www.didgeridoo.sk
Teória kmitania vzduchového stĺpca u didgeridoo
Galéria didgeridoo

Základný tón (angl. fundamental tone, u didgeridoo - drone sound, drone tone, fundamental drone) je nosný tón zvuku (zväčša hlasu, hudobného nástroja), teda tón, ktorý je subjektívne vnímaný ako hlavný. Táto základná frekvencia je zároveň najnižšia frekvencia zvuku generovaného hudobným nástrojom, pričom ostatné prítomné frekvencie sú jej násobkami. Táto charakteristika platí pre väčšinu prirodzených zdrojov zvuku. Frekvencie prítomné vo zvuku, ktoré sú násobkami základnej frekvencie, sa nazývajú alikvotné tóny (angl. overtone ). Ak je tento násobok celočíselný, ide o harmonický tón . Prvý harmonický tón je zhodný so základným tónom, druhý harmonický (alebo prvý alikvotný) tón má dvojnásobnú frekvenciu, tretí harmonický (druhý alikvotný) tón má trojnásobnú frekvenciu atď. Ak násobok nie je celočíselný, ide o tzv. čiastkový tón. Vyššie harmonické tóny (2, 3, …) vznikajú v prostredí alebo pri prenose elektrických signálov často samovoľne a ľudské ucho je na ne zvyknuté, dokonca s nimi počíta. Na základe ich prítomnosti a frekvencie, ucho dedukuje aj frekvenciu základného tónu, aj keď tento ani nemusí byť vo zvuku prítomný. Vtedy sa hovorí o chýbajúcom základnom tóne, čiže amplitúda základného tónu je nulová - vnem nazývajúci sa rezíduum.

Akustický systém každého hudobného nástroja tvoria tri základné funkčné časti: Generátor (Excitátor) - Oscilátor - Rezonátor.
Hudobné nástroje aerofonické
– vzduchozvučné predstavujú trojmo spriahnutý akustický systém, pretože medzi budičom (generátorom), vibrátorom (oscilátorom) a rezonátorom (zároveň i modulátorom) sa pri budení periodického kmitania vytvára vzťah vzájomnej podmienenosti.

Oscilátorom u didgeridoo je membramofonný dvojitý jazýčok - pery hráča a ich kmity, resp. ich tlmenie, sa mení prirodzene so svalovým napätím, výšku tónu u týchto dychových nástrojov však určuje dĺžka vzduchového stĺpca, ktorá v závislosti na pomeroch na perách kmitá v príslušných režimoch
- pri hre na dychové nástroje vo všeobecnosti sa prejavuje vo vlastnostiach tónu tiež vplyv celého dychového traktu hudobníka, pretože na chovanie oscilátora - jazýčka majú vplyv nielen vlastnosti rezonátora, ale aj
Generátora
, ktorým je v tomto prípade prúd vzduchu - tvorený dychovým traktom hráča
- šírka úst má vplyv na kmitočet základného tónu aj na jeho farbu, zmenšovaním sa vzdialenosti pier sa zosilňuje intenzita vyšších harmonických zložiek a naopak pri zväčšovaní šírky úst sa tvorí základný tón lahšie, vrchné harmonické sa menej presadzujú, výška tónu pri rastúcej šírke úst mierne klesá
Rezonátorom v princípe chápania akustiky hudobného nástroja u didgeridoo je vzduchový stĺpec premenného prierezu (napr. u PVC trubky samozrejme konštantného prierezu) na jednom konci uzatvorený, alebo je rezonátorom chápaná vzdušná dutina didgeridoo
- v celom chovaní akustického systému nástroja dochádza k vzájomnému ovplyvňovaniu oscilátora rezonátorom a naopak
- chovanie vzduchového stĺpca v nástroji vo veľkej miere popisujú rezonančné charakteristiky, resp. priebeh vstupnej akustickej impedancie
- rezonátor umožňuje vyžiariť kmitavú energiu oscilátora do okolného prostredia s minimálnymi stratami
Ozvučník (možnosť chápať ako tvarovo výrazné ukončenie didgeridoo) je vhodný na dosiahnutie dostatočného vyžarenia akustického výkonu, ktorý úzko súvisí s veľkosťou vyžarovanej plochy a v neposlednej rade má tvar ozvučníka podstatný vplyv na frekvenčnú polohu rezonančných módov resp. na ladenie prirodzených tónov nástroja, pretože pripojením ozvučníka, aj relatívne krátkeho, k valcovej trubici znamená nielen predĺženie akustickej dĺžky a zníženie frekvencie rezonančných módov, ale aj zmenu neharmonického rozloženia týchto módov
- aby nedošlo k nedorozumeniu, praktickí výrobcovia didgeridoo používajú pojem rezonátor ako určitú súčasť tohto dychového hudobného nástroja, najmä koncovú časť didgeridoo, ktorá má za úlohu dotvoriť výsledný zvuk a dostatočne hlasno vyžiariť do prostredia... dalo by sa povedať, že ide o pojem, ktorý zahŕňa v sebe funkciu rezonátora a ozvučníka, chápaných v akustike ako samostatne definované pojmy, podielajúce sa na tvorbe výsledného tónu hudobného nástroja

