wyniku połączenia najbardziej zaawansowanych zdobyczy nowoczesnej techniki oraz tradycyjnych technik i zasad, stosowanych przez dawnych mistrzów od wielu wieków.

Piszczałki organowe

Trąbki brzmiące, używane jako instrumenty muzyczne od najdawniejszych czasów, dzielą się na dwa rodzaje: ustniki i trąbki stroikowe. Brzmiące w nich ciało to głównie powietrze. Powietrze, za pomocą którego w rurze powstają fale stojące, można na różne sposoby wibrować. W ustniku lub rurce fletowej (patrz ryc. 1) dźwięk jest powodowany nadmuchem strumienia powietrza (z ust lub miechem) na zaostrzoną krawędź szczeliny w bocznej ściance. Tarcie strumienia powietrza o tę krawędź powoduje gwizd, który można usłyszeć, gdy rurka jest oddzielona od ustnika (zadęcie). Przykładem jest gwizdek parowy. Trąbka, pełniąc rolę rezonatora, podkreśla i wzmacnia jeden z wielu tonów składających się na ten złożony gwizdek odpowiadający jego rozmiarami. W rurce trzcinowej fale stojące powstają poprzez wdmuchiwanie powietrza przez specjalny otwór pokryty elastyczną płytką (język, anche, zunge), który wpada w wibracje.

Istnieją trzy rodzaje piszczałek trzcinowych: 1) piszczałki (O.), których ton jest bezpośrednio określony przez szybkość drgań stroików; służą jedynie wzmocnieniu tonu emitowanego przez język (ryc. 2).

