You are here
Hangszerek fizikája 2015/2016 - II
Tue, 2016-02-16 09:09 — Péter Fiala
Hungarian
Lecture:
Semester:
Administrator:
Body:
A hangszerek fizikája tárgy 2015/16 tavaszi féléves kurzusa
- Log in to post comments
Associated Documents
| Title | Authors | Document Type | Body | Topics | File |
|---|---|---|---|---|---|
| Hangszerek fizikája 2015/2016 bevezető előadás | Peter Fiala | Lecture Notes |
Az első előadás anyaga, adminisztratív tudnivalók |
Musical Acoustics |
 bevezeto.pdf |
| Hornbostel-Sachs rendszer - Hangszerek fizikája | Peter Fiala | Lecture Notes |
A hangszerek Hornbostel-Sachs-féle osztályozási rendszere |
Musical Acoustics |
hornsachs.pdf |
Comments
1. előadás. 2016.02.16.
Bemutatkozás, követelmények ismertetése. A hangszerek Hornbostel-Sachs-féle osztályozása. Alapfogalmak. SDOF oszcillátor. Mozgásegyenlet. Szabadrezgés. Sajátfrekvencia. Energiaviszonyok. dekád, oktáv, cent, decibel.
2. előadás. 2016.02.18.
A csillapított tömeg-rugó rendszer. Mozgásegyenlet és megoldása szabadrezgés esetén. A csillapítási tényező és az időállandó. A csillapított rendszer energiaviszonyai. Gerjesztett rezgések, merevség-, tömeg-, és csillapítástartomány. A rendszer átvitele, a jósági tényező. Demonstráció: csillapított tömeg-rugó rendszer paramétereinek meghatározása gyorsulásmérésből.
3. előadás. 2016.02.23.
Az ideális húr egyenlete. Végtelen húrok. A rezgés sebessége. Reflexió húrlezárásokról. Félvégtelen húr bemenő impedanciája. Véges hosszú húr szabadrezgései. Módusalakok, sajátfrekvenciák, részesedési tényezők. A módusalakok függetlensége és ortogonalitása.
4. előadás. 2016.02.25.
Az ideális megpengetett húr rezgései. A kezdeti feltételek leírása, a rezgésalak meghatározása. A modális koordináták számítása. A pengetés pozíciójának szerepe. A húrlábra ható erő számítása. A húr egy adott pontjának kitérése, a megfigyelési pozíció szerepe, reciprocitás. Demonstráció: pengetett húr rezgéseinek szimulációja.
5. előadás. 2016.03.01.
Erőimpulzussal gerjesztett húrok rezgései. Erőimpulzus mint kezdeti sebesség feltétel. Megoldás modális szuperpozícióval. Kalapács-húr-kölcsönhatás modellek.
6. előadás. 2016.03.03.
Nemideális húrlezárások: lezárás koncentrált tömeggel vagy rugóval, a hosszkorrekció. Húrok veszteségei, a csillapítás forrásai és az ezekhez tartozó időállandók viszonya. Demonstráció: kalapács–húr-kölcsonhatás, az inharmonicitás megfigyelése.
7. előadás. 2016.03.08.
Hangsorok és hangolás. A hétfokú skála püthagoraszi és tiszta hangolása. A tizenkétfokú skála. Szintonikus és enharmonikus kommák, a schisma. A negyedkommás középhangú hangolás.
8. előadás. 2016.03.10.
A kommák kiegyenlítése: a temperálás. Jóltemperált skálák és az egyenletesen temperált tizenkétfokú skála. Demonstráció: akkordmenetek különböző skálákon. Az adaptív hangolás lehetőségei.
9. előadás. 2016.03.22.
Rudak rezgései. Longitudinális rezgések: a hullámegyenlet levezetése, lezárások, módusalakok különböző lezárások esetén. Rudak hajlító rezgései: mozgásegyenlet, forgatónyomaték-egyensúly, a Hooke-törvény alkalmazása és a hajlító rezgések hullámegyenletének levezetése. Diszperzió hajlító hullámok esetén.
10. előadás. 2016.03.24.
Rudak hajlító módusai. Peremfeltételek: egyszerű alátámasztás, merev befogás, szabad rúdvég. A hullámszámok, módusalakok és sajátfrekvenciák meghatározása különböző peremfeltételek mellett. Példa alkalmazás: bütykös harangjáték. Merev húrok inharmonicitása.
11. előadás. 2016.03.29.
Rudak hajlító módusainak hangolása. A perturbációmódszer.
