húrrezgésen alapuló hangszerek
(csomópontok, duzzadóhely, alaphang)

A hangszerek egyik jelentős csoportját alkotják azok, amelyek húrok rezgésével állítják elő hangot (pl. hegedű, zongora, gitár, stb.).
A húrok - a kifeszítésük miatt rugalmas szálak - különböző anyagokból készülhetnek (régebben pl. állati bélből, újabban műanyagból, acélból, stb.).


Valamennyi húros hangszer hangkeltésének alapja az, hogy a húr rezgésekor keletkező hanghullámok átadódnak a levegő részecskéinek, azok sűrösödése-ritkulása továbbítja a hangot, mondhatjuk úgy is, hogy az maga a hang.
A rezgés során a húr két rögzített végpontja helyben marad (ezek a csomópontok).
A húr többi pontja egyszerre mozog, ugyanannyi rezgést végez 1 másodperc alatt, tehát azonos frekvenciájúak.
A húr különböző részeinek maximális kitérése (amplitúdója) a rezgés során eltérő. A legnagyobb amplitúdórezgést végző hely a duzzadóhely.


Az animáció bemutaja a húrok hanképzésének jellegzetességeit (Részletesebb magyarázat lentebb található).
A húrokra kattintva megszólaltathatók (a vékonyabb magasabb hangon szól)
A "hangolóra" kattintva hallható, hogy a lazább húr mélyebb hangon szól
A "kézre" kattintva hallható, hogy a rövidebb húr magasabb hangon szól

A húr hangjának különböző jellemzői függenek a hosszúságtól, a vastagságtól, a feszességtől, a rezgetés erejétől és módjától, stb.

Hangerő

A húron kialakult rezgések amplitúdója határozza meg. (Ha erősebben megpendítik a gitárt, jobban meghúzzák a vonót, vagy nagyobbat csapnak a zongora billentyűjére, nagyobb amplitúdó alakul ki, hangosabban szól a hangszer.)

Hangmagasság

A fentebb látható animációból látható, hogy a húr hangmagasságát (frekvenciáját) hossza, vastagsága, feszessége határozza meg:
- a hosszabb húron nagyobb hullámhosszúságú állóhullám alakul ki (tehát mélyebb hangot ad).
- a vastagabb húr mélyebb hangot ad, rezgésének frekvenciája kisebb, mert a nagyobb tömegű húrban alacsonyabb a rezgés terjedési sebessége.
- a jobban megfeszített, rugalmasabb húr gyorsabban rezeg magasabb (frekvenciájú) hangot ad.

Összefoglalva: a hullám sebessége (c) függ a húrt feszítő erő nagyságától (F), a húr keresztmetszetétől (q) és anyagának sűrűségétől (r), az alábbiak szerint:

Hangszín

A fenti húr paraméterek által adódó rezgésszám határozza meg a húr alaphangját.
E mellett azonban - bár halkabban - további felharmonikus hangok is hallhatóak. Ennek oka, hogy az adott hosszúságú húron minden olyan állóhullám kialakulhat, amelynek a húr rögzített végein csomópontja van.

Kialakulhat pl. a középső ábrán látható félhullámhosszúságú felharmonikus,

az alsó ábrán látható harmadlhullámhosszúságú felharmonikus, stb.
Sebességük megegyezik az alaphangot keltő hulláméval, hiszen ugyanabban a húrban terjednek, tehát frekvenciájuk is kétszer, háromszor nagyobb.

Az alap- és felharmonikus hangok együttes megszólalása, és egymáshoz viszonyított hangerőssége alakítja ki a húr hangjának színezetét.

A különböző hangszerek hangzását befolyásolja a megszólaltatás módja is (kézzel vagy valamilyen eszközzel pengetve, vonóval "rezgetve", ütéssel rezgésbe hozva, stb.).

Hangzási jellegzetességek

A húros hangszerek hangzását nagyon sok tényező befolyásolja.
Az egyes hangszerek az alaphangra "rárakódó" felharmonikus hangok miatt ismerhetők fel.
Nincs két egyforma hangszer.
A hangzás szempontjából nagyon lényeges a húr anyaga. Egyes vélemények szerint a legszebb hangja az állati bélből készült húrnak van. Ez viszont nagyon drága, rövid az élettartama és érzékeny a légnedvességre (higroszkópos). A vastag acél húrok nagyon merevek, nincs szép hangjuk. Ezért találták ki a húrfonást. Ha egy kifeszített húrra körbe-körbe fémszálat fonnak megnöveli a súlyát, csökkenti az alaphang magasságát, de ben lesz annyira merev, mint az ugyanilyen keresztmetszetű tömör húré.

Nem csak a húrok már említett "paraméterei" (vastagság, hossz, anyag, feszesség) határozzák meg egy hangszer hangját hanem sok egyéb tényező is.
Ilyen a már említett megszólaltatási mód (pl egy nagybőgő egész másképpen szól ha pengetik, mint amikor vonóval játszanak rajta).
Jelentősen befolyásolja a hangot a hangszer "rezonátor" teste is.
Nem mindegy, hogy milyen anyagokat használtak a készítéséhez, milyen a megmunkálása, milyen lakkréteg van rajta.
Egy elektromos gitár estén nincs különösebb szerepe, de az akusztikus hangszereknél nagyon lényeges a rezonáló test kialakítása.
Nem rég olvastam cikket a híres Stradivari hegedűkről. A legújabb vizsgálatok szerint tulajdonképpen puszta véletlen azok különlegesen jó hangzása. Abban az időszakban olyan éghajlat uralkodott a területen, hogy a fák anyaga sokkal tömörebb volt és ez nagyon jó hangzást eredményez. Persze vitathatatlanúl nagyon precízen, gondosan elkészített hangszerekről van szó.

De az sem mindegy ki szólaltatja meg az adott hangszert!

Hallgassuk meg milyen másképpen szól ugyanaz a dallam a különböző húros hangszereken.
A megfelelő feliratú gombra kattintva Mike Oldfield egyik leghíresebb lemezének, a Tubullar Bellsnek ismert részletét hallgathatja meg az adott hangszeren.

Felhasznált irodalom