שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
מהי תופעת דופלר?
תופעת דופלר או אפקט דוֹפְּלֶר היא תופעה של שינוי התדירות הנצפית או הנשמעת של גל, בשל תנועה יחסית בין מקורו לצופה או לשומע. מדובר בגובה הצליל ולא בעוצמה שלו. גובהו של צליל משתנה בהתאם למרחק, בלי קשר לעוצמתו.
הדוגמה המוכרת של אפקט דופלר היא כשמכונית מתקרבת הצליל שנשמע לאוזנינו גבוה מהצליל האמיתי שהיא מפיקה בנסיעתה וכאשר המכונית מתרחקת - הוא נשמע נמוך מהצליל האמיתי שלה. רק כשהיא ממש לידנו, אנו שומעים את גובה הצליל האמיתי שלה.
אגב, אפקט דופלר נכון גם לאור. האור של כוכבים שמתרחקים מאיתנו הופך להיות אינפרה אדום. קראו על כך באאוריקה בתגית "פרדוקס אולברס".
הנה הסבר על אפקט דופלר (עברית):
https://youtu.be/1zybyButfjY
תופעת דופלר כפי שהיא נשמעת בכלי רכב שעוברים לידנו:
http://youtu.be/yWIMWqkcRDU
דוגמאות לאפקט דופלר כפי שהוא מודגם לחיילים לגבי מטוסים:
http://youtu.be/eo_owZ2UK7E
וכך סייע אפקט דופלר לחזק את תיאוריית המפץ הגדול (מתורגם):
http://youtu.be/rIVkvrEiVm0
מהם הקול והצליל?
כשנוצר קול, רעש וכדומה, הוא יוצר גלים באוויר. אלו הם גלי-קול (Sound wave). זה קורה ממש כפי שזריקת אבן למים, תיצור אדוות עגולות שיצאו ממנה ויתרחקו לכל הצדדים. כל צליל שאנו שומעים, מגיע אלינו באמצעות אותם גלי קול שבאוויר.
כשמקור הצלילים הוא בכלי הנגינה, משתנה התדירות של גלי הקול, עם כל צליל וצליל. לכל צליל כזה יש גובה מוגדר (דו, רה, מי וכדומה). הסיבה היא שכל שינוי באורך מיתר או בגודל הכלי, או בעמוד האוויר שהוא יוצר בנקבים שונים בחליל למשל, כל שינוי כזה מייצר גל קול בתדירות שונה. צליל גבוה ייצור גלי קול קטנים שיעברו במהירות באוויר, בעוד שצליל נמוך יוצר גל קול גדול באוויר, שבגלל גודלו הוא נע לאט.
הקולות יוצרים סוג של גל שיכול להתפשט לא רק באוויר, אלא בכל חומר. קולות מתפשטים בגזים כמו האוויר, בנוזלים, כמו בתוך מי הים ובמוצקים, כמו שקורה כשאנו שומעים קולות או רעש דרך הקירות.
מבחינה מדעית, הקול או הצליל הוא בעצם שינוי בלחץ בחומר. אלו מעין הפרעות שמתפשטות דרכו.
הנה הדגמה באמצעות קפיץ לתנועת הקול באוויר:
http://youtu.be/_vYYqRVi8vY
תדירויות צליל שמטריפות אותנו, ביחד עם עוד כמה דברים (עברית):
https://youtu.be/CHx6K6V8U4E
והסבר תופעת הקול בעזרת רישומים (עברית):
http://youtu.be/DV91S3beAHI
מהי צורת גל?
האם ידעתם שבכל פעם שאתם מנגנים צליל מוסיקלי אתם מנגנים למעשה אוסף של צלילים ביחד איתו? - למרבית גלי הקול שנוצרים בטבע יש צליל יסוד, או תדר יסוד, וביחד איתו שומעים סדרת של צלילים גבוהים יותר. אלו מכונים אוברטונים (Overtones) או הרמוניות (Harmonics). ברוב כלי הנגינה, האוברטונים מבוססים על כפולות שלמות, מכפלות במספרים שלמים, של תדירות היסוד, כלומר התדר של צליל היסוד. מרבית כלי הנגינה האקוסטיים (שאינם אלקטרוניים) מפיקים רק צליל בתדר יסוד, כמו שקורה בחליל, או כזה שמורכב מתדר יסוד בצירוף האוברטונים, ההרמוניות, כמו בכל הכלים האחרים.
צורת גל (Waveform) היא התיאור של הצליל. היא מתארת את הצליל והיא גם ההבדל באיך שהוא נשמע. בצליל של החליל מתארת צורת הגל רק צליל יסוד ולכן צורתו צורת גל סינוס והצליל הוא פשוט. אבל בכלים אחרים יש צליל מורכב. צליל מורכב הוא צירוף של "הרמוניות", צלילים עיליים הנשמעים ביחד עם צליל היסוד. כשמסתכלים על צורת הגל של צליל מורכב, אנו רואים צורת גל מורכבת הרבה יותר וגם שומעים צליל עם גוון שונה מהצליל של גל סינוס "חלילי".
הרי לכל צליל בנפרד - הן הצליל היסודי וכל אחת מההרמוניות, יש צורת סינוס. אבל לצליל המורכב מכולם יש צורת גל שהיא סכום צורות הגל, השונות זו מזו. כלומר, הגל יקבל צורה מורכבת, תוצאת צירוף כלל התדרים - מתדר היסוד ועד התדרים הגבוהים של הצלילים העיליים.
תדר היסוד הוא ההרמוניה הראשונה. תדירות ההרמוניה השנייה היא מכפלה בשניים של תדר היסוד, ההרמוניה השלישית היא מכפלת תדר היסוד בשלוש וכך הלאה. דוגמא? - לגל בעל תדר יסוד של 1 קילוהרץ, יהיה התדר של ההרמוניה השנייה 2 קילוהרץ, תדירות ההרמוניה השלישית תהיה כפול 3 קילוהרץ וכך הלאה.
כך נוצרת ממספר גלי סינוס, של מספר תדירויות שונות, צורת גל אחת, המורכבת מצירוף התדרים של מספר הגלים המקוריים - כל אחד על פי תדירותו ועוצמתו היחסית. צורת גל מורכבת כזו נקראת גם הגל השקול, או הגל הנוצר מחיבור הגלים. כך יוצא שבנוסף לצורת הגל הפשוטה, שהיא צורת גל סינוס.
צורות הגל השכיחות הנוספות הן:
גל שן מסור
גל מרובע
גל משולש - כולן חיבור מחזורי של מספר גלי סינוס בעלי תדירויות שונות.
הנה הסבר של צורת-גל:
https://youtu.be/YsZKvLnf7wU
גל סינוס שתדירותו הולכת ועולה והגובה המוסיקלי שלו עולה גם הוא:
https://youtu.be/qNf9nzvnd1k
בסינטסייזר ממש קל לשנות את צורת הגל:
https://youtu.be/-ZHw7r2a1K4
והנה סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:
https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
מה עושה אקולייזר?
אקולייזר (Equalizer), EQ או איקוולייזר, הוא מכשיר שמטרתו היא השגת סאונד מיטבי, כלומר צליל יפה שהמאזינים למוסיקה, או הצופים בסרט, ייהנו ממנו.
באמצעות ה-EQ מעצבים את הצליל הכללי והפרטני, על ידי חיזוק והחלשה של תדרים שונים בצליל.
האקולייזר משפיע על הצליל בכך שהוא משנה את עוצמת תדרי הצליל השונים ובכך מעניק לו אופי, הופך אותו פחות שטוח ויותר ייחודי. סוג של "לצבוע" את הסאונד ולתת לו אופי משלו.
התדירויות השונות שבהן מטפל האיקולייזר מיוצגות על ידי הכפתורים של הסליידרים השונים שלו. הכפתורים השמאליים, למשל, הם תדירויות הבאסים, הצלילים הנמוכים. הימניים מהכפתורים הם של תדירויות צלילי ה"טרבל" (Treble) הגבוהים, והאמצעים הם תדירויות ה-Mid וכך הלאה.
באמצעות שינוי העוצמות של התדירויות השונות אפשר להדגיש צבעים מסוימים בסאונד ולהחליש אחרים. כך בעצם אפשר "לחמם" ו"לקרר" את הסאונד.
ה-EQ מעניק לצליל גוונים כמו גוון יותר מתכתי, או חד ומבריק, יותר עמום ורגוע וכו'. כך ניתן לשנות, לבנות ולהעניק מעין אופי או הרמוניה לצליל.
איקולייזרים ניתן למצוא במגוון מכשירים אלקטרוניים, מהאיקולייזר במערכות סטריאו, מגברים, אפקטים לכלי נגינה ואולפני הקלטה ועד ל-EQ שבתוכנות מחשב ובאפליקציות של סמארטפונים.
האיקולייזר המקורי היה EQ אנלוגי שהיה מעולה בנתינת צבעים והוספת אופי או חום למוסיקה. ה-EQ הדיגיטלי והחדשני יותר פחות טוב ב"חימום" והענקת צבע ומצטיין יותר בניקוי פגמים ובדיוק של הצליל בשלב המיקס.
הנה האיקוולייזר:
http://youtu.be/GXIkWiB09rw
הדגמה של שינויים באקולווייזר וההשפעה שלה על הצליל ששומעים:
https://youtu.be/pgSzSKaxL1g?t=29s
הסבר על תדרי הצליל (עברית):
https://youtu.be/6VRC8YDcqes
וכך עובדים איתו ו"צובעים" את הסאונד:
https://youtu.be/Idhal0rRJj8
מהו רעש לבן?
ידוע שצלילים אקראיים, צלילים של רגע, כמו נביחות, ילדים צועקים, מכוניות וכדומה, מפריעים את השינה מאד ומפחיתים את האיכות שלה. אנשים שישנים בסביבה רעשנית אינם ישנים שינה רצופה וממלאת באנרגיה מספקת.
הסתבר במחקרים רבים שרעש לבן, רעש רציף ומלא, מסייע לאנשים בסביבה רועשת. הוא תורם לשינה טובה, לריכוז טוב יותר בלימודים או בעבודה ולמיסוך אקוסטי כללי, כשהרעש שמסביב מפריע. זו גם הסיבה שתינוקות ישנים מצוין כשהמאוורר פועל לידם ומייצר מעין רעש לבן.
בעבר היה צורך לקנות מכשיר להשמעת רעש לבן. עם הזמן יצאו דיסקים עם רעש לבן. כיום יש תוכנות, סרטוני וידאו ואתרי אינטרנט שמאפשרים להשמיע רעש לבן ללא תשלום.
הנה סרטון שממחיש כיצד רעש לבן משפיע על רעשים:
http://youtu.be/FZR4F9oIPts
מכשיר להשמעת רעש לבן:
http://youtu.be/0YAL5l0enMc
הסבר הרעש הלבן ויכולת מיסוך הצלילים שלו:
http://youtu.be/EY5OQ2iVA50
והנה רעש לבן שנמשך 10 שעות. נסו אותו בפעם הבאה שתרצו לישון או להתרכז כשרועש בבית:
https://youtu.be/bNqERBWaJeM
מה בסולם פיתגורס קושר מתמטיקה למוסיקה?
סולם פיתגורס (Pythagorean scale) הוא סולם מוסיקלי, שורה של צלילים ערבים לאוזן, שאם מודדים את התדירויות שלהם, מסתבר שיש ביניהם יחס מתמטי פשוט, כזה שיש בין מספרים שלמים, כמו בין 1 ל-2, 2 ל-3 וכך הלאה.
הראשון שעמד על הקשר הזה ומשום כך הסולם גם נושא את שמו, היה המדען היווני פיתגורס. המדען החכם הזה, מי שגרס אז ש"הכל מִסְפרים", היה מי שזיהה, כבר במאה ה-6 לפני הספירה, את הקשר המתמטי שבין גבהי הצלילים המוסיקליים לתדירות שלהם. באופן מסוים הוא היה הראשון שעסק באופן מדעי באקוסטיקה, הפיזיקה של הצליל.
אבל מה הקשר שמתקיים בין מתמטיקה למוסיקה? - פיתגורס הראה שלמתמטיקה תפקיד משמעותי באופן שבו המוזיקה נשמעת: כאשר יחסי התדירויות שני צלילים הם כיחס פשוט שבין שני מספרים שלמים, אז מתקבלים צירופי צלילים הרמוניים, כלומר נעימים לאוזן.
#איך פיתגורס גילה את זה?
הרי לפיתגורס לא היו מכשירים למדידת תדירויות, אז איך הוא חישב את היחס המספרי בין צלילים?
מה ששימש אותו הייתה תיבת עץ, שעליה הוא מתח כמה מיתרים באורך זהה. כשחילק למשל מיתר אחד לחצי ופרט עליו, פיתגורס הבחין שהצליל שמתקבל מנגינה בו הוא בגובה של אוקטבה מעל זה של המיתר הסמוך והלא חצוי. זה היה יחס של 1:2 וזה היחס המדויק של מרווח האוקטבה.
מיתר חצוי בדיוק באמצע, הוא רשם לעצמו, יפיק את אותו הטון, אבל באוקטבה גבוהה יותר. מיתר באורך כפול יפיק את אותו הטון באוקטבה למטה.
פריטה על שני המיתרים, החצוי והלא חצוי ביחד, משמיעה אם כן את האוקטבה, מרווח בעל צליל צלול וזך. ואכן, המרווח הזה הוא אחד מהמרווחים שנקראים עד היום "מרווחים זכים".
כמובן שפיתגורס לא יצר כאן. הוא חישב את היחסים המתמטיים בחציית המיתר לשליש, לרבע וכן הלאה. בין הצלילים במרווחים שונים וגילה שהמרווחים הזכים הם הפשוטים ביותר: יחס של 1:2 לאוקטבה, 3:4 בקוורטה, 3:2 למרווח הקווינטה וכך הלאה. בחלוקות אחרות גילה מרווחים נוספים. "הכל מספרים!" - הוא אמר לעצמו ודאי בסיפוק.
ניתן לבדוק ולמצוא את הקשרים המתמטיים שבין צלילי סולמות המז'ור והמינור הנפוצים במוסיקה המערבית של ימינו ולראות שגם בה המרווחים הערבים לאוזנינו הם אלו שביניהם יחס התדירויות הוא כזה.
הנה הגאונות של פיתגורס והסולם הפיתגוראי:
https://youtu.be/ZWzwb4BumIk
סיפורו של סולם פיתגורס (מתורגם):
https://youtu.be/FPREFrLYNB0
הפיזיקה של הצליל ותדירות גלי הקול המשתנה בגבהי צלילים שונים:
https://youtu.be/gbP6h0dtcQw
הסבר:
https://youtu.be/buZOs-czOUg
סרטון מעמיק על הקשר שמצא בין המוסיקה למתמטיקה:
https://youtu.be/4-idkubp_Lw?long=yes
ואיך גילה את התגלית האקוסטית המרשימה שלו:
https://youtu.be/EdYzqLgMmgk?long=yes
מהו גוון צליל ומהם הצלילים העיליים?
גוון הצליל (Timbre) של כלי נגינה נוצר על ידי הצלילים היסודיים שלו, המכונים "הרמוניות", צלילים עיליים או "עיליות" - אלו צלילים הנוספים לצליל היסוד, תדר היסוד ונשמעים תמיד איתו.
הצלילים העיליים, בלועזית "אוברטונים" (Overtones), נוצרים בכל הפקה של צליל בגובה מוגדר (דו, רה וכדומה). לכל צליל עילי יש עוצמה אחרת. כשאנו שומעים צליל של קלרינט, אנו שומעים למעשה את התדר היסודי שלו, גובהו המדויק, בצירוף צליליו העיליים - כל אחד בעוצמה אחרת. אם נאזין לאותו צליל שאותו ינגן הסקסופון - יהיו גם הצליל היסודי וגם הצלילים העיליים זהים לחלוטין לאלו של הקלרינט ששמענו קודם, אבל לכל אחד מהצלילים העיליים תהיה עוצמה אחרת מאשר לאחרים!
למה זה חשוב שיחסי העוצמות של הצלילים העיליים שונות? - מכיוון שהרכב העוצמות של הצלילים העיליים משתנה מכלי לכלי. יחסי העוצמות של האוברטונים הם יחודיים לכל כלי נגינה והם "תעודת הזהות" הצלילית שלו, גוון הצליל היחודי שלו.
למה בעצם יש שוני ביחסי העוצמות של העיליות בין כלים שונים? - הסיבה היא שכל כלי עשוי מחומר אחר, בצורת עיבוד אחרת, מבנה הכלי הוא שונה וכדומה. לכל אלו יש השפעה משתנה על הרטט של הכלי, שהוא הגורם ליצירת גלי הקול באוויר.
גוון הצליל, אם כן, משתנה על פי יחסי העוצמות השונים של הצלילים העיליים בכל כלי וכלי. כך אנו מזהים ומבדילים בין צליליהם של הקלרינט, הסקסופון ושאר הכלים - גם מבלי לראותם מנגנים, רק על פי האוזן.
הנה הסבר של גוון הצליל:
https://youtu.be/144QVYv__S4
הסבר מפורט של גוון צליל בכלי נגינה:
https://youtu.be/5tGEDgkZlC8
הצד הפיזיקלי אקוסטי של הצליל:
https://youtu.be/5s5c08t_bBw
האוברטונים, אחד אחרי השני:
https://youtu.be/ngTSFvdU8MQ
ספקטוגרמה יכולה להראות את הבדלי הצלילים העיליים בין הכלים השונים:
https://youtu.be/P9Kozlt0tTg
סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:
https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
והכל בנוי מאוברטונים בצורת גל סינוס:
https://youtu.be/YsZKvLnf7wU?long=yes
מהי מעטפת הצליל?
ביחד עם ההרמוניות שלו, האוברטונים, צליליו העיליים של כל כלי נגינה, מעטפת הצליל (Sound Envelope) היא גורם נוסף שמאפשר לנו להבדיל בין כלי הנגינה השונים.
מעטפת הצליל היא תיאור של שינויי העוצמה של הצליל, מרגע שהוא נוצר בכלי הנגינה ועד שהוא דועך. היא ניתנת לתיאור גרפי, בארבעה שלבים. מעטפת הצליל מתוארת בדרך כלל בראשי תיבות: ADSR. נמדדים בהם המשך, העוצמה וההשתנות של העוצמה לאורך הזמן, מה שנקרא מודולציה.
אלו 4 השלבים של היווצרות הצליל:
התקפה (Attack) - הרגע בו מופק הצליל ומגיע לעוצמתו המרבית. בכלי פריטה או נקישה הוא חזק מאד.
דעיכה (Decay) - השלב בו הצליל נוחת מעוצמתו המרבית.
דינמיקה פנימית (Sustain) - כיצד הצליל נשאר כשהתו נמשך (אצבע נשארת על הקליד, מיתר ממשיך להשמיע צליל).
שחרור (Release) - הזמן בו הצליל נמוג, כשמשחררים אותו (מרימים אצבע מהקליד, עוזבים מיתר בגיטרה וכו').
הנה הסבר של המעטפת של הצליל:
https://youtu.be/Q-ot9AaJx-Y
בסינטסייזר אפשר להשתעשע ביצירת מעטפות צליל כאלה:
https://youtu.be/A6pp6OMU5r8
תחום תדירות השמע האנושי הוא בין 20Hz ל-20kHz. בדקו מה תחום השמע שלכם:
https://youtu.be/qNf9nzvnd1k
למה הקול שלנו מהדהד בהרים ובמערות?
כשאנו צועקים למול ההרים הגבוהים, קירות ההרים מחזירים את הקול אלינו. לכן אנחנו שומעים אותו שוב, כאילו הוא צועק אלינו מרחוק. אם למולם יש גם קירות - הקול יחזור שוב ושוב, מה שנקרא ״הדהוד״.
גם כשאנו צועקים לתוך מנהרה, הקול שלנו יהדהד. זה קורה משום שהקירות מחזירים שוב ושוב את הקולות, עד שהם נחלשים. כל קיר מחזיר את הקול לקיר שממולו וכך חוזר הקול שוב ושוב, עד שהוא נחלש ונגמר.
הנה הד בהרי הרוקי בארה"ב:
http://youtu.be/VKedFEs38lM
הנה הדהוד של מנהרה:
http://youtu.be/XSkZAvGWsmM
ועוד מנהרה מהדהדת:
http://youtu.be/U_y48Vmz5J4
תופעת דופלר או אפקט דוֹפְּלֶר היא תופעה של שינוי התדירות הנצפית או הנשמעת של גל, בשל תנועה יחסית בין מקורו לצופה או לשומע. מדובר בגובה הצליל ולא בעוצמה שלו. גובהו של צליל משתנה בהתאם למרחק, בלי קשר לעוצמתו.
הדוגמה המוכרת של אפקט דופלר היא כשמכונית מתקרבת הצליל שנשמע לאוזנינו גבוה מהצליל האמיתי שהיא מפיקה בנסיעתה וכאשר המכונית מתרחקת - הוא נשמע נמוך מהצליל האמיתי שלה. רק כשהיא ממש לידנו, אנו שומעים את גובה הצליל האמיתי שלה.
אגב, אפקט דופלר נכון גם לאור. האור של כוכבים שמתרחקים מאיתנו הופך להיות אינפרה אדום. קראו על כך באאוריקה בתגית "פרדוקס אולברס".
הנה הסבר על אפקט דופלר (עברית):
https://youtu.be/1zybyButfjY
תופעת דופלר כפי שהיא נשמעת בכלי רכב שעוברים לידנו:
http://youtu.be/yWIMWqkcRDU
דוגמאות לאפקט דופלר כפי שהוא מודגם לחיילים לגבי מטוסים:
http://youtu.be/eo_owZ2UK7E
וכך סייע אפקט דופלר לחזק את תיאוריית המפץ הגדול (מתורגם):
http://youtu.be/rIVkvrEiVm0
כשנוצר קול, רעש וכדומה, הוא יוצר גלים באוויר. אלו הם גלי-קול (Sound wave). זה קורה ממש כפי שזריקת אבן למים, תיצור אדוות עגולות שיצאו ממנה ויתרחקו לכל הצדדים. כל צליל שאנו שומעים, מגיע אלינו באמצעות אותם גלי קול שבאוויר.
כשמקור הצלילים הוא בכלי הנגינה, משתנה התדירות של גלי הקול, עם כל צליל וצליל. לכל צליל כזה יש גובה מוגדר (דו, רה, מי וכדומה). הסיבה היא שכל שינוי באורך מיתר או בגודל הכלי, או בעמוד האוויר שהוא יוצר בנקבים שונים בחליל למשל, כל שינוי כזה מייצר גל קול בתדירות שונה. צליל גבוה ייצור גלי קול קטנים שיעברו במהירות באוויר, בעוד שצליל נמוך יוצר גל קול גדול באוויר, שבגלל גודלו הוא נע לאט.
הקולות יוצרים סוג של גל שיכול להתפשט לא רק באוויר, אלא בכל חומר. קולות מתפשטים בגזים כמו האוויר, בנוזלים, כמו בתוך מי הים ובמוצקים, כמו שקורה כשאנו שומעים קולות או רעש דרך הקירות.
מבחינה מדעית, הקול או הצליל הוא בעצם שינוי בלחץ בחומר. אלו מעין הפרעות שמתפשטות דרכו.
הנה הדגמה באמצעות קפיץ לתנועת הקול באוויר:
http://youtu.be/_vYYqRVi8vY
תדירויות צליל שמטריפות אותנו, ביחד עם עוד כמה דברים (עברית):
https://youtu.be/CHx6K6V8U4E
והסבר תופעת הקול בעזרת רישומים (עברית):
http://youtu.be/DV91S3beAHI
האם ידעתם שבכל פעם שאתם מנגנים צליל מוסיקלי אתם מנגנים למעשה אוסף של צלילים ביחד איתו? - למרבית גלי הקול שנוצרים בטבע יש צליל יסוד, או תדר יסוד, וביחד איתו שומעים סדרת של צלילים גבוהים יותר. אלו מכונים אוברטונים (Overtones) או הרמוניות (Harmonics). ברוב כלי הנגינה, האוברטונים מבוססים על כפולות שלמות, מכפלות במספרים שלמים, של תדירות היסוד, כלומר התדר של צליל היסוד. מרבית כלי הנגינה האקוסטיים (שאינם אלקטרוניים) מפיקים רק צליל בתדר יסוד, כמו שקורה בחליל, או כזה שמורכב מתדר יסוד בצירוף האוברטונים, ההרמוניות, כמו בכל הכלים האחרים.
צורת גל (Waveform) היא התיאור של הצליל. היא מתארת את הצליל והיא גם ההבדל באיך שהוא נשמע. בצליל של החליל מתארת צורת הגל רק צליל יסוד ולכן צורתו צורת גל סינוס והצליל הוא פשוט. אבל בכלים אחרים יש צליל מורכב. צליל מורכב הוא צירוף של "הרמוניות", צלילים עיליים הנשמעים ביחד עם צליל היסוד. כשמסתכלים על צורת הגל של צליל מורכב, אנו רואים צורת גל מורכבת הרבה יותר וגם שומעים צליל עם גוון שונה מהצליל של גל סינוס "חלילי".
הרי לכל צליל בנפרד - הן הצליל היסודי וכל אחת מההרמוניות, יש צורת סינוס. אבל לצליל המורכב מכולם יש צורת גל שהיא סכום צורות הגל, השונות זו מזו. כלומר, הגל יקבל צורה מורכבת, תוצאת צירוף כלל התדרים - מתדר היסוד ועד התדרים הגבוהים של הצלילים העיליים.
תדר היסוד הוא ההרמוניה הראשונה. תדירות ההרמוניה השנייה היא מכפלה בשניים של תדר היסוד, ההרמוניה השלישית היא מכפלת תדר היסוד בשלוש וכך הלאה. דוגמא? - לגל בעל תדר יסוד של 1 קילוהרץ, יהיה התדר של ההרמוניה השנייה 2 קילוהרץ, תדירות ההרמוניה השלישית תהיה כפול 3 קילוהרץ וכך הלאה.
כך נוצרת ממספר גלי סינוס, של מספר תדירויות שונות, צורת גל אחת, המורכבת מצירוף התדרים של מספר הגלים המקוריים - כל אחד על פי תדירותו ועוצמתו היחסית. צורת גל מורכבת כזו נקראת גם הגל השקול, או הגל הנוצר מחיבור הגלים. כך יוצא שבנוסף לצורת הגל הפשוטה, שהיא צורת גל סינוס.
צורות הגל השכיחות הנוספות הן:
גל שן מסור
גל מרובע
גל משולש - כולן חיבור מחזורי של מספר גלי סינוס בעלי תדירויות שונות.
הנה הסבר של צורת-גל:
https://youtu.be/YsZKvLnf7wU
גל סינוס שתדירותו הולכת ועולה והגובה המוסיקלי שלו עולה גם הוא:
https://youtu.be/qNf9nzvnd1k
בסינטסייזר ממש קל לשנות את צורת הגל:
https://youtu.be/-ZHw7r2a1K4
והנה סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:
https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
אקולייזר (Equalizer), EQ או איקוולייזר, הוא מכשיר שמטרתו היא השגת סאונד מיטבי, כלומר צליל יפה שהמאזינים למוסיקה, או הצופים בסרט, ייהנו ממנו.
באמצעות ה-EQ מעצבים את הצליל הכללי והפרטני, על ידי חיזוק והחלשה של תדרים שונים בצליל.
