سازهای زهی:گیتار

ایوب بنوشی -  این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

دانشکده صداوسیما

 

1) مقدمه

2) تاریخچه

3) انواع گیتار

4) ساختمان و طرزکار گیتار

5) تار

6) خرک

7) چند فراسنج مهم تاروخرک

8) آمودهای لرزش یک گیتار

9) جهت وری

10) تقارن صدا

11) پرده بندی و جبران سازی

12) مرجع ها

پیوستها

پیوست1) زه کشی

 

---

 

مقدمه

گیتار سازی است از خانواده لوت ها با یک دسته پرده بندی شده بلند، صفحه صدای چوبین تخت، جداره ها، ویک صفحه پشتین تخت، و بیشتر مواقع با زوارهای بدون انحنا.

 

تاریخچه

گیتار نواده وی ولا(vihvela)ی اسپانیایی است که 12 تار داشته و واسطه سازهای سده های میانی با گیتار امروزی می باشد. (Antonio de Torres(1817-1892 ابعاد امروزی زا برای گیتار باب و زوارهای پرده ای را ابداع کرد. Francisco Terrega مضراب Apoyando را باب کرد.

 

انواع گیتار

ساختمان و طرزکار گیتار

بخش های اصلی تشکیل دهنده یک گیتار:

1) صفحه رویین

2) صفحه پشتین

3) زوارها (brace)

4) جداره (rib)

5) سوراخ صدا (Sound Hole)

6) خرک (bridge)

7) دسته (neck)

8) گوشی ها (pegs)

9) پرده ها (fret)

10) تارها (string)

قسمتهای موثر در فرکانسهای پایین                                                 قسمتهای موثر در فرکانسهای بالا

 

(http://www.phys.unsw.edu.au/music/guitaracoustics/construction.html)

 

 

 

 

 

صفحه های رویین و پشتین

صفحه رویین از چوبی سبک مانند صنوبر یا ماموت است، به ضخامت 2.5mm. صفحه پشتین از چوبی سخت مانند بلسان بنفش، ماهون، یا افراست به ضخامت 2.5mm. صفحه های پشتین و رویین هردو زوارکشی می شوند، هرچند ازآن صفحه رویین در صدای گیتار نقشی کلیدی دارد.

 

 (http://legacyweb.taylorguitars.com/guitars/features/woods/Tone)

(نمودارهای فوق بصورت تجربی برای تعدادی از انواع چوبها ی مرسوم در ساخت گیتاربدست آمده است)

 

انواع زوارکشی (bracing)

تار

گیتار دارای شش تار است.تارها یا فولادی هستند یا نایلونی. تارها در فواصل زیر کوک می شوند:

f=82 , 110 , 147 , 196 , 247 , 330 Hz     E₂ , A₂ , D₃ , G₃ , B₃ , E₄

کشش لازم برای تارها به قطر آنها بستگی دارد: 

•          
•  
• تارهای نایلونی از 50 تا 80 نیوتون
• تارهای فولادی از 100 تا 180 نیوتون

 

 

 

 

 

 

 

خرک و نیروی وارد برآن

با توجه به سامانه قبلی:

•      خرک دربسامد پایین مانند بخشی از صفحه رویین عمل می کند.
•      در بسامدهای بالا ویژگیهای مکانیکی خرک اهمیت دارد.

بررسی نیروی وارده از تار به خرک نشان می دهد که که این نیرو هم طولی و هم عرضی است و در طول لرزش به خاطر تغییر در شیب و درازای تار، تغییر می کند.

زخمه زدن در نزدیکی خرک باعث می گردد:

•      نیروی بیشتر بر آن وارد شود.
•      هماهنگهای بالا تقویت شوند.

بیناب (معادل فارسی طیف فرکانسی) نیروی عرضی وارد بر خرک به محل زخمه زدن بستگی دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چند فراسنج مهم تاروخرک

پهنای زخمه:

•     اگر پهنای زخمه W باشد، هماهنگهای از شماره n≈L/W به بعد حذف می شوند.

شل یا نرم بودن خرک:

•      به خاطر تزویج غیرخطی بین آمودها، هماهنگهای حذف شده پدیدار می شوند.

کهنگی:

•      میرایی را افزایش می دهد.