Można je regulować w niewielkich granicach, przesuwając sprężynę, która naciska na język. 2) Trąbki, w których przeciwnie, ustalone w nich drgania powietrza determinują drgania łatwo giętkiej stroiki (klarnet, obój i fagot). Ta elastyczna, elastyczna płyta, okresowo przerywając strumień nadmuchiwanego powietrza, powoduje drgania słupa powietrza w rurze; te ostatnie z kolei w odpowiedni sposób regulują wibracje samej płyty. 3) Rury z błoniastymi językami, których prędkość oscylacji jest regulowana i zmieniana w znacznych granicach do woli. W instrumentach blaszanych rolę takiego języka pełnią usta; podczas śpiewania struny głosowe. Prawa oscylacji powietrza w rurach o przekroju tak małym, że wszystkie punkty przekroju drgają w ten sam sposób, ustalił Daniel Bernoulli (D. Bernoulli, 1762). W otwartych rurach antywęzły tworzą się na obu końcach, gdzie ruchliwość powietrza jest największa, a gęstość jest stała. Jeśli między tymi dwoma antywęzłami powstanie jeden węzeł, długość rury będzie równa połowie długości, tj. L = λ/ 2 ; ten przypadek odpowiada najniższemu tonowi. Przy dwóch węzłach w rurze zmieści się cała fala, L = 2 λ/ 2 = λ; O trzeciej, L= 3λ/2; w n węzły, L = nλ/ 2. Aby znaleźć boisko, czyli liczbę n oscylacje na sekundę, przypomnij sobie, że długość fali (odległość λ, na której oscylacje propagują się w ośrodku w tym czasie T, gdy jedna cząstka wykonuje pełną oscylację) jest równa iloczynowi prędkości propagacji ω przez okres T fluktuacje lub λ = ωT; ale T = ja/n; dlatego λ = ω / N. Stąd n= ω / λ lub, ponieważ od poprzedniego λ = 2L/n, n = nω/ 2L... Ta formuła pokazuje, że 1) otwarta rura, z różnymi siłami nadmuchu powietrza, może emitować tony, których wysokości są ze sobą powiązane, jak 1: 2: 3: 4 ...; 2) skok jest odwrotnie proporcjonalny do długości rury. W zamkniętej rurze przy ustniku nadal powinien znajdować się antywęzeł, ale na drugim, zamkniętym jego końcu, gdzie nie ma wibracji podłużnych powietrza, powinien znajdować się węzeł. Dlatego 1/4 fali stojącej może zmieścić się na długości rury, co odpowiada najniższemu lub podstawowemu tonu rury, lub 3/4 fali, a nawet nieparzystej liczbie ćwierćfal, tj. L = [(2n+ 1) / 4] λ; gdzie N " = (2n+ 1) ω / 4 L... Tak więc w zamkniętej rurze kolejne emitowane przez nią tony lub odpowiadające im liczby drgań są powiązane jako ciąg liczb nieparzystych 1: 3: 5; a wysokość każdego z tych tonów jest odwrotnie proporcjonalna do długości rury. Główny ton w piszczałce zamkniętej jest zresztą o oktawę niższy niż w piszczałce otwartej (w rzeczywistości, gdy n = 1, N ”: N = 1: 2). Wszystkie te wnioski z teorii można łatwo zweryfikować eksperymentalnie. 1) Jeśli weźmiesz długą i wąską rurkę z poduszką nauszną z fletem (ustnikiem) i wdmuchniesz do niej powietrze pod rosnącym ciśnieniem, uzyskasz serię harmonicznych tonów w otwartej rurce, które stopniowo się podnoszą (a dotarcie do nich nie jest trudne do 20 wydźwięków). W piszczałce zamkniętej uzyskuje się tylko nieparzyste tony harmoniczne, a główny, najniższy ton jest o oktawę niższy niż w piszczałce otwartej. Tony te mogą występować w trąbce i jednocześnie towarzyszyć tonu głównemu lub jednemu z niższych. 2) Położenie węzłów antywęzłów wewnątrz rury można określić na różne sposoby. Dlatego Savart używa w tym celu cienkiej membrany naciągniętej na pierścień. Jeśli wylejesz na nią drobny piasek i obniżysz go na gwintach do rury, której jedna ściana jest szklana, wówczas w punktach węzłowych piasek pozostanie nieruchomy, aw innych miejscach, a zwłaszcza w antywęzłach, będzie się zauważalnie poruszać. Ponadto, ponieważ powietrze w antywęzłach pozostaje pod ciśnieniem atmosferycznym, to otwierając w tym miejscu otwór wykonany w ścianie rury, nie zmienimy tonu; dziura otwarta w innym miejscu zmienia boisko. Przeciwnie, w punktach węzłowych zmienia się ciśnienie i gęstość powietrza, ale prędkość wynosi zero. Dlatego jeśli przeciśniesz klapę przez ścianę w miejscu, w którym znajduje się węzeł, skok nie powinien się zmienić. Doświadczenie naprawdę to uzasadnia. Eksperymentalną weryfikację praw brzmienia trąb można przeprowadzić również za pomocą lamp manometrycznych Koeniga (patrz). Jeśli skrzynka wodowskazowa, zamknięta z boku rury membraną, znajduje się w pobliżu węzła, wówczas fluktuacje płomienia gazowego będą największe; płomień będzie nieruchomy w pobliżu antywęzłów. Drgania takich świateł można obserwować przez ruchome lustra. W tym celu stosuje się na przykład lustrzany równoległościan, napędzany obrotowo przez maszynę odśrodkową; w takim przypadku w lusterkach będzie widoczny jasny pasek; jedna krawędź będzie wyglądała na postrzępioną. 3) Prawo odwrotnej proporcjonalności skoku i długości rury (długiej i wąskiej) jest znane od dawna i łatwo je zweryfikować. Eksperymenty wykazały jednak, że prawo to nie jest całkowicie dokładne, zwłaszcza w przypadku szerokich rur. Tak więc Masson (1855) wykazał, że w długim, złożonym flecie Bernoulliego o dźwięku odpowiadającym połówkowej długości fali 0,138 m. słup powietrza jest rzeczywiście podzielony na takie części o długości 0,138 m, z wyjątkiem części przylegającej poduszkę nauszną, której długość okazała się wynosić zaledwie 0,103 m. Również Koenig znalazł na przykład dla jednego konkretnego przypadku odległość między odpowiednimi antywęzłami w rurze (zaczynając od nauszników) równą 173, 315, 320, 314, 316, 312, 309, 271. Tutaj średnia liczby są prawie takie same, niewiele odbiegają od średniej wartości 314, natomiast pierwsza z nich (przy nauszniku) różni się od średniej o 141, a ostatnia (przy otworze rurki) o 43. Powód takiego nieregularności lub perturbacje na końcach rurki wynikają z nadmuchu powietrza, nie pozostają one całkowicie stałe, jak zakłada się teoretycznie dla antywęzła, oraz dla swobodnego otwarcia otwartej rury, z tego samego powodu, oscylująca kolumna powietrza wydaje się kontynuować lub wystawać poza krawędzie ścian na zewnątrz; ostatni anty-węzeł wypadnie zatem poza rurkę. A w zamkniętej rurze w pobliżu amortyzatora, jeśli poddaje się wibracjom, muszą wystąpić perturbacje. Wertheim (1849-51) był eksperymentalnie przekonany, że zaburzenia na końcach rury nie zależą od długości fali. Poisson (1817) jako pierwszy przedstawił teorię takich perturbacji, zakładając, że małe zagęszczenia powietrza są proporcjonalne do prędkości. Następnie Hopkins (1838) i Ke (1855) podali pełniejsze wyjaśnienia, uwzględniając wielokrotne odbicia na końcach rury. Ogólny wynik tych badań jest taki, że dla otwartej rury zamiast równości L = nλ/2, trzeba wziąć L + ja = nλ/2 , a dla zamkniętej rury L + ja " = (2n + 1 )λ /4. Dlatego przy obliczaniu długości L rury muszą być powiększone o stałą wartość ( ja lub ja "). Najpełniejszą i najdokładniejszą teorię brzmienia trąb podaje Helmholtz. Z tej teorii wynika, że ​​poprawka na otworze wynosi 0,82 r (r- promień przekroju rury) w przypadku wąskiej otwartej rury łączącej się z otworem z dnem bardzo szerokiej rury. Zgodnie z eksperymentami Lorda Rayleigha taka poprawka powinna wynosić 0,6 R, jeśli otwór wąskiej rury łączy się z wolną przestrzenią i jeśli długość fali jest bardzo duża w porównaniu ze średnicą rury. Bozanke (1877) stwierdził, że poprawka ta wzrasta wraz ze stosunkiem średnicy do długości fali; więc ex. jest równy 0,64 at r/λ = 1/12 i 0,54 at r/λ = 1/20. Koenig osiągnął także inne wyniki ze swoich wspomnianych już eksperymentów. Zauważył mianowicie, że skrócenie pierwszej połowy fali (przy nausznikach) staje się mniejsze przy wyższych tonach (tj. przy krótszych falach); mniej znaczące skrócenie ostatniej półfali niewiele się zmienia. Ponadto przeprowadzono liczne eksperymenty w celu zbadania amplitud oscylacji i ciśnienia powietrza wewnątrz rur (Kundt – 1868, Tepler i Boltzmann – 1870, Mach – 1873). Pomimo jednak licznych badań eksperymentalnych, kwestii brzmienia trąb nie można jeszcze uznać za definitywnie wyjaśnioną pod każdym względem. - W przypadku szerokich rur, jak już wspomniano, prawa Bernoulliego w ogóle nie mają zastosowania. Tak więc Mersenne (1636), biorąc między innymi dwie rury o tej samej długości (16 cm), ale o różnych średnicach, zauważył, że w szerszej fajce ( D= 12 cm), ton był o 7 całych tonów niższy niż w rurze o mniejszej średnicy (0,7 cm). Mersenne odkrył prawo dotyczące takich fajek. Savard potwierdził słuszność tego prawa dla fajek o różnych formach, które formułuje w następujący sposób: w takich fajkach skoki są odwrotnie proporcjonalne do odpowiednich wymiarów fajek. Więc ex. dwie rury, z których jedna ma 1 stopę. długość i 22 lin. w średnicy i pozostałe 1/2 stopy. długość i 11 lin. średnicę, podaj dwa tony, stanowiące oktawę (liczba drgań w 1" drugiej piszczałki jest dwa razy większa niż na 1. piszczałce). Savart (1825) stwierdził również, że szerokość piszczałki prostokątnej nie wpływa na wysokość jeśli szczelina poduszki nausznej ma pełną szerokość, Cavaillé-Coll podał następujące empiryczne wzory korekcji dla rur otwartych: 1) L " = L - 2p, oraz r głębokość rury prostokątnej. 2) L " = L - 5/3D, gdzie Dśrednica okrągłej rury. W tych formułach L = v „N jest teoretyczną długością, a L " rzeczywista długość rury. Stosowalność wzorów Cavaliera-Kohla została w dużym stopniu udowodniona przez badania Wertheima. Rozważane przepisy ustawowe i wykonawcze dotyczą rurek O. fletowych lub ustnikowych. V rury trzcinowe węzeł znajduje się w otworze, okresowo zamykanym i otwieranym elastyczną płytką (językiem), natomiast w rurach fletów przy otworze, przez który wdmuchiwany jest strumień powietrza, zawsze znajduje się antywęzeł. Dlatego rurka stroika odpowiada zamkniętej rurce fletu, która również ma węzeł na jednym końcu (choć na innym niż rurka stroika). Powodem, dla którego węzeł znajduje się na samym języku rury, jest to, że w tym miejscu zachodzą największe zmiany sprężystości powietrza, która odpowiada węzłowi (w antywęzłach przeciwnie, elastyczność jest stała). Tak więc cylindryczna rurka trzcinowa (jak flet zamknięty) może wytwarzać kolejne serie tonów 1, 3, 5, 7 .... jeśli jej długość jest w odpowiedniej proporcji do prędkości drgań płyty sprężystej. W szerokich rurach stosunek ten może nie być ściśle przestrzegany, ale poza pewną granicą rozbieżności rura przestaje brzmieć. Jeśli stroik jest metalową płytką, jak w organowej piszczałce, to o wysokości dźwięku decydują niemal wyłącznie jej wibracje, o czym już wspomniano. Ale generalnie skok zależy zarówno od stroika, jak i od samej rury. W. Weber (1828-29) szczegółowo zbadał tę zależność. Jeśli umieścisz fajkę na języku, która otwiera się do wewnątrz, jak zwykle w fajkach O., ton generalnie spada. Jeśli stopniowo wydłużając trąbkę, a ton obniży się o całą oktawę (1:2), osiągniemy taką długość L, który w pełni odpowiada wibracjom języka, to ton natychmiast wzrośnie do swojej poprzedniej wartości. Z dalszym przedłużeniem rury do 2L ton ponownie spadnie do czwartego (3: 4); w 2L ponownie, natychmiast uzyskuje się oryginalny ton. Z nowym wydłużeniem do 3L dźwięk zmniejszy się o małą trzecią (5: 6) itd. (jeśli ułożysz języki, które otwierają się na zewnątrz, jak struny głosowe, trąbka skierowana na nie podniesie odpowiadający im ton). - W drewnianych muzach. instrumenty (klarnet, obój i fagot) używają stroików; składający się z jednej lub dwóch cienkich i elastycznych stroików. Same stroiki emitują znacznie wyższy dźwięk niż ten, który generują w rurze. Rurki językowe należy traktować jako rurki zamknięte z boku języka. Dlatego w piszczałce cylindrycznej, podobnie jak w klarnecie, powinno być 1, 3, 5 kolejnych tonów ze wzmożonym dmuchaniem itp. Otwarcie bocznych otworów odpowiada skróceniu piszczałki. W rurach stożkowych zamkniętych od góry sekwencja tonów jest taka sama jak w rurach cylindrycznych otwartych, tj. 1, 2, 3, 4 itd. (Helmholtz). Obój i fagot należą do trąb stożkowych. Właściwości trzcin trzeciego rodzaju, błoniastych, można badać, tak jak zrobił to Helmholtz, za pomocą prostego urządzenia składającego się z dwóch gumowych membran rozciągniętych na ukośnie ściętych krawędziach drewnianej rury, tak aby między membranami pozostała wąska szczelina. środek tuby. Strumień powietrza może być skierowany przez szczelinę z zewnątrz do wnętrza tuby lub odwrotnie. W tym ostatnim przypadku uzyskuje się podobieństwo do strun głosowych lub warg podczas gry na instrumentach dętych blaszanych. W tym przypadku wysokość dźwięku jest określana, ze względu na miękkość i elastyczność membran, wyłącznie przez rozmiar rury. Instrumenty dęte blaszane, takie jak róg myśliwski, kornet z czapkami, waltornia itp., reprezentują piszczałki stożkowe, a zatem dają naturalny rząd tonów wyższych harmonicznych (1, 2, 3, 4 itd.). Urządzenie organowe - patrz Organy.