- u kuželových vzdušných stĺpcov (didgeridoo s dutinou kónusového tvaru) sa rozruch šíri v približne guľových vlnoplochách na rozdiel od valcových stĺpcov s približne rovinnými vlnoplochami s rovnakou rýchlosťou tlakového rozruchu, preto sa takisto mení rozloženie uzlov a kmitní, pohybové uzly sú nesymetricky posunuté k uzavretému ústiu, čiže k perám hráča
- zmena prierezu zvukovodu ma tiež za následok zmenu rýchlosti šírenia zvuku (presnejšie fázovej rýchlosti zvuku), a preto sa kuželový vzdušný stĺpec správa ako na oboch koncoch otvorený (teoreticky vo frekvenčnom spektre zvuku vyniká každá harmonická)
- frekvencie vlastných kmitov kuželovitého stĺpca môžu tak získavať hodnoty párnych aj nepárnych násobkov, okrem základného tónu sa tam tvoria aj všetky vyššie harmonické tóny
- u hyperbolických, exponenciálnych a dalších tvarov vzdušných stĺpcov sú pomery vzniku stojatého vlnenia ešte zložitejšie, v podstate však možno vhodným tvarom stĺpca ovplyvňovať rozloženie jeho rezonančných maxim aj celý priebeh rezonančnej charakteristiky
- s rastúcou rýchlosťou pohybu častíc vzduchu resp. so stúpajúcou frekvenciou módov rastie odpor vnútorného prostredia a akustická dĺžka vzdušného stĺpca sa skracuje, tým dochádza k posuvu rezonančných módov na vyššie frekvencie, než ktoré by odpovedali celistvým násobkom frekvencie základného módu, vzniká neharmonicita
- zmena, keď sa základný tón presúva na vyšší rezonančný mód, sa nazýva prefukovaním resp. ide o prefuk nástroja, kvalitné didgeridoo sa vyznačuje dobre hrateľnými viacerými prefukmi nástroja
- základný tón u didgeridoo vzniká pomocou stojatého vlnenia v trubici, vznik stojatého vlnenia vo zvukovode dychového nástroja je zásadne spojený s odrazom vlny od ukončenia trubice tónovým otvorom alebo ústím ozvučníku, okrem tohoto odrazu sa podielajú aj ďalšie odrazy na vnútornom profile zvukovodu, ktoré znamenajú stratu energie, ktorú musí hráč nahradiť a ktorá má negatívny vplyv na rezonančné vlastnosti zvukovodu a tým aj vplyv na uľahčenie ozvania sa tónu
- na vôbec "ozvanie sa tónu", aj pri didgeridoo, má vplyv pomer vlnovej dĺžky (či už pri základnom tóne, alebo prefukoch) k priemeru resp. prierezu trubice: ak je tento pomer veľký, tak sa podstatná časť energie odráža späť a slúži k udržaniu stojatého vlnenia a nástroj produkuje tón | ak je tento pomer malý, potom podstatná časť energie vystupuje z trubice von a k vzniku tónu nedochádza
- vzduchové stĺpce však nekmitajú iba v smere prevažujúceho dĺžkového rozmeru trubice nástroja, pretože zmeny akustického tlaku sú všesmerové, vyskytujú sa v dychových nástrojoch vedľa pozdĺžnych orientovaných kmitov tiež pomerne intenzívne kmity priečne, ktoré ovplyňujú ako ozvanie sa tónu tak aj farbu tónu nástroja a pri didgeridoo pravdepodobne aj spätný tlak
- na vlastnosti tónu (frekvencia a farba tónu) majú vplyv prirodzene okrem geometrie vzdušného stĺpca taktiež vlastnosti stien, ktoré vzdušný stĺpec vymedzujú, steny z mäkkého materiálu alebo steny vlhké znižujú frekvenciu základného tónu, preto taktiež voľba materiálu a jeho technologické spracovanie hrá z kvalitatívneho hľadiska veľkú úlohu

- každý prefukovaný základný tón má svoju rezonančnú frekvenciu, potom dľžka kmitajúceho vzduchového sĺpca sa dá čisto teoreticky vypočítať a v konečnom výpočte sú zohľadňované tzv. korekcie, u dreveného didgeridoo, ktoré má nepravidelný tvar vnútorného povrchu je to komplikovanejšie, ideálna je v tomto prípade PVC trubka s konštatným priemerom, kedy ide o prípad trubice na jednom konci uzatvorenej a uzatvorenie tvoria ústa hráča
- pri reálnom priemere zvukovodu je však funkčná akustická dĺžka kmitajúceho stĺpca dlhšia o tzv. dĺžkovú korekciu (korekcia na ústa a korekcia na otvor; u fujary ako píšťaly s otvorenými oboma koncami sa používa pri orientačnom výpočte dĺžky nástroja základného ladeného tónu korekcia na hranu a koncová korekcia) než je mechanická dĺžka zvukovodu (reálna dĺžka vyrobeného didgeridoo), vysunutie pohybových kmitní či tlakových uzlov von zo vzduchovodu súvisí s postupným, nie náhlym vyrovnaním hustoty častíc vzduchu vnútri zvukovodu, resp. s vyžarovaním zvuku ústia nástroja

- ladenie skutočného kusa dreveného didgeridoo na konkrétny tón v praktickom technologickom prevedení je náročná úloha, a intonácia zvuku tejto jednoduchej trubice je proces priam neuskutočniteľný (vytvoriť farbu zvuku didgeridoo podľa určeného a špeciálne požadovaného frekvenčného spektra, a tým napr. kvalitatívne napodobiť zvuk tradičného aborigénskeho rytmu z eucalyptové nástroja)

Didgeridoo je z akustického hľadiska trubica s jedným koncom uzatvoreným, uzatvorenie jedného konca tvoria ústa hráča. Vzdušný stĺpec v didgeridoo valcového tvaru teoreticky kmitá nasledovne (odrazy rovinnej vlny):

U k á ž k y :