האקולייזר משפיע על הצליל בכך שהוא משנה את עוצמת תדרי הצליל השונים ובכך מעניק לו אופי, הופך אותו פחות שטוח ויותר ייחודי. סוג של "לצבוע" את הסאונד ולתת לו אופי משלו.
התדירויות השונות שבהן מטפל האיקולייזר מיוצגות על ידי הכפתורים של הסליידרים השונים שלו. הכפתורים השמאליים, למשל, הם תדירויות הבאסים, הצלילים הנמוכים. הימניים מהכפתורים הם של תדירויות צלילי ה"טרבל" (Treble) הגבוהים, והאמצעים הם תדירויות ה-Mid וכך הלאה.
באמצעות שינוי העוצמות של התדירויות השונות אפשר להדגיש צבעים מסוימים בסאונד ולהחליש אחרים. כך בעצם אפשר "לחמם" ו"לקרר" את הסאונד.
ה-EQ מעניק לצליל גוונים כמו גוון יותר מתכתי, או חד ומבריק, יותר עמום ורגוע וכו'. כך ניתן לשנות, לבנות ולהעניק מעין אופי או הרמוניה לצליל.
איקולייזרים ניתן למצוא במגוון מכשירים אלקטרוניים, מהאיקולייזר במערכות סטריאו, מגברים, אפקטים לכלי נגינה ואולפני הקלטה ועד ל-EQ שבתוכנות מחשב ובאפליקציות של סמארטפונים.
האיקולייזר המקורי היה EQ אנלוגי שהיה מעולה בנתינת צבעים והוספת אופי או חום למוסיקה. ה-EQ הדיגיטלי והחדשני יותר פחות טוב ב"חימום" והענקת צבע ומצטיין יותר בניקוי פגמים ובדיוק של הצליל בשלב המיקס.
הנה האיקוולייזר:
http://youtu.be/GXIkWiB09rw
הדגמה של שינויים באקולווייזר וההשפעה שלה על הצליל ששומעים:
https://youtu.be/pgSzSKaxL1g?t=29s
הסבר על תדרי הצליל (עברית):
https://youtu.be/6VRC8YDcqes
וכך עובדים איתו ו"צובעים" את הסאונד:
https://youtu.be/Idhal0rRJj8
אקוסטיקה
ידוע שצלילים אקראיים, צלילים של רגע, כמו נביחות, ילדים צועקים, מכוניות וכדומה, מפריעים את השינה מאד ומפחיתים את האיכות שלה. אנשים שישנים בסביבה רעשנית אינם ישנים שינה רצופה וממלאת באנרגיה מספקת.
הסתבר במחקרים רבים שרעש לבן, רעש רציף ומלא, מסייע לאנשים בסביבה רועשת. הוא תורם לשינה טובה, לריכוז טוב יותר בלימודים או בעבודה ולמיסוך אקוסטי כללי, כשהרעש שמסביב מפריע. זו גם הסיבה שתינוקות ישנים מצוין כשהמאוורר פועל לידם ומייצר מעין רעש לבן.
בעבר היה צורך לקנות מכשיר להשמעת רעש לבן. עם הזמן יצאו דיסקים עם רעש לבן. כיום יש תוכנות, סרטוני וידאו ואתרי אינטרנט שמאפשרים להשמיע רעש לבן ללא תשלום.
הנה סרטון שממחיש כיצד רעש לבן משפיע על רעשים:
http://youtu.be/FZR4F9oIPts
מכשיר להשמעת רעש לבן:
http://youtu.be/0YAL5l0enMc
הסבר הרעש הלבן ויכולת מיסוך הצלילים שלו:
http://youtu.be/EY5OQ2iVA50
והנה רעש לבן שנמשך 10 שעות. נסו אותו בפעם הבאה שתרצו לישון או להתרכז כשרועש בבית:
https://youtu.be/bNqERBWaJeM
סולם פיתגורס (Pythagorean scale) הוא סולם מוסיקלי, שורה של צלילים ערבים לאוזן, שאם מודדים את התדירויות שלהם, מסתבר שיש ביניהם יחס מתמטי פשוט, כזה שיש בין מספרים שלמים, כמו בין 1 ל-2, 2 ל-3 וכך הלאה.
הראשון שעמד על הקשר הזה ומשום כך הסולם גם נושא את שמו, היה המדען היווני פיתגורס. המדען החכם הזה, מי שגרס אז ש"הכל מִסְפרים", היה מי שזיהה, כבר במאה ה-6 לפני הספירה, את הקשר המתמטי שבין גבהי הצלילים המוסיקליים לתדירות שלהם. באופן מסוים הוא היה הראשון שעסק באופן מדעי באקוסטיקה, הפיזיקה של הצליל.
אבל מה הקשר שמתקיים בין מתמטיקה למוסיקה? - פיתגורס הראה שלמתמטיקה תפקיד משמעותי באופן שבו המוזיקה נשמעת: כאשר יחסי התדירויות שני צלילים הם כיחס פשוט שבין שני מספרים שלמים, אז מתקבלים צירופי צלילים הרמוניים, כלומר נעימים לאוזן.
#איך פיתגורס גילה את זה?
הרי לפיתגורס לא היו מכשירים למדידת תדירויות, אז איך הוא חישב את היחס המספרי בין צלילים?
מה ששימש אותו הייתה תיבת עץ, שעליה הוא מתח כמה מיתרים באורך זהה. כשחילק למשל מיתר אחד לחצי ופרט עליו, פיתגורס הבחין שהצליל שמתקבל מנגינה בו הוא בגובה של אוקטבה מעל זה של המיתר הסמוך והלא חצוי. זה היה יחס של 1:2 וזה היחס המדויק של מרווח האוקטבה.
מיתר חצוי בדיוק באמצע, הוא רשם לעצמו, יפיק את אותו הטון, אבל באוקטבה גבוהה יותר. מיתר באורך כפול יפיק את אותו הטון באוקטבה למטה.
פריטה על שני המיתרים, החצוי והלא חצוי ביחד, משמיעה אם כן את האוקטבה, מרווח בעל צליל צלול וזך. ואכן, המרווח הזה הוא אחד מהמרווחים שנקראים עד היום "מרווחים זכים".
כמובן שפיתגורס לא יצר כאן. הוא חישב את היחסים המתמטיים בחציית המיתר לשליש, לרבע וכן הלאה. בין הצלילים במרווחים שונים וגילה שהמרווחים הזכים הם הפשוטים ביותר: יחס של 1:2 לאוקטבה, 3:4 בקוורטה, 3:2 למרווח הקווינטה וכך הלאה. בחלוקות אחרות גילה מרווחים נוספים. "הכל מספרים!" - הוא אמר לעצמו ודאי בסיפוק.
ניתן לבדוק ולמצוא את הקשרים המתמטיים שבין צלילי סולמות המז'ור והמינור הנפוצים במוסיקה המערבית של ימינו ולראות שגם בה המרווחים הערבים לאוזנינו הם אלו שביניהם יחס התדירויות הוא כזה.
הנה הגאונות של פיתגורס והסולם הפיתגוראי:
https://youtu.be/ZWzwb4BumIk
סיפורו של סולם פיתגורס (מתורגם):
https://youtu.be/FPREFrLYNB0
הפיזיקה של הצליל ותדירות גלי הקול המשתנה בגבהי צלילים שונים:
https://youtu.be/gbP6h0dtcQw
הסבר:
https://youtu.be/buZOs-czOUg
סרטון מעמיק על הקשר שמצא בין המוסיקה למתמטיקה:
https://youtu.be/4-idkubp_Lw?long=yes
ואיך גילה את התגלית האקוסטית המרשימה שלו:
https://youtu.be/EdYzqLgMmgk?long=yes
גוון הצליל (Timbre) של כלי נגינה נוצר על ידי הצלילים היסודיים שלו, המכונים "הרמוניות", צלילים עיליים או "עיליות" - אלו צלילים הנוספים לצליל היסוד, תדר היסוד ונשמעים תמיד איתו.
הצלילים העיליים, בלועזית "אוברטונים" (Overtones), נוצרים בכל הפקה של צליל בגובה מוגדר (דו, רה וכדומה). לכל צליל עילי יש עוצמה אחרת. כשאנו שומעים צליל של קלרינט, אנו שומעים למעשה את התדר היסודי שלו, גובהו המדויק, בצירוף צליליו העיליים - כל אחד בעוצמה אחרת. אם נאזין לאותו צליל שאותו ינגן הסקסופון - יהיו גם הצליל היסודי וגם הצלילים העיליים זהים לחלוטין לאלו של הקלרינט ששמענו קודם, אבל לכל אחד מהצלילים העיליים תהיה עוצמה אחרת מאשר לאחרים!
למה זה חשוב שיחסי העוצמות של הצלילים העיליים שונות? - מכיוון שהרכב העוצמות של הצלילים העיליים משתנה מכלי לכלי. יחסי העוצמות של האוברטונים הם יחודיים לכל כלי נגינה והם "תעודת הזהות" הצלילית שלו, גוון הצליל היחודי שלו.
למה בעצם יש שוני ביחסי העוצמות של העיליות בין כלים שונים? - הסיבה היא שכל כלי עשוי מחומר אחר, בצורת עיבוד אחרת, מבנה הכלי הוא שונה וכדומה. לכל אלו יש השפעה משתנה על הרטט של הכלי, שהוא הגורם ליצירת גלי הקול באוויר.
