You are here

Home

Hangszerek fizikája 2014/2015 - II.

Tue, 2015-02-10 14:20 — Péter Rucz
Hungarian
Tantárgy: 
Hangszerek fizikája
Félév: 
2014/2015 - II
Felelős: 
Péter Rucz
Body: 

2014/2015 tavaszi hangszerek fizikája kurzus

Comments

Tue, 2015-02-10 14:26 — Péter Rucz

Adminisztratív tudnivalók. A hangszerek Hornbostel–Sachs-féle osztályozása. A csillapítatlan tömeg-rugó rendszer: mozgásegyenlet, ennek megoldása adott kezdeti feltételekkel, (kör)frekvencia, periódusidő, a rendszer energiaviszonyai. Frekvencia- illetve amplitúdóarányok mértékegységei: dekád, oktáv, cent; decibel.

Thu, 2015-02-12 15:39 — Péter Rucz

A csillapított tömeg-rugó rendszer: mozgásegyenlet és ennek megoldása. Csillapítási tényező, csillapított sajátfrekvencia és időállandó. Demonstráció: csillapított tömeg-rugó rendszer jellemzőinek meghatározása méréssel. Gerjesztett válasz, az átviteli függvény. Merevségi tartomány, tömegtartomány. Jósági tényező és a rezonancia fogalma.

Tue, 2015-02-17 16:32 — Péter Rucz

Ideális húrok rezgései. Az ideális húr mozgásegyenlete. A homogén hullámegyenlet d'Alembert-féle megoldása. Félvégtelen húrok: visszaverődés merev és szabad húrvégződésről. Véges hosszúságú húrok szabadrezgése. A módusok: függetlenség, teljes függvényrendszer, ortogonalitás, módusok és sajátfrekvenciák kapcsolata szabadrezgésben.

Thu, 2015-02-19 16:14 — Péter Rucz

Pengetett húrok: kezdeti feltételek, megoldás a modális szuperpozíció alkalmazásával, a módusalakok periodikus kiterjesztése, modális koordináták meghatározása. Demonstráció: pengetés pozíciójának hatása a felharmonikus-tartalomra. A megütött húr: félvégtelen húr bemenő impedanciája, gerjesztő erőimpulzus mint ekvivalens kezdeti sebesség, megoldás modális szuperpozícióval.

Tue, 2015-02-24 14:29 — Péter Rucz

Kalapács-húr kölcsönhatásmodellek: nehéz kalapács könnyű húron illetve könnyű kalapács nehéz húron. Zongorakalapácsok: a filc szerepe, különböző filcmodellek. Veszteséges húrok: a viszkózus csillapítás. Demonstráció: impulzuskalapáccsal megütött húr esetén az erő időfüggvénye.

Thu, 2015-02-26 14:27 — Péter Rucz

Nemideális húrlezárások. Húr lezárása koncentrált rugóval és koncentrált tömeggel. A hosszkorrekció. Számpélda: húrláb hatása a húr alapfrekvenciájára. Demonstráció: pengetett és vont húrok spektrumának összehasonlítása: az inharmonicitás felfedezése.

Tue, 2015-03-03 14:50 — Péter Rucz

Hangsorok és hangolási rendszerek. A hétfokú skála püthagoraszi és "tiszta" hangolása, a szintonikus komma. Tizenkétfokú hangsorok püthagoraszi és "tiszta" hangolása, az enharmonikus komma és a schisma. A hangsor kiegyenlítése: a negyedkommás középhangolás (QCM). Demonstráció: a fenti hangolási rendszerek meghallgatása.

Thu, 2015-03-05 15:59 — Péter Rucz

Jóltemperált skálák: Werckmeister-, Kirnberger- és Vallotti-féle temperálás. Az egyenletesen temperált skála. Az adaptív hangolás lehetőségei. Demonstráció: jóltemperált skálák, csembaló hangolásának végigkövetése.

Tue, 2015-03-10 14:02 — Péter Rucz

Rudak longitudinális és hajlító rezgései. Longitudinális rezgés hullámegyenlete és megoldása, ekvivalencia a húr transzverzális rezgéseivel. Hajlító rezgés hullámegyenletének levezetése. Hajlító rezgés és longitudinális rezgés terjedési sebességének kapcsolata. Diszperzió hajlító rezgés esetén.

Thu, 2015-03-12 14:24 — Péter Rucz

Demonstráció: longitudinális és hajlító hullámok terjedése rudakban. Rudak hajlító módusai: peremfeltételek, egyszerű alátámasztás, merev és szabad lezárás. A módusok sorszáma, hullámszáma és a sajátfrekvenciák összefüggései. A mozgásegyenlet megoldása modális szuperpozícióval – példa: bütykös harangjáték. Merev húrok rezgései, az inharmonicitás.

Tue, 2015-03-17 15:10 — Péter Rucz

Merev húrok inharmonicitása: bevonatolás, példák, a Railsback-görbe. Rudak hangolása: problémafelvetés. Sajátfrekvenciák változása a geometria kis változása esetén. Perturbációmódszer: általános megfogalmazás és egyszerűbb alkalmazások: inhomogén húr és változó keresztmetszetű rúd. Demonstráció: marimbarúd hangolása.

Thu, 2015-03-19 14:27 — Péter Rucz

Membránok rezgései. Mozgásegyenlet és ennek megoldása szabadrezgés esetén: téglalap alakú membránok szabadrezgései, módusalakok, "kétdimenziós húr" analógia, Degenerált módusok, módussűrűség. Kör alakú membránok szabadrezgései, Bessel differenciálegyenlet és megoldása. Középen megütött membrán rezgése, példa: timpani.

Tue, 2015-03-24 14:06 — Péter Rucz

Hajlító rezgések terjedése lemezekben. A lemez mint kétdimenziós rúd vagy merev membrán. Diszperzióreláció. Módusalakok: X-módus és gyűrű-módus, a Poisson-csatolás. Ortotróp falemezek tulajdonságai, összefüggés a tipikus fedlap-oldalarányokkal. Kísérleti móduselemzés: bevezetés, H1- és H2-becslő, a koherencia fogalma.

Thu, 2015-03-26 15:31 — Péter Rucz

Kísérleti móduselemzés: impulzusválasz becslése, a diszkrét rendszeregyenlet, sajátfrekvenciák és csillapítási tényezők meghatározása, a módusalakok kiszámítása. Demonstráció: gitárfedlap móduselemzése impulzuskalapáccsal és gyorsulásmérővel.

Tue, 2015-03-31 14:09 — Péter Rucz

Néhány feladat megoldása: készülés a zárthelyire.

Thu, 2015-04-09 08:24 — Péter Rucz

Zárthelyi.

Thu, 2015-04-09 08:27 — Péter Rucz

A hangtér alapfogalmai. Légnyomás és hangnyomás. A hangtér alapegyenletei, a hullámegyenlet levezetése egy- és háromdimenzióban. Síkhullámú megoldás: analógia a húr transzverzális rezgéseivel. Harmonikus síkhullám: a részecskesebesség és a specifikus impedancia.

Thu, 2015-04-09 14:31 — Péter Rucz

A gömbhullámú hangtér: a hullámegyenlet egyszerű megoldásai, a lélegző gömb, a forráserősség és az akusztikai monopólus. Az akusztikai dipólus tere. Vonalforrás tere: iránykarakterisztika, láthatósági tartomány. Egyszerű példák az előbbi közelítések alkalmazására.

Tue, 2015-04-14 14:45 — Péter Rucz

Hanglesugárzás félvégtelen térbe: a Rayleigh-integrál, hengeres dugattyú tere. Hanglesugárzás végtelen lemezről: síkhullámú hangtér peremfeltételei, haladó és evaneszcens hullámok, a koincidenciafrekvencia. Hanglesugárzás véges lemezről: analógia a vonalforrással, a láthatósági tartomány és a koincidenciafrekvencia kapcsolata, a kialakuló iránykarakterisztika.

Thu, 2015-04-16 14:06 — Péter Rucz

Hanglesugárzás tetszőleges alakú tárgyról: a Kirchhoff–Helmholtz-integrál, a Sommerfeld-feltétel és az akusztikai peremelemmódszer. Demonstráció: vonalforrás közel- és távoltéri iránykarakterisztikájának számítása. Hullámterjedés hengeres csövekben: a Helmholtz-egyenlet megoldása hengerkoordináta-rendszerben. A vágási frekvencia fogalma. Véges hosszúságú cső módusai, módussűrűség. Demonstráció: haladó síkhullámok és evaneszcens hullámok terjedése hengeres csőben, cső módusalakjainak számítása numerikus módszerrel.

Tue, 2015-04-21 16:32 — Péter Rucz

Hengeres csövek bemeneti impedanciája és admittanciája: reflexiós tényező, ideális lezárások, a szabad féltés és a szabad tér sugárzási impedanciája, a hosszkorrekció. Demonstráció: cső átviteli függvényének mérése: akusztikai hossz meghatározása, a "nyúlás" jelenségének felfedezése. Oldalfuratok (hanglyukak) hatása: a térfogatsebesség, az akusztikai impedancia és admittancia fogalmai, az oldalfurat mint hosszkorrekció (kisfrekvenciás közelítés). Demonstráció: furulya hanglyuk pozíciójának meghatározása, a hanglyuk elkészítése.

Thu, 2015-04-23 15:20 — Péter Rucz

Hullámterjedés kürtökben: a Webster-egyenlet levezetése, a harmonikus eset általános megoldása, a kürtfüggvény és ennek fizikai jelentése. Salmon-kürtök: kúpos, exponenciális és katenoid kürtök. A Salmon-kürtök bemeneti impedanciája. A sajátfrekvenciák meghatározása a bemeneti impedanciából és a geometriai paraméterek hatása a sajátfrkevenciákra. A bemeneti impedancia számításának módszere kompozit kürtökre.

Thu, 2015-04-30 14:10 — Péter Rucz

Terjedési veszteségek, fali veszteség. Az akusztikai-elektromos analógia, koncentrált paraméterű akusztikai elemek. Alkalmazás: Helmholtz-rezonátor és okarina. Demonstráció: Helmholtz-rezonátor sajátfrekvenciájának számítása és mérése. Akusztikai Kirchhoff-hálózátok. Demonstráció: trombita bemeneti impedanciájának számítása veszteséggel és veszteség nélkül, módusfrekvenciák számítása.

Thu, 2015-04-30 15:05 — Péter Rucz

A fúvós gerjesztés. Demonstráció: A trombita működésének és a trombitajáték alapjainak bemutatása, trombitahangok elemzése. (Köszönet Serfőző Lőrincnek.) A Bernoulli-egyenlet levezetése: lokális és konvektív mennyiségek, teljes derivált, az Euler-egyenlet módosított alakja, az általános Bernoulli-egyenlet. A statikus, dinamikus és az össznyomás fogalma. A Bernoulli-egyenlet alkalmazása a fúvós gerjesztésben. Nád- és ajakgerjesztés: térfogatsebesség és akusztikai admittancia. A fúvós gerjesztés mint akusztikai generátor.

Tue, 2015-05-05 15:11 — Péter Rucz

Fúvós gerjesztés: statikus és dinamikus nádmodellek. A stabil oszcilláció kialakulásának feltételei "blown closed" (pl. klarinét), illetve "blown open" (pl. trombita) gerjesztés esetén. Demonstráció: trombita megszólalásának szimulációja különböző gerjesztő nyomások mellett, a nemlineáris hatások megfigyelése. Légnyelv gerjesztés: a szabadsugár, zavarok terjedése a légnyelvben, légnyelv–ék kölcsönhatás, az élhang. Demonstráció: szabadsugár és légnyelv–ék kölcsönhatás szimulációja.

Thu, 2015-05-07 14:14 — Péter Rucz

Az orgona. Az orgona története dióhéjban: a hüdraulisz működési elve, az orgona részegységei. Regiszterek és lábszámozás. Ajak- és nyelvsípok szerkezete és működési elve. A sípok méretezése, hangolása és intonálása. Síp hangolása a nyitott vég átmérőjének változtatásával. Síphangok és az élhang spektruma, az "overblowing" jelensége. Demonstráció: csövesfuvola spektrumának módosítása az admittanciagörbe módosításával, nyelvsíp megszólalása mérésben és szimuláción, a rezonátor hatása nyelvsípok spektrumára.

Tue, 2015-05-12 14:00 — Péter Rucz

A hegedű és a hegedűfélék családja. Demonstráció: A hegedű és a vonó felépítése. (Köszönet Fiala Péternek.) A vonóval gerjesztett húr rezgései: a Helmholtz-mozgás megfigyelése lassított felvételen, összehasonlítás a pengetett húrokkal, tapadás és csúszás periodikus váltakozása, a surlódási együttható nemlinearitása. A vonó-erő minimális és maximális értéke. Longitudinális és torziós rezgések megjelenése a húron. A test módusai, a húrláb, a farkashang megjelenése (demonstráció) és kiküszöbölése. Brácsa, cselló és nagybőgő skálázása. Demonstráció: oktobasszus.

Powered by Drupal