12. előadás. 2016.03.31.
Membránok rezgései. A membránegyenlet és megoldásai. Téglalap alakú membránok. A membrán mint kétdimenziós húr. Chladni-ábrák. Degenerált módusok. Kör alakú membránok módusai. Bessel-függvények.
13. előadás. 2016.04.05.
Megütött membránok rezgése, alkalmazás: üstdob (timpani). A légterhelés hatása a módusok sajátfrekvenciáira. Lemezek hajlító rezgései. A Poisson-szám. Lemezek hajlító módusai, a Poisson-csatolás hatása. Falemezek hangszertestekben: ortotróp anyagjellemzők és kapcsolatuk a tipikus méretarányokkal.
14. előadás. 2016.04.06.
Kísérleti móduselemzés. Impulzusválaszok mérése. Átlagolás. Autospektrum, keresztspektrum, koherencia. A rendszer pólusainak becslése. Stabilizáció.
15. előadás. 2016.04.14.
Kísérleti móduselemzés folytatás. A reziduumok származtatása, relatív módusalakok ábrázolása.
A hangtér. Hangrészecske. A hangtér alapegyenleteti egy térbeli dimenzióban. Az Euler-egyenlet és a gáztörvény. A hangsebesség. Síkhullámok. A síkhullámú tér specifikus impedanciája.
16. előadás. 2016.04.19.
A háromdimenziós hangtér leíró egyenletei. Gömbhullámú tér, d'Alembert-féle megoldás. A Helmholtz-egyenlet. A lélegző gömb és a gömbhullámú tér specifikus impedanciája. Elemi sugárzók tere: monopólus, dipólus. A dipólsugárzó iránykarakterisztikája.
17. előadás. 2016.04.21.
Vonalforrás tere: iránykarakterisztika és a karakterisztika láthatósági tartománya. A Rayleigh-integrál és alkalmazása: dugattyú hangtere és iránykarakterisztikája. Hanglesugárzás rezgő lemezről: evaneszcens és terjedő hullámok, a koincidenciafrekvencia.
18. előadás. 2016.04.26.
Hanglesugárzás véges méretű lemezről. A koincidenciafrekvencia szerepe. Hanglesugárzás általános zárt felületről. A Kirchhoff–Helmholtz-integrálegyenlet.
19. előadás. 2016.04.28.
Hanghullámok terjedése hengeres légoszlopokban. A Helmholtz-egyenlet megoldás hengerkoordináták esetén. Terjedő és evaneszcens módusok. A módusok vágási frekvenciái. Véges hosszúságú hengeres légoszlop módusai, a módussűrűség frekvenciafüggése. Kisfrekvenciás megoldás – síkhullámú közelítés. Véges cső bemeneti impedanciája és reflexiós tényezője. Lezárások: ideálisan merev, ideálisan nyitott, illetve hullámimpedanciás lezárás. Lezárás a féltér impedanciájával, a hosszkorrekció.
20. előadás. 2016.05.03.
Demonstráció: Véges cső átvitelének mérése és ez alapján a sajátfrekvenciák és a vágási frekvencia mérése. Hosszkorrekció féltér és szabad tér esetén. A hosszkorrekció frekvenciafüggő viselkedése – a nyúlás (stretching) megfigyelése. Oldalfuratok hatása a légoszlop effektív hosszára. Egyszerű egydimenziós oldalfuratmodell számítása. Demonstráció: furatpozíció számítása és az eredmény mérése furulyamodellen.
21. előadás. 2016.05.05
Akusztikai elemek Kirchhoff-típusú hálózatban. A Helmholtz-rezonátor. Ginesüveg sajátfrekvenciája. Kürtök. A Webster-egyenlet és megoldása. Salmon-kürtök.
22. előadás. 2016.05.10.
Salmon-kürtök bemeneti impedanciájának számítása és a sajátfrekvenciák meghatározása. A geometriai paraméterek hatása a sajátfrekvenciákra. Kompozit kürtök. A veszteségek forrásai hangszertestekben: intrinsic és fali veszteségek.
23. előadás. 2016.05.12.
Natúrtombita, kürtmenetek, és hossztoldalékok tervezése.
Fúvós gerjesztésmodellek. Nádnyelves gerjesztésmodell. A klarinét és a trombita esete.
24. előadás. 2016.05.17.
Az orgona: rövid története, felépítése, a sípok típusai. Ajak- és nyelvsípok hangkeltése, demonstrációk. A sípok méretezése és hangolása.