גוון הצליל, אם כן, משתנה על פי יחסי העוצמות השונים של הצלילים העיליים בכל כלי וכלי. כך אנו מזהים ומבדילים בין צליליהם של הקלרינט, הסקסופון ושאר הכלים - גם מבלי לראותם מנגנים, רק על פי האוזן.
הנה הסבר של גוון הצליל:
https://youtu.be/144QVYv__S4
הסבר מפורט של גוון צליל בכלי נגינה:
https://youtu.be/5tGEDgkZlC8
הצד הפיזיקלי אקוסטי של הצליל:
https://youtu.be/5s5c08t_bBw
האוברטונים, אחד אחרי השני:
https://youtu.be/ngTSFvdU8MQ
ספקטוגרמה יכולה להראות את הבדלי הצלילים העיליים בין הכלים השונים:
https://youtu.be/P9Kozlt0tTg
סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:
https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
והכל בנוי מאוברטונים בצורת גל סינוס:
https://youtu.be/YsZKvLnf7wU?long=yes
ביחד עם ההרמוניות שלו, האוברטונים, צליליו העיליים של כל כלי נגינה, מעטפת הצליל (Sound Envelope) היא גורם נוסף שמאפשר לנו להבדיל בין כלי הנגינה השונים.
מעטפת הצליל היא תיאור של שינויי העוצמה של הצליל, מרגע שהוא נוצר בכלי הנגינה ועד שהוא דועך. היא ניתנת לתיאור גרפי, בארבעה שלבים. מעטפת הצליל מתוארת בדרך כלל בראשי תיבות: ADSR. נמדדים בהם המשך, העוצמה וההשתנות של העוצמה לאורך הזמן, מה שנקרא מודולציה.
אלו 4 השלבים של היווצרות הצליל:
התקפה (Attack) - הרגע בו מופק הצליל ומגיע לעוצמתו המרבית. בכלי פריטה או נקישה הוא חזק מאד.
דעיכה (Decay) - השלב בו הצליל נוחת מעוצמתו המרבית.
דינמיקה פנימית (Sustain) - כיצד הצליל נשאר כשהתו נמשך (אצבע נשארת על הקליד, מיתר ממשיך להשמיע צליל).
שחרור (Release) - הזמן בו הצליל נמוג, כשמשחררים אותו (מרימים אצבע מהקליד, עוזבים מיתר בגיטרה וכו').
הנה הסבר של המעטפת של הצליל:
https://youtu.be/Q-ot9AaJx-Y
בסינטסייזר אפשר להשתעשע ביצירת מעטפות צליל כאלה:
https://youtu.be/A6pp6OMU5r8
תחום תדירות השמע האנושי הוא בין 20Hz ל-20kHz. בדקו מה תחום השמע שלכם:
https://youtu.be/qNf9nzvnd1k
כשאנו צועקים למול ההרים הגבוהים, קירות ההרים מחזירים את הקול אלינו. לכן אנחנו שומעים אותו שוב, כאילו הוא צועק אלינו מרחוק. אם למולם יש גם קירות - הקול יחזור שוב ושוב, מה שנקרא ״הדהוד״.
גם כשאנו צועקים לתוך מנהרה, הקול שלנו יהדהד. זה קורה משום שהקירות מחזירים שוב ושוב את הקולות, עד שהם נחלשים. כל קיר מחזיר את הקול לקיר שממולו וכך חוזר הקול שוב ושוב, עד שהוא נחלש ונגמר.
הנה הד בהרי הרוקי בארה"ב:
http://youtu.be/VKedFEs38lM
הנה הדהוד של מנהרה:
http://youtu.be/XSkZAvGWsmM
ועוד מנהרה מהדהדת:
http://youtu.be/U_y48Vmz5J4
מהי תדירות צליל?
גלי הקול עושים תנועה מחזורית פעמים רבות בשנייה. התדירות (Frequency) היא מספר המחזורים השלמים שעושה גל קול במשך שנייה אחת.
במוסיקה, מבחינה תדירות הצליל בין גבהי הצלילים (pitch). היחסים בין הצלילים הם מתמטיים, כפי שגילה פיתגורס, עוד בימי יוון העתיקה. לפיכך התדירות של הצליל רה, למשל, תהיה גבוהה משל דו שמתחתיו. התדירות של צליל שגבוה באוקטבה מצליל אחר, תהיה בדיוק פי 2 ממנו.
בתצוגה גרפית ניתן לראות תדירויות שונות של גלי קול. ככל שהגלים יהיו צפופים יותר פירוש הדבר שהתדר הוא גבוה יותר בעוד שהגלים המרווחים יותר הם בעלי תדירות יותר נמוכה.
התדירות נמדדת ביחידות הרץ (Hertz). בגל שתדירותו היא 100 הרץ, מתרחשים מאה מחזורים בשנייה. לעיתים התדירות היא באלפי הרץ ואז מציינים את התדירות בקילו-הרץ (KHz). כך יהיו למשל 50KHz שווים ל-50 אלף מחזורי גל בשנייה. כך תוכלו להבין שהשמיעה האנושית יכולה להבחין בגלי קול שתדירותם היא בין 20 הרץ ל-20 קילו הרץ, כלומר עשרים אלף הרץ, בגבול העליון. כשמזדקנים, קטן הטווח הזה משמעותית.
בעלי חיים יכולים להבחין בתדרים גבוהים יותר מאיתנו בני האדם. כלבים שומעים תדרים שמגיעים עד 60 קילו הרץ, בעוד עטלפים שומעים תדרים של עד 150 קילו הרץ.
הנה הסבר של תדירות הצליל שמשפיעה על גובהו:
https://youtu.be/8i6hTU0jw-g
אם נבין מהם גל ואורך גל נבין גם מהי תדירות צליל (מתורגם):
https://youtu.be/UZ5UGnU7oOI?t=12s
הדגמה של התדירות באופן ויזואלי:
https://youtu.be/jveKIYyafaQ
הסבר מקיף על תדירות הצליל וגובהו:
https://youtu.be/ZjvuiOSo3ow
וסרט תיעודי על התדירות של הצליל:
https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
גלי הקול עושים תנועה מחזורית פעמים רבות בשנייה. התדירות (Frequency) היא מספר המחזורים השלמים שעושה גל קול במשך שנייה אחת.
במוסיקה, מבחינה תדירות הצליל בין גבהי הצלילים (pitch). היחסים בין הצלילים הם מתמטיים, כפי שגילה פיתגורס, עוד בימי יוון העתיקה. לפיכך התדירות של הצליל רה, למשל, תהיה גבוהה משל דו שמתחתיו. התדירות של צליל שגבוה באוקטבה מצליל אחר, תהיה בדיוק פי 2 ממנו.
בתצוגה גרפית ניתן לראות תדירויות שונות של גלי קול. ככל שהגלים יהיו צפופים יותר פירוש הדבר שהתדר הוא גבוה יותר בעוד שהגלים המרווחים יותר הם בעלי תדירות יותר נמוכה.
התדירות נמדדת ביחידות הרץ (Hertz). בגל שתדירותו היא 100 הרץ, מתרחשים מאה מחזורים בשנייה. לעיתים התדירות היא באלפי הרץ ואז מציינים את התדירות בקילו-הרץ (KHz). כך יהיו למשל 50KHz שווים ל-50 אלף מחזורי גל בשנייה. כך תוכלו להבין שהשמיעה האנושית יכולה להבחין בגלי קול שתדירותם היא בין 20 הרץ ל-20 קילו הרץ, כלומר עשרים אלף הרץ, בגבול העליון. כשמזדקנים, קטן הטווח הזה משמעותית.
בעלי חיים יכולים להבחין בתדרים גבוהים יותר מאיתנו בני האדם. כלבים שומעים תדרים שמגיעים עד 60 קילו הרץ, בעוד עטלפים שומעים תדרים של עד 150 קילו הרץ.
הנה הסבר של תדירות הצליל שמשפיעה על גובהו:
https://youtu.be/8i6hTU0jw-g
אם נבין מהם גל ואורך גל נבין גם מהי תדירות צליל (מתורגם):
https://youtu.be/UZ5UGnU7oOI?t=12s
הדגמה של התדירות באופן ויזואלי:
https://youtu.be/jveKIYyafaQ
הסבר מקיף על תדירות הצליל וגובהו:
https://youtu.be/ZjvuiOSo3ow
וסרט תיעודי על התדירות של הצליל:
https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes
איך פועל התקליט?
הכנת התקליט לוותה בחריטה על תקליט המאסטר, של גלי הקול שהוקלטו בו. השירים, הצלילים והקולות. נשמרו בצורת בליטות ושקעים בחריצים שבתקליט והם מייצגים את תנודות האוויר של גלי הקול המקוריים שנוצרו בהקלטה. רק המחט של הפטיפון (ולפניו הגרמופון) דרושה כדי לחלץ משם את גלי הקול בחזרה אל הרמקולים ולאוזנינו.
חריץ ארוך ולולייני, שנמשך מדפנות התקליט ועד למדבקה שבמרכזו, הכיל את ההרים והגאיות הזעירים, שמשקפים את רעידות האוויר מגלי הקול שעברו בו.