 

آمودهای لرزش گیتار

هریک از صفحه های گیتار دارای آمودهای لرزشی است. عوامل اثرگذار بر الگو و بسامد آمودهای یک صفحه:

•      اتصال یا انفصال از ساز.
•      آزاد یا مقید بودن لبه ها.
•      بود یا نبود زوارکشی.
•      رنگ و پولیش زدن.

الگوهای لرزش با روش های گوناگون اندازه گیری و ترسیم می شوند:

1- روش چلدنی (Chladni)

2- روش های نوری (Laser Interferometery)

 

آمودهای لرزش صفحه رویین

 

 

(http://www.phys.unsw.edu.au/music/guitar/patterns.html)

آمودهای لرزش یک گیتار کلاسیک با جداره ها و بدون پشت. این الگوها با الگوهای محاسبه شده برای صفحه مقید، توافق دارند.

برای اندازه گیری الگوهای صفحه صدا بدون جدا کردن از گیتار، معمولا سوراخ صدا را با جسمی سبک می بندند و پشت گیتار را در شن مهار می کنند.

الگوهای لرزش صفحه رویین یک گیتار فولک که به این روش به دست آمده اند:

آمودهای لرزش صفحه پشتی و کاواک هوا

علاوه بر صفحه صدا صفحه پشتی و هوای داخل کاواک گیتار نیز می لرزد. الگوهای لرزش صفحه پشتی با مهار صفحه رویین وبستن سوراخ صدا اندازه گیری می شوند. الگوهای لرزش کاواک هوا با مهار کل کاسه گیتار اندازه گیری می شوند.

الگوهای لرزش برای همان گیتار قبلی:

آمودهای لرزش کاسه

برای تعیین الگوی لرزشی یک ساز باید آن را در یک یا چند نقطه با یک محرک سینوسی با بسامدی برابربا تشدید مورد نظر تحریک کرد. حرکت حاصل از این روش را می توان با روش های مکانیکی (شتاب سنج)، الکتریکی (منقارک-Pickup) یا نوری (هلوگرافی) مشاهده کرد.پاسخ؛ به نقطه تحریک، نقطه برداشت، و روش نگه داشتن ساز بستگی دارد. ترکیب ساز در یکی از تشدیدهایش آمود لرزش ساز نامیده می شود، که حتما با آمودهای طبیعی یکسان نیست.

 

گیتار فولک آرام تکیه داده شده

 

براساس نوع حرکت کاسه گیتار، آمودهای آن دسته بندی می شود:

•      آمود خمشی (bending mode)
•      آمود تنفسی (breathing mode)

• ---

• در شکلهای زیر مربع قرمز رنگ ورود و خروج هوا از محفظه هوا (Air Cavity) را نشان می دهند. مودهایی که حرکت صفحه رویین و صفحه پشتی بنحوی است که باعث ورود و خروج هوا از محفظه هوا و از طریق سوراخ صدا می شوند مودهای تنفسی نامیده می شوند. در مودهای خمشی حرکت دو صفحه رویین و پشتی به گونه ای است که ورود و خروج هوا از سوراخ صدا انجام نمی شود.
•  
• مودهای فرکانس پایین
  
• 
  

مودهای فرکانس پایین متاثر از تزویج حرکتی صفحه رویین و صفحه پشتی و هوای محبوس در فضای مابین این دو است. مودهای فرکانس پایین بطور موثری در انتشار صوت از گیتار دخیل هستند.

• (Mode #1 - the "bending mode" - (59 Hz

  
  

                     

در  مود 2 حرکت صفحه رویین و صفحه پشتی، 180 درجه با همدیگر اختلاف فاز دارند. در این مود چون ورود و خروج هوا از سوراخ صدا انجام می شود، مود تنفسی است.

 

(Mode #2 - the "breathing mode" - (103 Hz

 

 

درمود 3 حرکت هوا و محفظه رویین هم فازند.

(Mode #3 (188 Hz

(Mode #4 (202 Hz

 

---

مودهای فرکانس میانی 

در فرکانسهای میانی تزویج کمتری بین صفحه رویین و صفحه پشتی و محفظه هوا وجود دارد. با اینحال مودهای فرکانس میانی نیز در انتشار صدای گیتار تاثیر زیادی دارند.

 

(Mode #5 - the second bending mode (223 Hz

 

(Mode #6 - (231 Hz

 

در مود هفتم، گره ای در عرض گیتار تشکیل خواهد شد.