N. Gezehus.


Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhaus i I.A. Efron. - S.-Pb.: Brockhaus-Efron. 1890-1907 .

Zobacz, jakie „fajki organowe” znajdują się w innych słownikach:

    Trąbki brzmiące, używane jako instrumenty muzyczne od najdawniejszych czasów, dzielą się na dwa rodzaje: ustniki i trąbki stroikowe. Brzmiące w nich ciało to głównie powietrze. Aby wibrować powietrze, a w rurze ... ...

    - (łac. Organum, z greckiego instrumentu organonowego, instrumentu; włoskie organo, angielskie organy, francuskie orgue, niemieckie Orgel) klawiszowe instrumenty dęte. narzędzie złożonego urządzenia. O. typy są różnorodne: od przenośnych, małych (patrz. Przenośny, pozytywny) do ... ... Encyklopedia muzyczna

    Instrument muzyczny dęty klawiszowy, największy i najbardziej złożony istniejący instrument. Ogromny współczesny organ składa się niejako z trzech lub więcej organów, a wykonawca może sterować nimi wszystkimi jednocześnie. Każdy z organów zawartych w ... Encyklopedia Colliera

    Liczba drgań na jednostkę czasu, prędkość lub częstotliwość drgań zależy od wielkości, kształtu i charakteru ciał. Wysokość dźwięku, określona przez liczbę drgań ciała sondującego na jednostkę czasu, można określić na różne sposoby (patrz Dźwięk) ... ... Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhaus i I.A. Efron

    - (fizyczne) wspomaganie lub przeciwstawianie dwóch lub więcej fal pochodzących z oscylacyjnych, okresowo powtarzających się ruchów. Fale (patrz) mogą występować w cieczach, ciałach stałych, gazach i eterze. W pierwszym przypadku fale I. są widoczne ... ... Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Który brzmi za pomocą rur (metalowych, drewnianych, bez języczków iz języczkami) o różnych barwach, do których za pomocą miechów wpompowywane jest powietrze.

Gra na organach przeprowadzane przy użyciu kilku klawiatur na ręce (podręczniki) i klawiatury pedałowej.

Pod względem bogactwa brzmienia i bogactwa środków muzycznych organy zajmują pierwsze miejsce wśród wszystkich instrumentów i bywają nazywane „królami instrumentów”. Ze względu na swoją wyrazistość od dawna stał się własnością kościoła.

Osoba, która wykonuje utwory muzyczne na organach, nazywa się organista.

Radzieckie systemy rakiet wielokrotnego startu BM-13 zostały nazwane przez żołnierzy III Rzeszy „organami Stalina” ze względu na dźwięk emitowany przez upierzenie rakiety.

Historia organów

Pączek narządu można zobaczyć zarówno w, jak i w. Uważa się, że organ (hydravlos; także hydraulikon, hydraulis - „organ wodny”) został wynaleziony przez greckiego Ktesibiusa, który mieszkał w Aleksandrii w Egipcie w latach 296-228. pne NS. Na jednej monecie lub żetonie z czasów Nerona widnieje wizerunek podobnego instrumentu.

Duże organy pojawiły się w IV wieku, mniej lub bardziej ulepszone – w VII i VIII wieku. Papież Witalij (666) wprowadził organy do Kościoła katolickiego. W VIII wieku Bizancjum słynęło z organów.

Sztuka budowy organów rozwinęła się również we Włoszech, skąd w IX wieku zostały wywiezione do Francji. Później ta sztuka rozwinęła się w Niemczech. Organ zaczyna otrzymywać największą i wszechobecną dystrybucję w XIV wieku. W XIV wieku w organach pojawił się pedał, czyli klawiatura do nóg.

Średniowieczne organy, w porównaniu z późniejszymi, cechowały się ciężką pracą; na przykład klawiatura ręczna składała się z klawiszy o szerokości od 5 do 7 cm, odległość między klawiszami sięgała półtora cm, w klawisze uderzano nie palcami, jak teraz, ale pięściami.

W XV wieku klucze zostały zredukowane, a liczba rur wzrosła.

Urządzenie organowe

Ulepszone organy osiągnęły ogromną liczbę rur i rurek; na przykład organy w Paryżu w St. Sulpice ma 7 tys. rur i rurek. W organach znajdują się piszczałki i rurki o następujących rozmiarach: na 1 stopie dźwięki brzmią trzy oktawy wyżej niż zapisane, na 2 stopach dźwięki brzmią dwie oktawy wyżej niż zapisane, na 4 stopach dźwięki brzmią o oktawę wyżej niż napisane, na 8 stopach – nuty brzmią tak, jak zostały napisane, na 16 stopach – nuty brzmią o oktawę niżej niż napisane, 32 stopy – nuty brzmią dwie oktawy niżej niż napisane. Zamknięcie trąbki od góry obniży dźwięki emitowane o oktawę. Nie wszystkie narządy mają duże rurki.

