Viool RVDH Rob van der Haar Sneek Blz. 1

Transcriptie

1 Viool RVDH 2012 Akoustische analyse van deze viool: Blz 2 en 3 uitleg van de methode Blz 4 algemene metingen klankkast Blz 5 t/m 8 metingen per snaar Blz 9 conclusies 2017 Rob van der Haar Sneek Blz. 1

2 Intro Klankanalyse van de viool Een paar begrippen vooraf: De sterkte van een toon, hoe hard de toon klinkt, wordt Luidheid genoemd. De bijbehorende eenheid is decibel, afgekort tot db. Een toon van 89 db klinkt dus harder, luider dan een toon van 85 db. Deze schaal loopt niet recht-evenredig. Praktisch gesproken klinken twee violen van allebei 85 Hz, samen als 88 Hz. De toonhoogte wordt uitgedrukt in Hertz, afgekort tot Hz. Dit werkt wel recht-evenredig. 880 Hz klinkt 2x zo hoog als 440 Hz (een octaaf hoger). De klankkleur van een instrument wordt bepaald door de sterkte verhouding van de grondtoon en de verschillende boventonen. In dit meetrapport onderzoeken we de klank van een viool aan de hand van een aantal vragen: 1. Hoe sterk is de grondtoon op een bepaalde snaar in verhouding tot de boventonen? Een sterke grondtoon geeft een volle, warme klank. 2. Hoe sterk worden de verschillende boventonen weergegeven? Veel klank in het gebied van het menselijk gehoor ( Hz) geeft een volle toon. Weinig geluid tussen 1000 en 3000 Hz en veel hoge tonen, geeft een schril geluid. 3. Hoe groot is het bereik van de viool (in de hoge tonen)? 4. Klinkt de viool ongeveer even sterk over alle vier snaren? Aan de hand van vele metingen blijkt dat een goed klinkende viool de volgende eigenschappen heeft: Criterium 1; De grondtoon is luider dan de boventonen. Criterium 2; De sterkte of luidheid- van de boventonen neemt regelmatig af. Criterium 3; De viool produceert ook geluid in het gebied boven de Hz. Criterium 4; Over alle 4 snaren is een ongeveer even sterke klank (gelijke luidheid). Werkwijze Met behulp van de computer en een speciaal computerprogramma, worden opnamen gemaakt. Vervolgens wordt het geluid per toon geanalyseerd. Daarbij ontstaat een grafiek die de Luidheid van de toon in db weergeeft als functie van de frequentie in Hz. (zie figuur hiernaast) Hoe de grafieken te lezen Langs de verticale as staat de Luidheid in decibel (db). Hoe hoger de grafiek, hoe luider de toon. Langs de horizontale as staat de frequentie. Hoe groter de frequentie in Hertz (Hz), hoe hoger de toon klinkt. In dit voorbeeld wordt een C4 (262 Hz) gespeeld op de g-snaar van een viool. In de grafiek is de hoogste piek de grondtoon. Rechts daarvan zien we een aantal boventonen, waarvan de 2017 Rob van der Haar Sneek Blz. 2

3 1 e en 2 e boventoon met een zwarte pijl worden aangewezen. De boventonen nemen geleidelijk in luidheid (geluidssterkte) af. De zwarte lijn die hier is ingetekend verbindt zoveel mogelijk de pieken. Als de piek onder de zwarte lijn blijft, is die boventoon wat zwakker. Steekt de piek boven de lijn, dan is die piek in verhouding wat sterker (luider). Het gedeelte links van de grondtoon is niet van belang voor de viool. Dat zijn de bijgeluiden van de computer. Goed klinkend is niet altijd hetzelfde als mooi klinkend. De een houdt b.v. meer van een sonoor klinkende Guarneri del Gesù. De ander verkiest een meer heldere Stradivarius klank. Klinken alle snaren even hard? Bij een gewone meting wordt met behulp van een decibelmeter de luidheid in decibels (db) van de vier snaren gemeten. In het geval van de meting van de Petrus Guarneri 1725 zijn de luidheden van de afzonderlijke snaren afgeleid uit de audiogrammen en niet met een aparte decibelmeter bepaald. Daardoor zijn ook de waarden wezenlijk anders (rond de 60 db i.p.v. rond de 90 db) In de voorbeeldtabel is een viool gemeten over de vier verschillende losse snaren. Luidheid in db Viool en bouwjaar G-snaar D-snaar A-snaar E-snaar Kessels db 93 db 93 db 89 db Het verschil is hier groot. 93 decibel wordt ongeveer twee keer zo luid ervaren door het menselijk oor als 89 db. Zoals boven al vermeld: verdubbeling van de sterkte geeft een stijging van 3 db. Tot zover het intro Rob van der Haar Sneek Blz. 3

4 De Viool Viool: Rob van der Haar Bouwjaar 2012 Snaren: Pirastro Obligato Luidheid in db Massa (gr) Kloptoon Kloptoon B0 Helmholtz G-snaar D-snaar A-snaar E-snaar voor achter toon toon 92 db 92 db 88 db 89 db 451 gr (Incl. 35 gr kinsteun) 266 Hz 273 Hz 270 Hz 265 Hz Kloptonen Voorblad Kloptonen Achterblad De frequentie van het voorblad ligt op 266 Hz B0 De frequentie van het achterblad ligt op 273 Hz Kam B0 88, 270, 414 Hz Breed spectrum Helmholtz A0 De Helmholtz frequentie ligt op 265 Hz. A0 265 Hz 2017 Rob van der Haar Sneek Blz. 4