אם בתקליטי ה"מונו" היו בחריץ חריצים שתורגמו לצלילים, בתקליטי הסטריאו יש בכל חריץ שני צדדים, מעין שיפולים אלכסוניים שבין שניהם עוברת המחט. המחט הסטריאופונית קולטת את המידע משני הצדדים, כשבין שני צידיה יש הפרדה. וכך כל צד כזה מעביר להגברה את המידע הקולי של הצד שלו, מתוך שני ערוצי הסטריאו שהוקלטו.
מחט הפטיפון העוברת בחריץ, רוטטת בהתאם לשינויי הגבהים שבחריץ ויוצרת צלילי רעידות, גלי קול חלשים במיוחד. כשהללו מוגברים בעזרת המגבר, הם מרטיטים את האוויר חזק ומשמיעים לנו מוסיקה, היישר לעור התוף הרגיש שבאוזנינו.
בגלל הטכניקה הזו היה התקליט כה רגיש לשריטות. כל שריטה זעירה גרמה לו לרעש, שכן היא גרמה למחט לקפוץ, כאילו היה מוקלט בו רעש חזק..
הנה האופן שבו עובדים התקליטים:
https://youtu.be/5OWEEFg6fTY
הגדלה מדהימה של המחט כשהיא נוסעת על חריצי התקליט:
http://youtu.be/GuCdsyCWmt8
ואם מחט זה כל הסיפור, אז אפשר לחבר למחט נייר מגולגל ולקבל פטיפון ביתי פשוט:
http://youtu.be/iQikPNOPSUc
הרצאת וידאו על פעולת התקליט:
https://youtu.be/eJFuRnolwWk
וכך מייצרים אותם:
https://youtu.be/Eq5EDXNe-HQ
הכנת התקליט לוותה בחריטה על תקליט המאסטר, של גלי הקול שהוקלטו בו. השירים, הצלילים והקולות. נשמרו בצורת בליטות ושקעים בחריצים שבתקליט והם מייצגים את תנודות האוויר של גלי הקול המקוריים שנוצרו בהקלטה. רק המחט של הפטיפון (ולפניו הגרמופון) דרושה כדי לחלץ משם את גלי הקול בחזרה אל הרמקולים ולאוזנינו.
חריץ ארוך ולולייני, שנמשך מדפנות התקליט ועד למדבקה שבמרכזו, הכיל את ההרים והגאיות הזעירים, שמשקפים את רעידות האוויר מגלי הקול שעברו בו.
אם בתקליטי ה"מונו" היו בחריץ חריצים שתורגמו לצלילים, בתקליטי הסטריאו יש בכל חריץ שני צדדים, מעין שיפולים אלכסוניים שבין שניהם עוברת המחט. המחט הסטריאופונית קולטת את המידע משני הצדדים, כשבין שני צידיה יש הפרדה. וכך כל צד כזה מעביר להגברה את המידע הקולי של הצד שלו, מתוך שני ערוצי הסטריאו שהוקלטו.
מחט הפטיפון העוברת בחריץ, רוטטת בהתאם לשינויי הגבהים שבחריץ ויוצרת צלילי רעידות, גלי קול חלשים במיוחד. כשהללו מוגברים בעזרת המגבר, הם מרטיטים את האוויר חזק ומשמיעים לנו מוסיקה, היישר לעור התוף הרגיש שבאוזנינו.
בגלל הטכניקה הזו היה התקליט כה רגיש לשריטות. כל שריטה זעירה גרמה לו לרעש, שכן היא גרמה למחט לקפוץ, כאילו היה מוקלט בו רעש חזק..
הנה האופן שבו עובדים התקליטים:
https://youtu.be/5OWEEFg6fTY
הגדלה מדהימה של המחט כשהיא נוסעת על חריצי התקליט:
http://youtu.be/GuCdsyCWmt8
ואם מחט זה כל הסיפור, אז אפשר לחבר למחט נייר מגולגל ולקבל פטיפון ביתי פשוט:
http://youtu.be/iQikPNOPSUc
הרצאת וידאו על פעולת התקליט:
https://youtu.be/eJFuRnolwWk
וכך מייצרים אותם:
https://youtu.be/Eq5EDXNe-HQ
מהם גלי קול?
גלי קול (sound waves) נוצרים כתוצאה מרטט של משהו. כשמשהו רוטט, הוא מייצר גלי קול באוויר ואז יש צליל. אנשים אוהבים לדמות את גלי הקול לאדוות, גלים זעירים, שנוצרים בבריכה כשמשליכים לתוכה אבן.
לכל דבר שזז יש צליל כלשהו. לפעמים הוא חלש וקשה לשמוע אותו אבל הוא תמיד קיים. הצליל נוצר כשהרטיטות של מחולל הקול, אותו דבר שזז, הרטיטות הללו דוחפות את המולקולות של האוויר ואלו זזות הלוך וחזור, ממצב של יציבות ובחזרה, שוב ושוב ושוב. כך נוצר הצליל. המולקולות מתפשטות באוויר ויוצרות גלים - גלי קול.
מבחינה מדעית, גלי הקול הם תנודות מחזוריות בלחץ האוויר. ככל שהתנודות הללו יהיו מהירות יותר, יהיה הצליל גבוה יותר - ה-Pitch שלו יעלה. ככל שהתנודות יהיו חזקות יותר - תגדל העוצמה של הצליל שנוצר מגלי הקול הללו.
דוגמה? - נניח שאנו רואים מישהו שפורט על מיתר בגיטרה שלו. כתוצאה מהפריטה, רוטט המיתר, הלוך וחזור, בתדר קבוע שיכול להגיע לכמה עשרות אלפי פעמים בשנייה. כשהמיתר זז לכיוון שלנו, הוא דוחף את מולקולות האוויר לכיווננו ולחלקיק שנייה עולה לחץ האוויר לכיוון שלנו. כשהמיתר זז בכיוון המנוגד לנו, נדחפות מולקולות האוויר בכיוון ההפוך. לחלקיק שנייה קטן לחץ האוויר לכיוון שלנו. כך האוויר רוטט עשרות עד אלפי פעמים בשנייה. אלו הם גלי קול.
אגב, גלי הקול מתפשטים בדרך כלל דרך האוויר, אבל הם יכולים להתפשט במרחב גם דרך גזים, נוזלים או מוצקים אחרים. בריק, ואקום, גלי קול לא יכולים להתפשט.
מהם גלי קול איך אפשר לראות את גלי הקול (עברית):
https://youtu.be/J2bD_Sz6jIc?t=1m05s
הסבר של גל הקול:
https://youtu.be/XLfQpv2ZRPU
קליפ שמתחיל בגלי קול ולך תדע איך הוא יסתיים (רמז: מדהים)
https://youtu.be/bpOSxM0rNPM
צלילים יכולים להיווצר כשיש רטט קבוע באוויר שבתוך צינור:
https://youtu.be/7VGlBZOywIg
שיר גלי הקול:
https://youtu.be/4mJBZkjitnY
וסרט תיעודי על גלים בטבע ואיך הם משמשים בקול ובאור:
https://youtu.be/Io-HXZTepH4?long=yes
גלי קול (sound waves) נוצרים כתוצאה מרטט של משהו. כשמשהו רוטט, הוא מייצר גלי קול באוויר ואז יש צליל. אנשים אוהבים לדמות את גלי הקול לאדוות, גלים זעירים, שנוצרים בבריכה כשמשליכים לתוכה אבן.
לכל דבר שזז יש צליל כלשהו. לפעמים הוא חלש וקשה לשמוע אותו אבל הוא תמיד קיים. הצליל נוצר כשהרטיטות של מחולל הקול, אותו דבר שזז, הרטיטות הללו דוחפות את המולקולות של האוויר ואלו זזות הלוך וחזור, ממצב של יציבות ובחזרה, שוב ושוב ושוב. כך נוצר הצליל. המולקולות מתפשטות באוויר ויוצרות גלים - גלי קול.
מבחינה מדעית, גלי הקול הם תנודות מחזוריות בלחץ האוויר. ככל שהתנודות הללו יהיו מהירות יותר, יהיה הצליל גבוה יותר - ה-Pitch שלו יעלה. ככל שהתנודות יהיו חזקות יותר - תגדל העוצמה של הצליל שנוצר מגלי הקול הללו.
דוגמה? - נניח שאנו רואים מישהו שפורט על מיתר בגיטרה שלו. כתוצאה מהפריטה, רוטט המיתר, הלוך וחזור, בתדר קבוע שיכול להגיע לכמה עשרות אלפי פעמים בשנייה. כשהמיתר זז לכיוון שלנו, הוא דוחף את מולקולות האוויר לכיווננו ולחלקיק שנייה עולה לחץ האוויר לכיוון שלנו. כשהמיתר זז בכיוון המנוגד לנו, נדחפות מולקולות האוויר בכיוון ההפוך. לחלקיק שנייה קטן לחץ האוויר לכיוון שלנו. כך האוויר רוטט עשרות עד אלפי פעמים בשנייה. אלו הם גלי קול.
אגב, גלי הקול מתפשטים בדרך כלל דרך האוויר, אבל הם יכולים להתפשט במרחב גם דרך גזים, נוזלים או מוצקים אחרים. בריק, ואקום, גלי קול לא יכולים להתפשט.