W organach jest od 1 do 7 klawiatur (zwykle 2–4); nazywają się Instrukcje... Chociaż każda klawiatura organowa ma objętość 4-5 oktaw, dzięki trąbkom grającym dwie oktawy niżej lub trzy oktawy wyżej niż nuty pisane, głośność dużych organów wynosi 9,5 oktawy. Każdy zestaw piszczałek o tej samej barwie stanowi jakby osobny instrument i nosi nazwę Zarejestruj się.

Każdy z wysuwanych lub chowanych przycisków lub rejestrów (umieszczonych nad klawiaturą lub po bokach instrumentu) napędza odpowiedni rząd rurek. Każdy przycisk lub rejestr ma swoją własną nazwę i odpowiedni napis, wskazujący długość największej rury tego rejestru. Kompozytor może wskazać nazwę rejestru i wielkość trąbek w nutach nad miejscem, w którym ten rejestr ma być zastosowany. (Wybieranie rejestrów do wykonania utworu muzycznego nazywa się rejestracją.) W narządach jest od 2 do 300 rejestrów (najczęściej od 8 do 60).

Wszystkie rejestry dzielą się na dwie kategorie:

  • Rejestry z rurami bez stroików(rejestry wargowe). Do tej kategorii należą rejestry fletów otwartych, rejestry fletów zamkniętych (bourdons), rejestry alikwotów (mikstury), w których każda nuta ma kilka (słabszych) alikwotów harmonicznych.
  • Rejestry z rurami trzcinowymi(rejestry trzcinowe). Połączenie rejestrów obu kategorii wraz z miksturą nazywa się plein jeu.

Klawiatury lub manuały znajdują się w organach tarasu, jedna nad drugą. Oprócz nich dostępna jest również klawiatura pedałowa (od 5 do 32 klawiszy), głównie do niskich dźwięków. Partia na ręce napisana jest na dwóch pięcioliniach - w klawiszach i jak na. Część pedałów jest często zapisywana osobno na jednej pięciolinii. Na klawiaturze pedałowej, zwanej po prostu „pedałem”, gra się obiema stopami, naprzemiennie za pomocą pięty i palców (do XIX wieku tylko palcem). Organ bez pedału nazywa się pozytywem, mały przenośny organ nazywa się przenośnym.

Instrukcje w organach mają nazwy zależne od umiejscowienia piszczałek w organach.

  • Główny manuał (który ma najgłośniejsze rejestry) nazywa się w tradycji niemieckiej Hauptwerk(fr. Grand orgue, Grand clavier) i znajduje się najbliżej wykonawcy lub w drugim rzędzie;
  • Drugim najważniejszym i głośnym podręcznikiem w tradycji niemieckiej jest Oberwerk(opcja głośniejsza) albo Pozytywna(wersja lekka) (fr. Rositif), jeśli piszczałki tego podręcznika znajdują się POWYŻEJ piszczałek Hauptwerk lub Ruckpositiv, jeśli piszczałki tego podręcznika znajdują się oddzielnie od innych piszczałek organów i są zainstalowane za organami plecy; klawisze Oberwerk i Positiv na konsoli do gier znajdują się jeden poziom powyżej klawiszy Hauptwerk, a klawisze Ruckpositiv znajdują się jeden poziom poniżej klawiszy Hauptwerk, odtwarzając w ten sposób strukturę architektoniczną instrumentu.
  • Instrukcja, której rury znajdują się w rodzaju pudełka z pionowymi żaluzjami w przedniej części, w tradycji niemieckiej nazywa się Schwellwerk(FR. Recit (expressif). Schwellwerk może znajdować się zarówno na samym szczycie organów (częściej), jak i na tym samym poziomie z Hauptwerk. Klawisze Schwellwerka znajdują się na konsoli do gier na wyższym poziomie niż Hauptwerk, Oberwerk, Pozytywny, Ruckpozytywny.
  • Istniejące typy instrukcji: Hinterwerk(piszczałki znajdują się z tyłu organów), Brustwerk(piszczałki znajdują się bezpośrednio nad siedziskiem organisty), Solowerk(rejestry solowe, bardzo głośne trąbki umieszczone w osobnej grupie), Chór itp.

Następujące urządzenia służą jako ulga dla graczy i sposób na wzmocnienie lub osłabienie brzmienia:

Kopula- mechanizm, za pomocą którego połączone są dwie klawiatury, a wystawione na nich rejestry działają jednocześnie. Copula pozwala graczowi grać na jednej instrukcji, aby korzystać z zaawansowanych rejestrów drugiej.

4 podnóżki nad pedałami klawiatury(Pеdale de combinaison, Tritte), z których każdy działa na znanej specyficznej kombinacji rejestrów.

Żaluzje- urządzenie składające się z drzwi zamykających i otwierających całe pomieszczenie za pomocą rurek o różnych rejestrach, w wyniku których dźwięk jest wzmacniany lub tłumiony. Drzwi są napędzane przez podnóżek (kanał).

Ponieważ rejestry w różnych organach różnych krajów i epok nie są takie same, zwykle nie są one szczegółowo wskazane w części organowej: wypisują tylko podręcznik nad tą lub inną częścią części organowej, oznaczenie piszczałek z lub bez stroików i wielkości rur. Reszta szczegółów jest przekazywana wykonawcy.

Organy są często łączone z orkiestrą i śpiewem w oratoriach, kantatach, psalmach, a także w operze.

Istnieją również organy elektryczne (elektroniczne), na przykład Hammond.

