Dlaczego każdy fortepian musi być dostrojony inaczej?

To dość skomplikowana sprawa. Wyjaśnię to w kilku krokach.

Przerwy w przerwach
Gdy dwa klawisze zostaną naciśnięte w tym samym czasie (to się nazywa interwał), pianino wytworzy połączony dźwięk. Jeśli będziesz uważnie słuchać, usłyszysz, że to połączone brzmienie bije. Objętość wzrasta i maleje kilka razy na sekundę (niektóre interwały pokonują wolniej).
Każdy interwał musi pokonać odpowiednią prędkość
Każdy interwał na klawiaturze fortepianu bije z inną szybkością. Stawki uderzeń dla każdego przedziału są ważne. Fortepian będzie brzmiał dobrze tylko wtedy, gdy te rytmy są dokładnie w porządku. Istnieje sporo zasad, których te beaty muszą szanować. Jedna trzecia bije szybciej niż jedna piąta. Oktawa tylko bije bardzo wolno. Ponadto, jeśli zagrasz dużą trzecią gdzieś na klawiaturze, będzie to bić szybciej, gdy grasz na wyższym poziomie (więcej w prawo).
Uderzenia są wytwarzane przez wyższe harmoniczne
Okej, rytmy interwałów są ważne, ale skąd pochodzą? Cóż, jeśli dwa dźwięki o tym samym tonie (ale innym) zagrają razem, wykonają rytm. Powiedzmy, że ton A ma tonację FA, a ton B tonację FB. Kiedy FB jest tylko trochę wyższa niż FA razem, będzie produkować beat o częstotliwości F = FB - FA.

To staje się dość techniczne i nie tak ważne. Ale jeśli chcesz, możesz zapoznać się z poniższą animacją, aby zrozumieć tę zasadę.

Piano Interval Beats
Tak więc dwa tony, które są blisko siebie, dają rytm. Dobrze wiedzieć, ale dwa tony interwału nie są wcale bliskie! Na przykład stosunek skoku dużej trzeciej (w samej intonacji) wynosi 1,25. Te dwa stanowiska są daleko od siebie. Nigdy nie pokonają! Co wtedy produkuje beat?

Odpowiedź leży w wyższych harmonicznych wytwarzanych przez drgające struny. Po uderzeniu łańcucha powstaje wiele tonów w tym samym czasie. Będzie wibrować na podstawowej (najniższej) wysokości, ale będzie również wibrować z częstotliwością 2, 3, 4 itd. Razy jego podstawową częstotliwość. Przyczyną tego jest to, że ciąg może wibrować na kilka sposobów. Może wibrować całą długością; środek struny oscyluje a końce są nieruchome. Może wibrować dwiema sekcjami; środek oraz końce są wtedy nieruchome a struna oscyluje w 1 /4 oraz 3 /4 swojej długości. W ten sposób struna może wibrować w trzech, czterech, pięciu, itd. sekcjach. Wszystkie te wibracje struny występują w tym samym czasie. Poniższa animacja wyjaśnia to. Sekcje są również nazywane częściami, co powoduje, że wyższe harmoniczne wytwarzane przez łańcuchy są również nazywane częściami.

Częściowe sznurki fortepianu

Teraz możemy zrozumieć, co powoduje uderzenia, na przykład, jedną trzecią. Odstęp od A4 do C # 5 jest główną trzecią. Jeśli A4 ma częstotliwość 440 Hz, wówczas C # 5 (w samej intonacji) ma skok 550 Hz. Czwarta harmoniczna A4 (5 * 440 = 2200 Hz) jest taka sama jak trzecia harmoniczna C # 5 (4 * 550 = 2200 Hz). Tak więc jeden z bitów, które słyszysz w dużej trzeciej, jest spowodowany przez te dwie wyższe harmoniczne. W rzeczywistości można usłyszeć wiele uderzeń spowodowanych wieloma parami różnych harmonicznych. Możesz sobie wyobrazić, jak trudno jest usłyszeć (i policzyć) te uderzenia przez ucho. Profesjonalni tunery ćwiczą lata, aby to naprawić.
Niedźwiadkowość
W poprzedniej sekcji wyjaśniłem, że struna wibruje w różnych częściach. Powoduje to wytwarzanie wyższych harmonicznych (częściowych). Mówiłem o częstotliwościach 2, 3, 4 itd. Razy podstawowej częstotliwości. To właściwie nie jest prawda. Ze względu na fizyczne właściwości sznurka (długość, średnica, sztywność, waga, niedoskonałości itp.) Czynniki te są nieco wyższe. