Исследовательская работа :"Почему и как поет моя скрипка"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НИКОЛЬСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

Тема работы:

«Почему и как поёт моя скрипка?»

                                                             Выполнила: ученица 1 «Б» класса

                                                             МОУ «Никольская СОШ» Горчева Мария

                                                             Руководитель: учитель МОУ                                                                           «Никольская СОШ» Ткаченко Н.В.

с. Никольское Белгородского района

Белгородской области

2015г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ        3

ЦЕЛИ:        3

ЗАДАЧИ:        3

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ        3

Возникновение скрипки        3

Природа звука        4

Основные характеристики звука:        4

Способы извлечения звука из скрипки        5

Как возникают колебания струны?        6

устройство скрипки        7

ВЫВОДЫ        8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        9

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:        9

Введение

Я учусь в музыкальной школе по классу скрипки. Мне очень нравится. Я играю в ансамбле скрипачей ДШИ. Мне очень стало интересно, почему и как поёт моя скрипка. Мне кажется, что знание физики скрипки поможет добиться гармонии физики и музыки.

Цели:

1. Узнать историю возникновения скрипки;
2. уточнить, как устроена моя скрипка;
3. выяснить, как возникает звук при игре на скрипке;
4. узнать о величинах, характеризующих звук;

Задачи:

1. изучить литературу о звуковых явлениях;
2. поставить опыты, с помощью которых выясняются природа звука;
3. найти в Интернете и литературе информацию о возникновении скрипки и лучших скрипичных мастерах и исполнителях;

Гипотеза:

Возникновение скрипки

Когда я только начала заниматься скрипкой мне сразу стало интересно: Кто же ее придумал? И мы с мамой стали искать информацию во Всемирной Паутине. Мы узнали,  что споры о том, когда и где появился этот легендарный музыкальный инструмент, не стихают и по сей день. Некоторые историки предполагают, что смычок появился в Индии. Другие ученые утверждают, что родоначальниками скрипки были арабский ребаб, испанская фи́дель, британская кротта. Именно эти инструменты стали прародителями двух главных смычковых – виолы и скрипки. Виола появилась раньше, она была разных размеров, играли на ней стоя, держа на коленях, а позже – на плечах. Такой вид игры на виоле и привел к появлению скрипки. Точная дата рождения скрипки неизвестна, но приблизительно — это конец пятнадцатого — начало шестнадцатого веков. Самые первые скрипки делали те же мастера, что производили лютни и виолы, а потом появились и скрипичные мастера. Сначала в Брешии, а потом и в Кремоне появились школы скрипичных мастеров. Кроме звучания, кремонцы уточнили конструкцию скрипки, а формулу довели до поразительного изящества. Кремонцы наиболее полно воплотили идею скрипки: звучание этого инструмента должно было стать моделью человеческого голоса.

Природа звука

Так как же появляется звук? Оказывается, звук возникает в результате колебаний.

Колебания – вид движения, при котором тело поочерёдно смещается то в одну, то в другую сторону.

Струна колеблется так быстро, что разглядеть что-либо невозможно. Для того, чтобы выяснить, как возникает звук, я взяла длинную линейку и укрепила рукой на столе.Отвела линейку в сторону и отпустила. Линейка колеблется и не звучит (рис.1)

Уменьшая длину выступающего конца линейки, я добилась, чтобы линейка зазвучала.

Основные характеристики звука:

Звуки бывают разные. Они различаются между собой по:

• громкости;
• высоте;
• тембру.

Громкость звука зависит от ширины (амплитуды) колебаний. Чем больше ширина  (амплитуда) колебаний, тем громче звук. Чтобы получить более громкий звук скрипки, надо сильнее давить смычком на струну. Высота звука определяется частотой колебаний. Чем больше колебаний совершает звучащее тело в единицу времени, тем выше звук. Моя скрипка имеет 4 струны, каждая струна имеет разную толщину и массу, поэтому частота колебаний каждой струны разная. Более тонкие струны колеблются с более высокой частотой, их звук более высокий. Оказывается, чем короче струна, тем выше звук! Поэтому мы скрипачи прижимаем струнки пальцами для изменения высоты звука. Так на струне «РЕ» если прижать 4м пальцем – получим ноту «ЛЯ».

 Звук бывает чистым, музыкальным. Такой звук издаёт камертон. Так называется прибор, состоящий из изогнутого стержня, закреплённого на металлической ножке.

Частота звука камертона зависит от его формы, размеров. Чем больше частота колебаний камертона, тем выше звук.

Чем сильнее стукнуть по камертону, тем больше отклоняются от положения равновесия ножки камертона и тем громче звук. Камертон  издаёт чистый звук определённой частоты. Данный камертон имеет частоту ноты «ЛЯ». Его применяют для настройки моей скрипки.

У моей скрипки множество оттенков звука - он может быть тёплым и холодным, жестким и мягким, легким и тяжелым, матовым и блестящим ... Моя скрипка поёт и радуется, смеётся и печалится.

Объясняется это тем, что скрипка издаёт не только чистые музыкальные звуки.

Как и положено, скрипичная струна излучает не только основной свой тон, но и целый набор обертонов, то есть, призвуков. А поскольку смычок не только тянет струну, но и немного ее перекручивает, то она колеблется сразу в нескольких плоскостях. Добавьте сюда еще и то, что колеблется она не свободно, как у гитары, ее колебания постоянно искажаются трением о канифоль, да еще отнюдь не в середине ее длины. В результате все эти обертоны совершают вращение, причем, все с разными скоростями и в разных направлениях. Еще одна тонкость: если у гитары струна всегда ограничена на концах жесткими металлическими порожками, то скрипичная струна опирается на хлипкую деревянную подставочку, которая свободно колеблется во все стороны (хоть это и не видно глазом) и передает колебания другим струнам, заставляя их привносить в картину свои призвуки. А другой конец струны ограничен мягкой подушечкой пальца, которая приглушает самые резкие и высокие обертоны и придает звуку теплоту и человечность. Картина от звучания всего лишь одной струны получается не менее запутанной, чем от бормотания целой толпы людей! На слух это воспринимается, как плавное бесконечное изменение тембра, звук как бы переливается и ластится к Вам с разных сторон.

 Тембр – особенность звука, благодаря которой человек может различать даже звуки одинаковой силы и высоты, но произведенными разными инструментами, например скрипки и пианино. По тембру мы легко узнаем голоса знакомых людей.

Способы извлечения звука из скрипки

Звук можно извлекать 3 способами:

• Скольжение смычка по струнам
• Удар смычком по струнам
• (касание кончиком пальца струны)
• Щипок струны пальцем правой руки (пиццикатто)

Для увеличения громкости при игре на скрипке я сильнее прижимаю смычок к струне, для изменения высоты зажимаю струну пальцем, изменяя её длину.

Как возникают колебания струны?

Как Вы знаете, по струне ведется смычок. Последний представляет собой пучок натянутого конского волоса - то есть, волоса грубого, шершавого и жесткого. Волоски которого натянуты таким образом, что чешуйки расположены в одну и другую сторону. Волос  располагается таким образом, что чешуйки конского хвоста цепляли струну противоположных направлениях.

Кроме того, перед исполнением этот пучок натирается сосновой смолой - канифолью.  Если теперь смычок положить на упругую струну, он немедленно к ней прилипнет. А когда Вы потянете его вперед, струна станет натягиваться, пытаясь следовать за ним. В какой-то момент ее упругость пересиливает клейкость канифоли, струна "срывается" с этой точки смычка и совершает практически свободное движение в обратную сторону. Пока струна проскальзывает, канифоль ей почти не препятствует, скользит. Но как только струна попытается двинуться снова попутно со смычком, она снова прилипает к нему. В итоге получается равномерное движение в одну сторону и синусоидальное - в другую.

Звучание струны без корпуса (звукового короба)  быстро затухает. Корпус скрипки и воздух  в корпусе отзываются на звучание струны. Корпус колеблется, причём отзывается не только на одну какую-то частоту, а на многие частоты благодаря сложной форме корпуса скрипки. Звучание скрипки зависит не только от толщины, длины, натяжения и состояния струны,  но также от формы и материала корпуса.

Устройство скрипки

 Корпус скрипки отзывается на колебания струны.

