Hvordan skapes musikk, og hva skjer når den strømmer inn i ørene våre?
Musikken er en eldgammel del av vår kultur som har en sterk innflytelse på sinnet. En sang kan skape latter, gråt, dans, avsky – og alle har vi våre egne favoritter.
Lyd skapes av vibrasjoner. Når strengene til et instrument vibrerer, presser de luften framfor seg (kompresjon), og luften bak dem utvider seg (vakuum). Kombinasjonen av kompresjon og vakuum skaper bølger som beveger seg gjennom luften.
1 / 2
Blir til elektriske signaler
Når lydbølgene når ørene dine, skaper de et press mot luften i øregangene som setter trommehinnene i bevegelse. Disse vibrasjonene setter i gang bevegelser i tre små knokler, som i sin tur sender vibrasjonene til en væskefylt struktur som kalles sneglehuset.
Bevegelsen i væsken der inne brukes til å generere elektriske signaler som strømmer til hjernen. Men dette er bare en liten flik av historien.
1 / 2
Trigger følelser
Disse enkle vibrasjonene kan forårsake en kraftig følelsesmessig respons, og det ligger flere lag av kompleksitet både i tonene og i måten hjernen vår sanser dem på. Lydbølgene som når ørene, bærer med seg en stor mengde informasjon. Det grunnleggende ved musikkens toner er volum, tonehøyde og klang. Jo større vibrasjonene er, desto høyere er lyden. Og jo oftere vibrasjonene inntreffer, desto høyere er tonen. Når det gjelder klangen, bestemmes den av mykheten i selve lydbølgen. Lyder som skapes av menneskestemmen eller av musikkinstrumenter kan være nokså ujevne.
Lyden er kompleks
Det er disse små ujevnhetene som sammen utgjør klangen i de endelige tonene. I tillegg til dette har vi ekko, etterklang og resonans og dessuten lag på lag med instrumenter, stemmer og ord. Deretter må hjernen håndtere disse innkommende lydene, og den må ikke bare oversette lydene til elektrisitet.
1 / 2
Forandringer i fasongen til en lydbølge endrer dens egenskaper.
Volum
Lydnivået bestemmes av amplituden, altså høyden til en lydbølge. Jo større vibrasjoner, desto høyere lyd.
Tonehøyde
Tonehøyden bestemmes av bølgens frekvens – hvor ofte vibrasjonene skjer i et gitt tidsrom. Lavfrekvente bølger danner lave toner, mens høyfrekvente bølger gir høye toner.
Klang
Klang handler om selve lydkvaliteten. To instrumenter kan skape den samme tonen, men lyden er svært forskjellig. Denne egenskapen bestemmes av lydbølgens form.
Akustisk resonans
En gummistrikk som spennes over en tom smørpakke, låter ikke på samme måte som stålstrenger som er spent på en gitar. Vibrasjonene som skapes ved anslag på strikken, eller strengen, føres inn i instrumentets kropp. Formen har en enorm innvirkning på hvilke toner som kommer ut. Ulike objekter vibrerer gjerne ved bestemte frekvenser, og noen frekvenser forsterkes mye mer enn andre. Dette kalles resonans.
Stemmens dynamikk
Resonansfrekvensene i et musikkinstrument er faste, med mindre instrumentet kan endre fasong. Og det er dette som gjør menneskestemmen så spesiell. Halsen, munnen og nesen opptrer som musikkinstrumentenes hulrom og forsterker vibrasjonene som skapes av stemmebåndene.
Ved å endre fasongen på munnen skapes det ulike vokallyder, og ved å åpne halsen eller synge gjennom nesen lages det helt ulike lyder. Dette skjer fordi vi endrer de resonnerende egenskapene til stemme-organene. Operasangere er eksperter på resonans og bruker den til å fylle konsertsaler med stemmen, helt uten hjelp fra en mikrofon.
1 / 2
Hvordan virker instrumentene?
Tradisjonelle, akustiske instrumenter kan deles opp i fire kategorier, som hver produserer lyd på ulike måter. Utformingen og materialene de er bygget av er med på å bestemme klang, tone og volum.