5 G-snaar G A B C D Spectrum over de G-snaar Criterium 1 De grondtoon is sterker dan de boventonen: Dit komt steeds duidelijker naar voren naarmate de toon hoger wordt. Criterium 2 De boventonen nemen in luidheid af met de frequentie: Het instrument heeft op de G-snaar iets luidere frequenties van 3000 tot 5000 Hz. Criterium 3 Ook bij de frequenties boven de Hz geeft de viool geluid af: Duidelijk het geval op deze N.B. Met name de gespeelde C geeft een bijna perfecte weergave op beide criteria Rob van der Haar Sneek Blz. 5

6 D-snaar D E F# G A Spectrum over de D-snaar Criterium 1 De grondtoon is sterker dan de boventonen: Op de D-snaar is dit duidelijk het geval. Criterium 2 De boventonen nemen in luidheid regelmatig af met de frequentie: Het instrument heeft op deze snaar iets sterkere frequenties tussen de 1500 en 4000 Hz. Criterium 3 Ook bij de frequenties boven de Hz geeft de viool geluid af: Duidelijk het geval op deze Bij 270 Hz zit een extra resonantie die mogelijk ontstaat door de Helmholtz toon of Breathing Mode zoals deze ook genoemd wordt. De toon ontstaat door het ademen van de klankkast via de ƒ-gaten. Ook zitten er vele extra frequenties in het gebied tussen de 1000 en 4000 Hz. Deze zijn zichtbaar als lage piekjes tussen de gewone pieken. Deze verklaren mede de warme toon Rob van der Haar Sneek Blz. 6

7 A-snaar A B C# D E Spectrum over de A-snaar Criterium 1 De grondtoon is sterker dan de boventonen: Op de A-snaar is dit het meest duidelijk het geval bij de gespeelde B. Wel neemt de grondtoon af bij hogere tonen. Criterium 2 De boventonen nemen in luidheid af met de frequentie: Op de A-snaar zijn de frequenties tussen 1500 en 4000 Hz iets oververtegenwoordigd. Criterium 3 Ook bij de frequenties boven de Hz geeft de viool geluid af: Duidelijk het geval op deze Het beeld van de B gespeeld op de A-snaar geeft een nagenoeg perfect beeld. Ook op deze snaar (met name bij de gespeelde E) komt de extra resonantie rond de 270 Hz naar voren Rob van der Haar Sneek Blz. 7

8 E-snaar E F# G# A B Spectrum over de E-snaar Criterium 1 De grondtoon is sterker dan de boventonen: Op de E-snaar is dit duidelijk het geval bij de gespeelde B. Wel neemt de grondtoon af bij hogere tonen. Criterium 2 De boventonen nemen in luidheid af met de frequentie: Op de E-snaar zijn de frequenties tussen 2000 en 3000 Hz iets oververtegenwoordigd. Criterium 3 Ook bij de frequenties boven de Hz geeft de viool geluid af: Duidelijk het geval op deze Het beeld van zowel de G# als de B gespeeld op de E-snaar is nagenoeg perfect. Ook op deze snaar komt de resonantie rond de 270 Hz en enkele andere lage frequenties naar voren Rob van der Haar Sneek Blz. 8

9 Conclusies over het geheel: Criterium 1: De grondtoon is sterker dan de boventonen. Voldoet de viool in hoge mate aan. Criterium 2: De boventonen nemen in luidheid regelmatig af met de toenemende frequentie. Voldoet de viool in hoge mate aan. Criterium 3: Het instrument heeft een breed bereik van toonhoogtes. Voldoet de viool in hoge mate aan. Criterium 4: Het instrument klinkt even sterk over alle vier snaren. De G- en de D-snaar zijn iets krachtiger in klank dan de A- en E- De A- en E-snaar blijven 3 á 4 db achter bij de G- en D- G-snaar D-snaar A-snaar E-snaar 92 db 92 db 88 db 89 db Samenvattend: 1) De viool heeft een warme volle klank. Dit blijkt ook uit de audiogrammen. De grondtoon is sterk aanwezig en in het algemeen neemt de luidheid van de boventonen af. Bij diverse tonen is een perfect audiogram zichtbaar. 2) De viool heeft een krachtige G- en D- In tegenstelling tot de meeste viool zelfs iets krachtiger dan de A- en E- De warme klank van het instrument wordt mogelijk mede veroorzaakt door de vele extra frequenties tussen 1000 en 4000 Hz, te zien in de audiogrammen als lage piekjes tussen de gewone door. Het instrument heeft kennelijk een soepele klankkast, die gemakkelijk meebeweegt. Kortom een instrument dat gemakkelijk alle frequenties weergeeft en dus een grote potentie heeft. Rob van der Haar Sneek. Mei Rob van der Haar Sneek Blz. 9