В отличие  от фортепиано скрипач может изменять тембр звука, меняя характер движения смычка. На тембр звука влияет и помещение, в котором звучит скрипка. Звук
скрипки, отражаясь  от окружающих  стен и предметов, воспринимается ухом человека.

Струны поддерживаются подставкой, которая не только ограничивает длину вибрирующей части струны, но и исполняет роль механического преобразователя. Подставка преобразует поперечные колебания струн в разнообразные типы колебаний звукового короба и играет ключевую роль в формировании звука инструмента.

Верхняя дека скрипки вырезается из мелкослойной ели, для нижней деки и обечаек обычно используется клен. На верхней деке вырезаны два изящных эфа. Эфы усиливают звук за счёт резонанса при возвратно-поступательном движении воздуха через низ. Сила колебаний струн, возбужденных смычком, приводит в колебание подставку, которая в свою очередь вызывает усиленные колебания дна верхней деки. Благодаря этому уровень звукового излучения скрипки увеличивается, и ее звук становится намного более сильным.

Колебания корпуса вызывают колебания частиц воздуха – возникает звуковая волна. Волна достигает уха человека, и мы слышим чарующие звуки скрипки.

Такими они стали потому, что в течение многих веков скрипичные мастера подбирали такую форму скрипок, чтобы звук их был волшебным. Изгибы её корпуса, форма эф, дек, высота подставки – всё влияет на звучание. Но чтобы скрипка пела, её должны изготовить Мастер.  Нужно очень долго учиться играть на этом инструменте, чтобы найти  гармонию физики скрипки и её звучания. Такую гармонию нашли скрипичные мастера Страдивари и Гварнери.

Скрипки делали во многих странах мира, но лучшие скрипичные мастера жили в Италии, в городе Кремоне. Скрипки, сделанные мастерами XVI - XVIII веков Амати, Гварнери и Страдивари, до сих пор считаются непревзойденными. Свято хранили итальянцы секреты своего мастерства. Они умели делать звук скрипок особенно певучим и нежным, похожим на человеческий голос.

Учёные неоднократно пытались выяснить причину неповторимого звучания их скрипок.

Одним из лучших скрипачей был Паганини. Его обвиняли в колдовстве, потому что не верилось, что обыкновенный человек без волшебной силы мог так виртуозно играть на скрипке.

Выдающимися мастерами игры на скрипке были Давид Ойстрах и Святослав Ростропович. Среди современных скрипачей наиболее известна Ванесса Мэй.

Выводы

• Причиной звучания скрипки являются колебания струн;
• При игре на скрипке происходит множество физических явлений – трение, равномерное и равноускоренное движение, колебания, звук, волновые явления, резонанс и др.
• На колебания струн отзывается корпус, который обладает многочисленными резонансами;
• Звук скрипки сложный, состоит из основного тона и обертонов;
• Красота звучания скрипки обеспечивается геометрией корпуса, подставкой, душкой, эфами;
• Красота звучания скрипки зависит от физики корпуса и мастерства владения смычком.

Заключение

В своей практической работе я взглянула на скрипку с точки зрения науки. Я узнала о том, что звучание скрипки зависит не только от строения и свойств корпуса, но и умения скрипача понимать и использовать физические свойства скрипки. Я надеюсь, что игра на скрипке станет моей будущей профессией, а полученные знания помогут лучше понимать мою скрипку.

Источники информации:

• Пёрышкин А.В. Физика. 9 кл. Учебник. – М.: Дрофа, 2002
• Энциклопедический словарь юного физика/ Сост. В.А.. – М.: Педагогика, 1984
• http://www.soue.ru/article.php?i=4&limit=0
• http://img-fotki.yandex.ru/get/15/min-net05.60/0_aeef_5faaf5d5_XL
• http://www.gmstrings.ru/russian/articles/Wolfe_StingsHarmonics.htm
• http://www.muzmarket.ru/020.html
• http://sputnik.master-telecom.ru/Seans/Kvant/1975/10/pochemu_zvuchit_skripka.htm
• http://www.egomel.com/photo/albums/pic/raznoe/114.jpg
• http://roprimaria.com/displayimage.php?album=lastupby&cat=0&pos=30&uid=2
• http://www.liveinternet.ru/users/alexandr_kireev/blog/