Messingblåsere
De som spiller messingblåsere, skaper lyd ved å blåse inn i et metallmunnstykke. Vibrasjonen de skaper, bestemmer tonens frekvens. Denne kan endres ved å forandre munnens form. Den endelige lyden påvirkes av selve instrumentet, og de kommer i mange ulike størrelser og fasonger: fra et enkelt rør til et komplekst nettverk med hull, ventiler og sleider. Disse endrer luftens bane gjennom rørene og forandrer tonehøyden. Jo lengre luften beveger seg, desto lavere blir tonen. Eksempler på messingblåsere: trumpet, fransk horn, trombone og tuba.
Slagverk
Disse instrumentene lager lyd når man slår på dem. I likhet med sine mer komplekse slektninger, gjør de dette gjennom vibrasjoner. I en tromme avgis vibrasjonene når det utspente skinnet slås på, og lyden forsterkes av sylinderen. En bjelle avgir lyd ved slag mot metallet, der både bjellen og luften inni den vibrerer. På xylofonen forsterkes lyden av rør som henger under stavene. Ved variasjon i instrumentenes størrelse, form og materialer skapes det ulike toner og klanger. Eksempler på slagverk: xylofon, vibrafon, marimba, klokkespill, tromme.
Strengeinstrumenter
Strengene til en fiolin, gitar eller et piano skaper ulike toner avhengig av lengde og tykkelse. Jo lengre og tykkere strengen er, desto dypere blir lyden. Lyden varierer også ut ifra hvordan strengene slås an. Når strengen plukkes, trekker den i ankerfestene, og det skapes et kraftig rykk. Når den vibrerer fram og tilbake, avtar dette, og lydkvaliteten blir straks mykere. Når en bue trekkes over en streng, vibrerer strengen kontinuerlig, og det skapes mer langvarige toner. Og med pianoets hammere slås strengene an for deretter å dempes, slik at vibrasjonene ender i en skjør lyd.
Treblåsere
I treblåseinstrumentene skapes det en luftsøyle som kan forlenges eller forkortes ved å dekke til og åpne for hullene i røret. Jo lengre søylen er, desto mer tid tar det luften å forflytte seg hele veien, og desto lavere blir tonehøyden. Det er to hovedgrupper, nemlig fløyter og munnstykkeinstrumenter. Fløyter fungerer omtrent som når man blåser på en flasketut, med en luftstrøm som skaper vibrasjon i luften inni instrumentet. Munnstykker er fleksible, og når musikeren blåser, vibrerer de og endrer luftbanen gjennom instrumentet. Eksempler på treblåsere er: fløyte, saksofon, klarinett og oboe.
Slik virker musikk
Akustikk i konsertsaler
En konsertsal har en viktig jobb å gjøre. Den skal omslutte publikum i lyden fra de mest høylytte orkestrene uten å skape ekko. Lyden fra de mest varsomme solistene må forsterkes slik at også de som sitter bakerst hører godt. Det er tre avgjørende faktorer å ta i betraktning for å sikre at publikum nyter opplevelsen: volum, utjevning og etterklang.
Volum
Volumet bestemmes av den direkte lyden fra orkesteret, men påvirkes også av refleksjon fra veggene og taket. I konsertsaler er det viktig at det ikke reflekteres for mye lyd. Ørene forventer at lyden skal komme fra orkesteret og ikke fra veggene bak deg.
Utjevning
Utjevning bidrar til at alle frekvensene kan høres. Ulike rom forsterker noen frekvenser mer enn andre, og målet er å balansere nivået et sted i midten og å dempe de kraftigste tonene for å unngå hvining fra strengeinstrumentene.
Klang
Etterklang skapes av lyd som reflekteres omkring i rommet. Overflatene reflekterer ikke alle lyder likt, og dette kan skape forvrengning om det ikke korrigeres.
Konsertsaler balanserer alle disse faktorene gjennom bruk av ulike former og materialer for å balansere lyden og rette den mot publikum. Flate og harde overflater reflekterer lyd, myke overflater absorberer den, og ruglete overflater sprer lydbølgene utover.
Hør eksempel på hvordan rommets utforming påvirker lyden i denne videoen.
Spesialdesign
Ved å kle veggene med spesialdesignede paneler kan musikken forandres og perfeksjoneres før den når ørene dine. Dette kan for eksempel være anti-ekko-paneler, som fører lyden bort fra salens kuppel, eller akustikkpaneler plassert ulike steder for å jevne ut lyden og reflektere utvalgte frekvenser innover.
1 / 5
Kilder:
Ny vitenskap 2017-3 © ORAGE FORLAG AS