Kompozytorzy muzyki organowej

Jan Sebastian Bach
Johann Adam Reinken
Johann Pachelbel
Dietrich Buxtehude
Girolamo Frescobaldi
Johann Jacob Froberger
Georg Friedrich Haendel
Zygfryd Karg-Ehlert
Henry Purcell
Max Reger
Vincent Lubeck
Johann Ludwig Krebs
Matthias Weckman
Dominika Zipoli
Cesar Franck

Wideo: Organ na wideo + dźwięk

Dzięki tym filmom możesz zapoznać się z instrumentem, obejrzeć na nim prawdziwą grę, posłuchać jego dźwięku, poczuć specyfikę techniki:

Sprzedaż narzędzi: gdzie kupić/zamówić?

Encyklopedia nie ma jeszcze informacji o tym, gdzie można kupić lub zamówić to narzędzie. Możesz to zmienić!

Największy, najbardziej majestatyczny instrument muzyczny ma starożytną historię rozwoju, liczącą wiele etapów doskonalenia.

Najbardziej odległym przodkiem narządu od nas w czasie są babilońskie dudy, powszechne w Azji w XIX-XVIII wieku pne. Powietrze było wdmuchiwane w futro tego instrumentu przez rurkę, a po drugiej stronie znajdował się korpus z rurkami z otworami i językami.

Historia powstania organów pamięta także „ślady starożytnych greckich bogów”: bóstwo lasów i gajów Pan, według legendy, wymyślił łączyć trzcinowe pałeczki o różnej długości i od tego czasu flet Pana stał się nieodłączny od kultura muzyczna starożytnej Grecji.

Muzycy jednak zrozumieli: łatwo jest grać na jednej fajce, ale na kilku fajkach nie wystarczy oddychać. Poszukiwania zamiennika ludzkiego oddechu do gry na instrumentach muzycznych zaowocowały już w II-III wieku p.n.e.: hydravlosy pojawiały się na scenie muzycznej przez kilka stuleci.

Hydravlos - pierwszy krok w kierunku wielkości organów

Około III wieku p.n.e. Grecki wynalazca, matematyk, „ojciec pneumatyki” Ktezybiusz z Aleksandrii stworzył urządzenie składające się z dwóch pomp tłokowych, zbiornika na wodę i rurek do wydawania dźwięków. Jedna pompka dostarczała powietrze do środka, druga dostarczała je do rurek, a zbiornik wody wyrównywał ciśnienie i zapewniał gładsze brzmienie instrumentu.

Dwa wieki później Heron z Aleksandrii, grecki matematyk i inżynier, ulepszył hydraulikę, dodając do projektu miniaturowy wiatrak i metalową kulistą komorę zanurzoną w wodzie. Ulepszone organy wodne otrzymały 3-4 rejestry, z których każdy zawierał 7-18 piszczałek o stroju diatonicznym.

Organ wodny stał się szeroko rozpowszechniony w krajach regionu śródziemnomorskiego. Hydravlos zabrzmiał na zawodach gladiatorów, weselach i biesiadach, w teatrach, cyrkach i hipodromach, podczas obrzędów religijnych. Organy stały się ulubionym instrumentem cesarza Nerona, ich brzmienie można było usłyszeć w całym Imperium Rzymskim.


Służenie chrześcijaństwu

Mimo ogólnego upadku kulturowego w Europie po upadku Cesarstwa Rzymskiego nie zapomniano o organach. W połowie V wieku w kościołach Włoch, Hiszpanii i Bizancjum budowano ulepszone organy dęte. Kraje o największym wpływie religijnym stały się ośrodkami muzyki organowej, a stamtąd instrument rozprzestrzenił się po całej Europie.

Średniowieczne organy różniły się znacznie od współczesnych „braci” mniejszą liczbą piszczałek i większymi rozmiarami klawiszy (do 33 cm długości i 8-9 cm szerokości), które bito pięścią, aby wydać dźwięk. Wynaleziono „przenośne”, małe przenośne organy oraz „pozytyw”, miniaturowe organy stacjonarne.

Wiek XVII-XVIII uważany jest za „złoty wiek” muzyki organowej. Zmniejszenie rozmiarów klawiszy, nabranie piękna i różnorodności brzmienia organów, krystaliczna klarowność barwy oraz narodziny całej galaktyki przesądziły o świetności i wielkości organów. Uroczysta muzyka Bacha, Beethovena, Mozarta i wielu innych kompozytorów rozbrzmiewała pod wysokimi arkadami wszystkich katolickich katedr w Europie, a prawie wszyscy najlepsi muzycy pełnili funkcję organistów kościelnych.

Mimo nierozerwalnego związku z Kościołem katolickim, na organy napisano całkiem sporo utworów „świeckich”, w tym kompozytorów rosyjskich.

Muzyka organowa w Rosji

Rozwój muzyki organowej w Rosji przebiegał wyłącznie „świecką” ścieżką: prawosławie kategorycznie odrzuciło użycie organów w nabożeństwach.

Pierwsza wzmianka o organach w Rosji znajduje się na freskach katedry św. Zofii w Kijowie: „kamienna kronika” Rusi Kijowskiej z X-XI wieku zachowała wizerunek muzyka grającego na „pozytywie”. ” i dwa kalkanty (osoby pompujące powietrze w futra).

