В науке музыкальным называется тот звук, в котором изменение акустического давления, воспринимаемого ухом, упорядочено и повторяется регулярно, через равные промежутки времени. Звук перестает быть музыкальным, и его называют шумом, если звуковое давление изменяется беспорядочно.

Всякое вибрирующее тело создает одновременно звуки нескольких тонов или частот и при этом различной интенсивности. Самый низкий из них называют основным тоном; более высокие тоны, сопровождающие основной,- обертонами. В совместном звучании основной тон и обертоны создают тембр звука. Каждому музыкальному инструменту, каждому человеческому голосу присущ свой тембр. Один тембр отличается от другого числом и силой обертонов. Чем больше их в звучании основного тона, тем приятнее тембр звука. Ухо человека способно анализировать звук, т. е. разбираться в совокупности тонов и обертонов, и это позволяет ему отличать один тембр от другого.

Если высокие обертоны преобладают в человеческом голосе над низкими, говорят, что в голосе "слышится Звучание металла". Когда же преобладают низкие обертоны, голос называют мягким, бархатистым. При этом нельзя упускать из виду, что восприятие голоса слухом зависит не только от частоты колебаний и интенсивности звука, не только от тонов и обертонов, но и от чувствительности уха к тонам различной высоты.

Человеческий -голос -это сложное колебание, состоящее из многих простых колебаний различного тона и громкости: А - гласная "а", произнесенная мужским голосом, основная частота - 200 колебаний в секунду; И - гласная "и", высокий голос девочки, основная частота - 350 колебаний в секунду; С - так построена волна "беззвучной" согласной "с", ее частота - около 6000 колебаний в секунду.

Созвучие - это одновременное звучание нескольких музыкальных тонов. Отношение частот колебаний двух тонов называют интервалом. Если отношение равно 1 : 1, интервал называют унисоном. Отношение 1:2 - октава, 2:3 - квинта, 3:4 - кварта, 4:5 - большая терция, 5:6 - малая терция.

Одна и та же нота -до первой октавы -звучит на разных музыкальных инструментах по-разному. Различие зависит от тембра, который придается ноте инструментом. На рисунках (сверху вниз): так волна этой ноты выглядит, когда ее воспроизводят на кларнете; та же нота, воспроизведенная на пианино; до первой октавы на скрипке.

Если частоты двух тонов очень мало отличаются друг от друга, их совместное звучание создает своеобразное завывание - биения: совместное звучание периодически то усиливается, то ослабляется. Количество усилений в одну секунду называют частотой биений. Если частота биений не больше четырех в секунду, они не мешают слуховому восприятию. Если же частота достигает тридцати (и особенно тридцати трех), звуковое ощущение нестерпимо. Однако при большой частоте (около 130 Гц) влияние биений на слуховые ощущения исчезает.

При звучании струн скрипки, виолончели, рояля всегда слышны кроме основного тона дополнительные призвуки - обертоны. Предположим, что одновременно звучат две струны, их основные частоты -200 и 400 Гц и у каждой струны 5 обертонов.

У первой струны: основной тон - 200 Гц первый обертон - 400 Гц второй обертон - 600 Гц третий обертон - 800 Гц четвертый обертон - 1000 Гц пятый обертон - 1200 Гц

У второй струны: основной тон - 400 Гц первый обертон - 800 Гц второй обертон -1200 Гц третий обертон - 1600 Гц четвертый обертон - 2000 Гц пятый обертон - 2400 Гц

Отношение частот у основных тонов равно 1 : 2, т. е. октаве. При совместном звучании обеих струн три тона у них совпадают: 400, 800 и 1200 Гц. Чем больше в совместном звучании одинаковых тонов, тем больше сродства в созвучии струн. В этом случае биений нет, созвучие называют консонансом.

Если вторую струну заменить третьей, у которой: основной тон — 410 Гц первый обертон — 820 Гц второй обертон — 1230 Гц третий обертон — 1640 Гц четвертый обертон — 2050 Гц пятый обертон — 2460 Гц, то совместные звучания первой и третьей струн будут давать биения: 400 и 410 Гц, 800 и 820 Гц, 1200 и 1230 Гц. Частоты биений равны разности частот колебаний двух струн, т. е. 10, 20 и 30 Гц. Октава разрушена, и получился диссонанс.

Интервалы, которые дают лучшие консонансы, образуют последовательности музыкальных звуков — гаммы, где отношение частот строго определенно. Существует много разновидностей гамм. У большинства из них отношение соседних частот составляет арифметическую пропорцию. Например, мажорная, или диатоническая, гамма включает тоны, частоты которых относятся, как

На практике рассчитывают тоны мажорной гаммы по частоте колебаний ля первой октавы — 440 Гц.

Механика

Музыкальные звуки