(Mode #7 - the (0,1) mode (262 Hz

 

در مود هشتم، گره ای در طول گیتار تشکیل خواهد شد.

(Mode #8 - the (1,0) mode (315 Hz

 

---

مودهای فرکانس بالا

در مودهای فرکانس بالا حرکت صفحه رویین و صفحه پشتی کاملا مستقل از همدیگر است و تاثیر کمتری در انتشار صدای گیتار دارند.

 

در مود 9 در صفحه پشتی دو  خط گره در عرض گیتار تشکیل می شود. صفحه رویین حرکت کمی خواهد داشت.

(Mode #9 - the (0,2) mode - back plate (385 Hz

 

در مود 10 دو خط گره وجود دارد. یکی در عرض و دیگری بصورت طولی در هر دو صفحه رویین وپشتی تشکیل می شود.

(Mode #10 - the (1,1) mode - back plate (481 Hz

 

(Mode #11 - combination (1,2) mode on top plate and (1,3) mode on bottom plate (749 Hz

با توجه به نحوه حرکت صفحه رویین و صفحه پشتی به نظر می رسد این مود هیچگونه انتشار صوتی ندارد.

 

(شکلها از http://www.acs.psu.edu/drussell/guitars/hummingbird.html)

جهت وری ساز

ترازهای آمودهای تایید شده از گیتار با هم متفاوت هستند. تراز صدای تابیده شده به جهت هم بستگی دارد (جهت وری).

 

نمودارقطبی چند آمود تشدید گیتار

بیناب صدا و پاسخ بسامدی مکانیکی در فاصله یک متری مقابل یک گیتار فولک

تقارن صدا در کاسه گیتار

کاسه گیتار معمولا متقارن است. گاهی عدم تقارن کاسه می تواند به نتایج مطلوبی منجر شود.

 

 

 

(a) Hauser(Germany

 

(b) Ramirez(Spain

 

(c) Eban(US

 

 

 

 

 

پرده بندی و جبران سازی

• فاصله پرده ها در اعتدال برابر منطبق است بر 1/05946.
• قاعده یک هجدهم یعنی بستن هر پرده در فاصله 0.05555=1/18 تا خرک.
• اگر برای پرده بندی گیتار از قاعده "یک هجدهم" استفاده شود، اندکی بم شدگی در هر پرده ایجاد می

گردد و این بم شدگی در پرده دوازدهم به 12 سنت می رسد.برای جبران به جای 18 از 17/817 استفاده می شود، یعنی هر پرده باید در 0/05613م فاصله باقیمانده تا خرک بسته شود.

فشردن تارها بر روی پرده ها کشش را اندکی افزایش می دهد؛ در نتیجه نت های پرده ای از نتهای پنجه باز تیزتر(Sharp) می شوند. این افزایش کشش برای تارهای فولادی از تارهای نایلونی بیشتر است. برای رفع این مشکل درازای موسیقایی تار اندکی بیشتر انتخاب می گردد. این راه حل "جبران" نامیده می شود. جبران برای گیتارهای آکوستیک از 1mm~5mm است و برای گیتارهای برقی بیشتر. هرچه بین پرده و تار مانع کمتری باشد، تیز شدن نتهای پرده ای بیشتر می گردد، از اینرو جبران برای گیتارهایی که زیاد استفاده می شوند، بیشتر است.

مرجع ها

 

•  (Rossing, T., 1990. The science of sound. Addison-Wesley. (chapter 9

 

• .Fletcher N.H, and Rossing T., 1998. a The physics of musical instruments

(Springer NY. (chapter 9

 

•  http://www.phys.unsw.edu.au/music/guitar

 

 

---

پیوستها

پیوست1 : زه کشی

جهت افزایش استحکام گیتار، معمولا صفحه های آن زوارکشی می شود. نوع زوارکشی به ویژه در مورد صفحه صدا بر آمودهای لرزش آن و درنتیجه برصدای گیتار اثر دارد.

انواع زوارکشی صفحه صدا:

   

 

 

 

•      زوارکشی پره ای سنتی (fan bracing)
•      زوارکشی فرانسوی (Bouchet)
•      زوارکشی اسپانیایی (Ramirez)
•      زوارکشی ضربدری (crossed)