- skutočný výrobca didgeridoo zohľadňuje okrem fyzikálnych zákonov aj to čaro počúvať jednoduché frekvencie, lahodiace nášmu srdcu, takže skutočná dĺžka nástroja resp. vnútro dutiny vŕtaného didgeridoo, môže byť upravované na docielenie žiadaného zvuku citlivým počúvaním
- teoreticky aj teplota prostredia (ako aj vlhkosť vzduchu, obsah CO2 vo vzduchu) ovplyvňuje výsledok, pretože o každy 1°C vzduchu vzrastá rýchlosť zvuku vo vzduchu o 0,6 m/s
- priemer vyvŕtaneho otvoru, tvar dutiny, kvalita materiálu a jeho opracovanie má svoj priamy podiel na výslednom zafarbení čiže kvalite zvuku didgeridoo
- naplno sa nám nádherný zvuk nástroja prejaví po jeho dôkladnom rozohraní, načíme sa na nástroj hrať ako aj ho citlivo počúvať, dôležitý je pritom dôkladný a sebaistý nátisk hráča
- práve pri výrobe didgeridoo sa stretneme s celkovým chápaním kmitania vzdušného stĺpca, pretože sa môžme pohrávať s pomerom dĺžka nástroja a priemer otvoru, pritom výška tónu sa nám mení nie jednoznačne, niektoré rozmerové zmeny sa nám môžu a nemusia prejaviť významne (len o pár nepočuteľných centov) na zmene tónu, závisí od daného kusa i majstra, určitú úlohu zohráva dĺžkový rozmer daného priemeru otvoru v určitej časti didgeridoo... tak isto dlhé didgeridoo, ale s postupným kónusovým vŕtaním s veľkým zvonom na konci hrá tónovo vyššie ako didgeridoo s valcovitým vŕtaním bez výrazného zvonového ukončenia
- akustický princíp tvorby zvuku v didgeridoo je jeden z veľmi komplexných rozsiahlých štúdii, pretože na výslednom zafarbení zvuku nástroja sa podieľa viacero činiteľov so svojimi vstupujúcimi vlasnosťami, ako sú hlasivky a celý vokálny trakt + pery + vzduchový stĺpec v trubici + materiál didgeridoo + vlhkosť a teplota prostredia + zručnosť výrobcu a technológia výroby + schopnosti hráča
- v prenose hudobného signálu tvoria hráč s hudobným nástrojom organický celok s radou špecifických väzieb a vlastností
- pri počúvaní didgeridoo ako hudobnénho nástroja hrá svoju úlohu aj "priestorová akustika", hráč hľadá vhodný pľac pre zvukovú prezentáciu istého osadenstva v danej miestnosti či vo vonkajšom priestore; pofesne skúmame dozvuk a echo, odrazivosť-pohltivosť stien, smerovosť vyžarovaného zvukového pola, alebo aj tzv. vlastné módy uzatvoreného priestoru
- "Nakoniec je možnosť pripustiť, že v skutočnosti funguje všetko inak, pretože veľa faktorov záleží práve od relativity ľudského psychosomatického vnímania."

Existujú dychové hudobné nástroje podobné svojim tvarom didgeridoo, pracujúce na podobnom princípe s tým, že pri hre sa prevažne uplatňuje trubkový efekt, prefukovanie do vyšších harmonických.

Odporúčaná literatúra:
1) Čulík, M. 2006. Didgeridoo – hudobný nástroj jednoducho tvorivý. In 72. Akustický seminář, Sezimovo Ústí : Zborník , Sezimovo Ústí 2006 , p. 21 – 26. ISBN 80-01-03489-5
2) Čulík, M. 2007. Didgeridoo – jednoduchý dychový hudobný nástroj s množstvom otázok. In The 12th International Acoustic Conference : Zborník referátov z XII. Medzinárodného akustického seminára. Kočovce : Vydavateľstvo STU Bratislava, 2007, p. 5 – 8. ISBN 978-80-227-2679-5
3) Leng, L. Slovenské ľudové hudobné nástroje. 1. vyd. Bratislava : Vydavateľstvo Slovenskej akadémie vied, 1967. 301 s.
4) Syrový, V. 2003. Hudební akustika. Akustická knihovna Zvukového studia AMU , 1. vydání, Praha. ISBN 80-7331-901-2
5) The University New South Wales - Music Acoustics 2011. What makes a good didgeridoo? Dostupné na internete: http://www.phys.unsw.edu.au/jw/GoodDidj.html

slovak | Ondřej Smeykal - CD - workshopy | nebožiec | húkadlo | fujaridoo | dychové nástroje | doplnky | linky | stiahni si | vyhľadávanie | english version
© martin.didgeridoo.sk + info [zavináč] didgeridoo.sk + Updated: 24 August, 2016