Władcy Moskwy z różnych okresów historycznych wykazywali żywe zainteresowanie organami i muzyką organową: Iwan III, Borys Godunow, Michaił i Aleksiej Romanowowie „subskrybowali” organistów i budowniczych z Europy. Za panowania Michaiła Romanowa w Moskwie zasłynęli nie tylko zagraniczni, ale i rosyjscy organiści, tacy jak Tomila Michajłow (Besow), Borys Owsonow, Mielenti Stiepanow czy Andriej Andriejew.

Piotr I, który poświęcił swoje życie wprowadzaniu osiągnięć cywilizacji zachodniej do społeczeństwa rosyjskiego, już w 1691 roku zlecił niemieckiemu specjaliście Arpowi Schnitgerowi zbudowanie dla Moskwy organów z 16 rejestrami. Sześć lat później, w 1697 roku Schnitger wysłał do Moskwy kolejny ośmiorejestrowy instrument. Za życia Piotra zbudowano dziesiątki organów w kościołach luterańskich i katolickich w Rosji, w tym gigantyczne projekty 98 i 114 rejestrów.

Cesarzowe Elżbieta i Katarzyna II również przyczyniły się do rozwoju muzyki organowej w Rosji - za ich panowania dziesiątki instrumentów otrzymały Petersburg, Tallin, Ryga, Narva, Jelgava i inne miasta w północno-zachodnim regionie imperium.

Wielu rosyjskich kompozytorów używało w swojej twórczości organów, wystarczy przypomnieć „Pannę Orleańską” Czajkowskiego, „Sadko” Rimskiego-Korsakowa, „Prometeusza” Skriabina. Rosyjska muzyka organowa łączyła klasyczne zachodnioeuropejskie formy muzyczne z tradycyjną narodową ekspresją i urokiem, wywierając silny wpływ na słuchacza.

Nowoczesne organy

Po przejściu historycznej ścieżki dwóch tysiącleci organy XX-XXI wieku wyglądają tak: kilka tysięcy piszczałek rozmieszczonych na różnych poziomach i wykonanych z drewna i metalu. Kwadratowe drewniane rurki wytwarzają niskie dźwięki basu, podczas gdy metalowe rurki cynowo-ołowiowe są okrągłe i zostały zaprojektowane z myślą o cieńszym, wysokim tonie.

Organy bijące rekordy są zarejestrowane za granicą, w Stanach Zjednoczonych Ameryki. Organy, znajdujące się w centrum handlowym Macy’s Lord & Taylor w Filadelfii, ważą 287 ton i mają sześć podręczników. Znajdujący się w Hall of Concord w Atlantic City instrument jest najgłośniejszym organem na świecie z ponad 33 000 piszczałek.

Największe i najbardziej majestatyczne organy Rosji znajdują się w Moskiewskim Domu Muzyki, a także w Sali Koncertowej. Czajkowski.

Rozwój w nowych kierunkach i stylach znacznie zwiększył liczbę typów i odmian współczesnych organów, z własnymi różnicami w zasadzie pracy i cechach szczególnych. Dzisiejsza klasyfikacja narządów wygląda następująco:

  • organy dęte;
  • organy symfoniczne;
  • organ teatralny;
  • organy elektryczne;
  • organy Hammonda;
  • organ Tyfon;
  • organy parowe;
  • organy uliczne;
  • orkiestrion;
  • organol;
  • pirofon;
  • organy morskie;
  • organy kameralne;
  • organy kościelne;
  • organ domowy;
  • organum;
  • organy cyfrowe;
  • organy skalne;
  • organy popowe;
  • wirtualny organ;
  • melodyjka.

Jak działają organy aslan napisał w maju 12th, 2017

17 czerwca 1981 r. jego klawisze po raz pierwszy dotknęła ręka muzyka - wybitnego organisty Harry'ego Grodberga, który dla tomskich mieszkańców wykonał toccatę, preludium, fantazję i fugę Bacha.

Od tego czasu dziesiątki znanych organistów koncertowało w Tomsku, a niemieccy organmistrzowie nie przestali się zastanawiać, jak instrument nadal gra w mieście, gdzie różnica temperatur między zimą a latem wynosi 80 stopni.


Dziecko NRD

Organy Filharmonii Tomskiej narodziły się w 1981 roku we wschodnioniemieckim Frankfurcie nad Odrą, w firmie organmistrzowskiej W.Sauer Orgelbau.

W normalnym tempie pracy budowa organu zajmuje około roku, a proces składa się z kilku etapów. Najpierw rzemieślnicy badają salę koncertową, określają jej charakterystykę akustyczną i przygotowują projekt przyszłego instrumentu. Następnie specjaliści wracają do rodzimej fabryki, wykonują poszczególne elementy organów i montują z nich cały instrument. W hali montażowej fabryki jest po raz pierwszy testowany, a błędy są poprawiane. Jeśli organy brzmią tak, jak powinny, są ponownie rozkładane na części i wysyłane do klienta.

W Tomsku wszystkie procedury instalacyjne trwały tylko sześć miesięcy - ze względu na fakt, że proces przebiegał bez nakładania się, niedociągnięć i innych czynników hamujących. W styczniu 1981 roku do Tomska przyjechali po raz pierwszy specjaliści Sauer, aw czerwcu tego samego roku organy już koncertowały.