מהם גלי קול איך אפשר לראות את גלי הקול (עברית):
https://youtu.be/J2bD_Sz6jIc?t=1m05s
הסבר של גל הקול:
https://youtu.be/XLfQpv2ZRPU
קליפ שמתחיל בגלי קול ולך תדע איך הוא יסתיים (רמז: מדהים)
https://youtu.be/bpOSxM0rNPM
צלילים יכולים להיווצר כשיש רטט קבוע באוויר שבתוך צינור:
https://youtu.be/7VGlBZOywIg
שיר גלי הקול:
https://youtu.be/4mJBZkjitnY
וסרט תיעודי על גלים בטבע ואיך הם משמשים בקול ובאור:
https://youtu.be/Io-HXZTepH4?long=yes
למה אנחנו שומעים הד?
הביטו במראה וראו את בבואתכם, הדמות שלכם המשתקפת בה. הדמות משתקפת בזכות קרני האור שהמראה מחזירה. בדיוק כך מחזירים קירות גדולים או שטוחים את הקולות והרעשים שאנו משמיעים. זה נקרא הד (Echo), או אקו.
ההד או ההדהוד הוא כמו הבבואה של הקול. גלי הקול פוגעים בקירות ובחומרים שונים שמסביבנו ומוחזרים לכיוון אחר. במקרים שבהם ההחזר של הקולות הוא טוב, כך אנו יכולים לשמוע שוב ושוב את מה שאמרנו או את הרעש שהפקנו.
זו הסיבה שאנו שומעים הדים:
https://youtu.be/xQJ1JCpmS2I
והסבר תופעת ההד וכיצד היא מנוצלת להופעות מוסיקה:
http://youtu.be/5nGUrADdjpQ
הביטו במראה וראו את בבואתכם, הדמות שלכם המשתקפת בה. הדמות משתקפת בזכות קרני האור שהמראה מחזירה. בדיוק כך מחזירים קירות גדולים או שטוחים את הקולות והרעשים שאנו משמיעים. זה נקרא הד (Echo), או אקו.
ההד או ההדהוד הוא כמו הבבואה של הקול. גלי הקול פוגעים בקירות ובחומרים שונים שמסביבנו ומוחזרים לכיוון אחר. במקרים שבהם ההחזר של הקולות הוא טוב, כך אנו יכולים לשמוע שוב ושוב את מה שאמרנו או את הרעש שהפקנו.
זו הסיבה שאנו שומעים הדים:
https://youtu.be/xQJ1JCpmS2I
והסבר תופעת ההד וכיצד היא מנוצלת להופעות מוסיקה:
http://youtu.be/5nGUrADdjpQ
מהו אוסצילוסקופ?
אוֹסְצִילוֹסְקוֹפּ (Oscilloscope) הוא מכשיר מדידה המציג באופן ויזואלי את האותות של מתח חשמלי (בציר האנכי), אל מול ציר הזמן, או כפונקציה של מתח חשמלי אחר (בציר האופקי). אלו מוצגים על גבי מסך קטן שבחזיתו של המכשיר.
ניתן לשפר את דיוק המדידה המוצגת על המסך, אל מול רשת עדינה המצוירות עליו ומחולקת לריבועים קטנים.
כמובן שהמכשיר יכול להציג את האותות של כל דבר שניתן לתרגם למתח חשמלי. החל מקולות וצלילים מוסיקליים, דרך פעימות הלב ועד לרטיטות של קרום כדור הארץ.
באוסצילוסקופ משתמשים לצרכים מגוונים. לא פעם הוא משמש לצרכים טכניים, כמו איתור של תקלות בציוד אלקטרוני. ברפואה תראו אותו לא פעם משמש כציוד מעקב רפואי של קצב פעימות הלב. בעולם האלקטרוניקה הוא שימש לא פעם לבדיקה של התנהגות האותות בכל נקודה במעגל אלקטרוני והשוואתם לאות שאמור או צפוי היה שיופיע בנקודה זו. כך נהגו לאתר לא פעם בעיות בתכנון ובתפקוד המעגלים הללו.
כמובן שבימינו עברו חלק מתפקודי האוסצילוסקופ הקלאסי, לביצוע של תוכנות מחשב משוכללות ודיגיטליות, המבוססות על חיישנים רגישים ומדויקים הרבה יותר.
הנה הסבר פשוט על האוסצילוסקופ:
https://youtu.be/ThrK2spjrLs
זהו האוסצילוסקופ:
https://youtu.be/SxZWcku_Sw0
כך נראה אוסצילוסקופ (עברית):
https://youtu.be/Eg3ID8Fhfgg
ואפשר גם לעשות אמנות עם האוסצילוסקופ:
https://youtu.be/ytnt9l_WKxk
אוֹסְצִילוֹסְקוֹפּ (Oscilloscope) הוא מכשיר מדידה המציג באופן ויזואלי את האותות של מתח חשמלי (בציר האנכי), אל מול ציר הזמן, או כפונקציה של מתח חשמלי אחר (בציר האופקי). אלו מוצגים על גבי מסך קטן שבחזיתו של המכשיר.
ניתן לשפר את דיוק המדידה המוצגת על המסך, אל מול רשת עדינה המצוירות עליו ומחולקת לריבועים קטנים.
כמובן שהמכשיר יכול להציג את האותות של כל דבר שניתן לתרגם למתח חשמלי. החל מקולות וצלילים מוסיקליים, דרך פעימות הלב ועד לרטיטות של קרום כדור הארץ.
באוסצילוסקופ משתמשים לצרכים מגוונים. לא פעם הוא משמש לצרכים טכניים, כמו איתור של תקלות בציוד אלקטרוני. ברפואה תראו אותו לא פעם משמש כציוד מעקב רפואי של קצב פעימות הלב. בעולם האלקטרוניקה הוא שימש לא פעם לבדיקה של התנהגות האותות בכל נקודה במעגל אלקטרוני והשוואתם לאות שאמור או צפוי היה שיופיע בנקודה זו. כך נהגו לאתר לא פעם בעיות בתכנון ובתפקוד המעגלים הללו.
כמובן שבימינו עברו חלק מתפקודי האוסצילוסקופ הקלאסי, לביצוע של תוכנות מחשב משוכללות ודיגיטליות, המבוססות על חיישנים רגישים ומדויקים הרבה יותר.
הנה הסבר פשוט על האוסצילוסקופ:
https://youtu.be/ThrK2spjrLs
זהו האוסצילוסקופ:
https://youtu.be/SxZWcku_Sw0
כך נראה אוסצילוסקופ (עברית):
https://youtu.be/Eg3ID8Fhfgg
ואפשר גם לעשות אמנות עם האוסצילוסקופ:
https://youtu.be/ytnt9l_WKxk
איך פועל מנגנון לסינון רעשים?
סינון רעשים (Noise Cancelling) הוא צורך מורגש במצבים שבהם אנו זקוקים לפעילות שקטה ונמצאים בלב סביבה רועשת. אוזניות ומערכות קול שונות מצוידות במערכות למחיקת רעשים, שרובן מתבססות על 'פאזה הפוכה', שיטה שבה מיקרופונים מיוחדים "מאזינים" לרעש שבא מבחוץ ומשתמשים באמצעים אקוסטיים כדי להשתיקו.
המנגנון האלקטרוני החכם לסינון רעשים, שמותקן כיום במכשירים כאלה, דוגמת טלפונים חכמים ואוזניות איכותיות, מבחין בין רעש הרקע שמסביב לצליל המוסיקה או הדיבור שבאוזניות ומצמצם את רעש הרקע. כך ניתן להאזין למוסיקה בזמן טיסה, או לנהל שיחה בטלפון גם כשנמצאים בסביבה רועשת כמו רחוב הומה אדם, אוטובוס מלא בדיבורים ורעשים, או מועדון ריקודים מפוצץ אדם.
בשיטה זו מזהים המיקרופונים החיצוניים לסינון רעשים את כיווני רעש וחוסמים אותם נקודתית. מיקרופון חיצוני קולט את הרעש שבא מבחוץ ומערכת אלקטרונית "משמיעה" במקביל אליו את הרעש הזה בהיפוך, בשיטת 'הפאזה ההפוכה'. פעולה זו מצמצמת את מרבית הרעש ומשאירה את המוסיקה או את קולו של הדובר שבצד השני של הטלפון הסלולארי נקיים ובהירים יותר.
צמצום הרעש בשיטה זו משמש כיום באוזניות, מכוניות, תאי שקט ועוד. יש גם פיתוחים שמנסים לעשות זאת בעזרת מכשיר הנצמד אל החלון ומשתיק את רעש הרחוב.
אך אלגוריתם סינון הרעשים הממוצע, של הטלפון למשל, אינו מושלם. הוא פוגע ומטשטש גם את הקול שמצדו השני, שכן הוא מתבסס על הבחנה בין רעש הרקע לקולו של הדובר וצמצום הרעש כולו. שיטות מתקדמות יותר שפותחו לאחרונה מצליחות לצמצם רעשים מוגדרים, מבלי לפגוע במוסיקה או בקולו של הדובר שבצדו השני של הטלפון. כך מושתק הרעש המטריד, אך קולו של הדובר ברור יותר והמוסיקה נפגעת הרבה פחות.
הנה הסבר השיטה של פאזה הפוכה:
http://youtu.be/F7D_pnaexG0
מנגנון ביטול הרעשים האקטיבי, בקיצור ANC, מאפשר כיום בחירה בין סוגי ורמות סינון:
https://youtu.be/vuoxprrEwbg
הסבר השיטה לביטול רעשים שפותחה בידי מהנדסי חברת Bose:
https://youtu.be/zj33WAODsJg
הסבר מילולי יותר:
http://youtu.be/KHsXA_LE3e4
מערכת ביטול רעשים מודרנית ל אוזניות אלחוטיות הן ממש חכמות:
https://youtu.be/VIi04uD8LtY
ופיתוח של כפתור שקט המאפשר לסנן את רעשי הרחוב בסלון שלך:
http://youtu.be/Mv6sBuwzLhk
סינון רעשים (Noise Cancelling) הוא צורך מורגש במצבים שבהם אנו זקוקים לפעילות שקטה ונמצאים בלב סביבה רועשת. אוזניות ומערכות קול שונות מצוידות במערכות למחיקת רעשים, שרובן מתבססות על 'פאזה הפוכה', שיטה שבה מיקרופונים מיוחדים "מאזינים" לרעש שבא מבחוץ ומשתמשים באמצעים אקוסטיים כדי להשתיקו.
המנגנון האלקטרוני החכם לסינון רעשים, שמותקן כיום במכשירים כאלה, דוגמת טלפונים חכמים ואוזניות איכותיות, מבחין בין רעש הרקע שמסביב לצליל המוסיקה או הדיבור שבאוזניות ומצמצם את רעש הרקע. כך ניתן להאזין למוסיקה בזמן טיסה, או לנהל שיחה בטלפון גם כשנמצאים בסביבה רועשת כמו רחוב הומה אדם, אוטובוס מלא בדיבורים ורעשים, או מועדון ריקודים מפוצץ אדם.
בשיטה זו מזהים המיקרופונים החיצוניים לסינון רעשים את כיווני רעש וחוסמים אותם נקודתית. מיקרופון חיצוני קולט את הרעש שבא מבחוץ ומערכת אלקטרונית "משמיעה" במקביל אליו את הרעש הזה בהיפוך, בשיטת 'הפאזה ההפוכה'. פעולה זו מצמצמת את מרבית הרעש ומשאירה את המוסיקה או את קולו של הדובר שבצד השני של הטלפון הסלולארי נקיים ובהירים יותר.
צמצום הרעש בשיטה זו משמש כיום באוזניות, מכוניות, תאי שקט ועוד. יש גם פיתוחים שמנסים לעשות זאת בעזרת מכשיר הנצמד אל החלון ומשתיק את רעש הרחוב.
אך אלגוריתם סינון הרעשים הממוצע, של הטלפון למשל, אינו מושלם. הוא פוגע ומטשטש גם את הקול שמצדו השני, שכן הוא מתבסס על הבחנה בין רעש הרקע לקולו של הדובר וצמצום הרעש כולו. שיטות מתקדמות יותר שפותחו לאחרונה מצליחות לצמצם רעשים מוגדרים, מבלי לפגוע במוסיקה או בקולו של הדובר שבצדו השני של הטלפון. כך מושתק הרעש המטריד, אך קולו של הדובר ברור יותר והמוסיקה נפגעת הרבה פחות.
הנה הסבר השיטה של פאזה הפוכה:
http://youtu.be/F7D_pnaexG0
מנגנון ביטול הרעשים האקטיבי, בקיצור ANC, מאפשר כיום בחירה בין סוגי ורמות סינון:
https://youtu.be/vuoxprrEwbg
הסבר השיטה לביטול רעשים שפותחה בידי מהנדסי חברת Bose:
https://youtu.be/zj33WAODsJg
הסבר מילולי יותר:
http://youtu.be/KHsXA_LE3e4
מערכת ביטול רעשים מודרנית ל אוזניות אלחוטיות הן ממש חכמות:
https://youtu.be/VIi04uD8LtY
ופיתוח של כפתור שקט המאפשר לסנן את רעשי הרחוב בסלון שלך:
http://youtu.be/Mv6sBuwzLhk
איך מתפשטים גלי קול?
גלי קול מתפשטים קצת כמו אדווה או גלים של מים המתפשטים באגם כשמשליכים לתוכו אבן. ממקור הצליל יוצאים הגלים במעין מעגלים והולכים ונחלשים ככל שהם מתרחקים. זה אומר ככל שאדם יעמוד רחוק ממקור הקול הוא ישמע את הצלילים חלש יותר.
כשמשהו משמיע קול, הוא דוחף את מולקולות האוויר ויוצר את גלי הקול.
הנה סרטון על גלי הקול שנוצרים מהצליל או הרעש המושמע ומגיעים עד לעור התוף, שמעביר את המידע למוח שמפענח אותם:
http://youtu.be/27a26e2CnuM
שיטת צילום שמאפשרת ממש לראות את גלי הקול שנוצרים במחיאת כף למשל:
http://youtu.be/px3oVGXr4mo
והסבר קצת יותר ארוך לגבי גלי קול:
http://youtu.be/Si-OYX20FRs
גלי קול מתפשטים קצת כמו אדווה או גלים של מים המתפשטים באגם כשמשליכים לתוכו אבן. ממקור הצליל יוצאים הגלים במעין מעגלים והולכים ונחלשים ככל שהם מתרחקים. זה אומר ככל שאדם יעמוד רחוק ממקור הקול הוא ישמע את הצלילים חלש יותר.
כשמשהו משמיע קול, הוא דוחף את מולקולות האוויר ויוצר את גלי הקול.
הנה סרטון על גלי הקול שנוצרים מהצליל או הרעש המושמע ומגיעים עד לעור התוף, שמעביר את המידע למוח שמפענח אותם:
http://youtu.be/27a26e2CnuM
שיטת צילום שמאפשרת ממש לראות את גלי הקול שנוצרים במחיאת כף למשל:
http://youtu.be/px3oVGXr4mo
והסבר קצת יותר ארוך לגבי גלי קול:
http://youtu.be/Si-OYX20FRs
איך פועל הרמקול?
שיטת הפעולה של הרמקול היא די פשוטה. כשהאותות החשמליים עם המוסיקה והקולות מגיעים מהרדיו, מכשיר ההקלטה, או המגבר וכדומה, הם מגיעים אל הרמקול.
ברמקול גורמים האותות החשמליים הללו להזזה של סליל שמונע על ידי המגנט שיושב בצד האחורי של הרמקול. הסליל הזה מרעיד את הקונוס שברמקול, שעליו מותקנת הממברנה. היא עצמה הייתה עשויה בעבר מנייר והיום מיריעת חומר פלסטי ודקיק, שרועד בחוזקה וברגישות רבה, לפי האותות החשמליים שמייצגים את האותות המוסיקליים אי של הדיבור המוקלט ןכו'.
תנועות הממברנה גורמות לרעידות באוויר והמחזוריות של הרעידות היא שיוצרת את גלי הקול. ככל שהרעידות שגורם הרמקול באוויר הן חזקות, כך יהיו גלי הקול חזקים יותר והמאזינים ישמעו את המוסיקה או הדיבור המוקלטים חזק יותר.
מכאן שהרמקול תפקידו הוא להמיר את האותות החשמליים מהמגבר או המכשיר לגלי קול שיגיעו דרך האוויר אל אוזני האנשים שבסביבתו של הרמקול.
כך עובד הרמקול:
http://youtu.be/mFiZZyV-YCo
על דרך פעולת הרמקול:
http://youtu.be/z0xkBZ95O3k?t=58s
והסבר מדעי לפעולת הרמקול:
http://youtu.be/zHBiZ8qvarw
שיטת הפעולה של הרמקול היא די פשוטה. כשהאותות החשמליים עם המוסיקה והקולות מגיעים מהרדיו, מכשיר ההקלטה, או המגבר וכדומה, הם מגיעים אל הרמקול.
ברמקול גורמים האותות החשמליים הללו להזזה של סליל שמונע על ידי המגנט שיושב בצד האחורי של הרמקול. הסליל הזה מרעיד את הקונוס שברמקול, שעליו מותקנת הממברנה. היא עצמה הייתה עשויה בעבר מנייר והיום מיריעת חומר פלסטי ודקיק, שרועד בחוזקה וברגישות רבה, לפי האותות החשמליים שמייצגים את האותות המוסיקליים אי של הדיבור המוקלט ןכו'.
תנועות הממברנה גורמות לרעידות באוויר והמחזוריות של הרעידות היא שיוצרת את גלי הקול. ככל שהרעידות שגורם הרמקול באוויר הן חזקות, כך יהיו גלי הקול חזקים יותר והמאזינים ישמעו את המוסיקה או הדיבור המוקלטים חזק יותר.
מכאן שהרמקול תפקידו הוא להמיר את האותות החשמליים מהמגבר או המכשיר לגלי קול שיגיעו דרך האוויר אל אוזני האנשים שבסביבתו של הרמקול.
כך עובד הרמקול:
http://youtu.be/mFiZZyV-YCo
על דרך פעולת הרמקול:
http://youtu.be/z0xkBZ95O3k?t=58s
והסבר מדעי לפעולת הרמקול:
http://youtu.be/zHBiZ8qvarw