Skład wewnętrzny

Według standardów specjalistów organy Tomsk można nazwać przeciętnymi pod względem wagi i wielkości - dziesięciotonowy instrument zawiera około dwóch tysięcy piszczałek o różnych długościach i kształtach. Jak pięćset lat temu, są wykonywane ręcznie. Rury drewniane są zwykle wykonane w formie równoległościanu. Kształty metalowych rur mogą być bardziej skomplikowane: cylindryczne, odwrócone stożkowe, a nawet łączone. Rury metalowe są wykonane ze stopu cyny i ołowiu w różnych proporcjach, a do rur drewnianych zwykle używa się sosny.

To właśnie te cechy – długość, kształt i materiał – wpływają na barwę poszczególnej trąbki.

Piszczałki wewnątrz organów ułożone są rzędami: od najwyższej do najniższej. Na każdym rzędzie fajek można grać pojedynczo lub można je łączyć. Z boku klawiatury na pionowych panelach organów znajdują się przyciski, których wciśnięcie organista kontroluje ten proces. Wszystkie trąbki organów tomskich grają, a tylko jedna z nich na froncie instrumentu została stworzona do celów dekoracyjnych i nie wydaje żadnych dźwięków.

Na odwrocie organy wyglądają jak trzypiętrowy gotycki zamek. Na pierwszym piętrze tego zamka znajduje się mechaniczna część instrumentu, która poprzez system prętów przenosi pracę palców organisty na piszczałki. Na drugim piętrze znajdują się piszczałki, które są połączone z klawiszami dolnej klawiatury, a na trzecim piętrze są piszczałki klawiatury górnej.

Organy Tomsk posiadają mechaniczny system łączenia klawiszy i piszczałek, co oznacza, że ​​naciśnięcie klawisza i pojawienie się dźwięku następuje niemal natychmiast, bez żadnych opóźnień.

Nad działem wykonawczym znajdują się żaluzje, czyli kanał, który zasłania przed widzem drugie piętro piszczałek organowych. Za pomocą specjalnego pedału organista kontroluje położenie żaluzji i tym samym wpływa na siłę dźwięku.

Troskliwa ręka mistrza

Organ, jak każdy inny instrument muzyczny, jest bardzo zależny od klimatu, a syberyjska pogoda stwarza wiele problemów z jego pielęgnacją. Wewnątrz przyrządu zainstalowane są specjalne klimatyzatory, czujniki i nawilżacze, które utrzymują określoną temperaturę i wilgotność. Im zimniejsze i suchsze powietrze, tym krótsze stają się piszczałki organów i odwrotnie - przy ciepłym i wilgotnym powietrzu piszczałki wydłużają się. Dlatego instrument muzyczny wymaga stałego monitorowania.

Organami tomskimi opiekują się tylko dwie osoby - organista Dmitrij Uszakow i jego asystentka Jekaterina Mastenitsa.

Głównym sposobem radzenia sobie z kurzem wewnątrz organu jest zwykły sowiecki odkurzacz. Aby go szukać, zorganizowano całą akcję - szukano dokładnie takiego, który miałby system nadmuchowy, bo łatwiej jest wydmuchać kurz z organu z pominięciem wszystkich rurek na scenę i dopiero potem zebrać go odkurzaczem .

- Brud w organie należy usunąć tam, gdzie jest i kiedy przeszkadza, mówi Dmitrij Uszakow. - Jeśli teraz zdecydujemy się na usunięcie całego kurzu z organów, będziemy musieli je całkowicie przestroić, a cała ta procedura zajmie około miesiąca, a mamy koncerty.

Najczęściej rury elewacyjne są czyszczone - są na widoku, więc często pozostawiają na nich odciski palców. Dmitry sam przygotowuje mieszankę do czyszczenia elementów elewacji z amoniaku i proszku do zębów.

Rekonstrukcja dźwięku

Organy są dokładnie czyszczone i strojone raz w roku: zwykle latem, kiedy koncertów jest stosunkowo mało i na dworze nie jest zimno. Ale przed każdym koncertem wymagana jest niewielka korekta dźwięku. Tuner ma specjalne podejście do każdego rodzaju piszczałek organowych. Niektórym wystarczy zamknąć nasadkę, innym przekręcić wałek, a do najmniejszych rurek użyć specjalnego narzędzia - stimmhorna.

Nie da się nastroić samych organów. Jedna osoba powinna naciskać klawisze, a druga powinna regulować rury z wnętrza instrumentu. Dodatkowo osoba naciskająca klawisze kontroluje proces strojenia.

Pierwszy poważny remont tomskie organy przeszły stosunkowo dawno temu, 13 lat temu, po odrestaurowaniu sali organowej i wyjęciu organów ze specjalnego sarkofagu, w którym spędził 7 lat. Specjaliści Sauer zostali zaproszeni do Tomska na oględziny instrumentu. Następnie oprócz wewnętrznego remontu organy zmieniły kolor elewacji i zyskały ozdobne kraty. A w 2012 roku organy wreszcie zyskały swoich „właścicieli” - sztabowych organistów Dmitrija Uszakowa i Marii Błażewicza.

Kliknij przycisk, aby zasubskrybować „Jak to się robi”!

Jeśli masz produkcję lub usługę, o której chcesz powiedzieć naszym czytelnikom, napisz do Aslana ( [e-mail chroniony] ) i zrobimy najlepszy raport, który zobaczą nie tylko czytelnicy społeczności, ale także strona Jak to jest zrobione

Zapisz się również do naszych grup w facebook, vkontakte,koledzy z klasy, na YouTube i Instagramie, gdzie zostaną opublikowane najciekawsze ze społeczności, a także film o tym, jak to się robi, układa i działa.

Kliknij ikonę i zasubskrybuj!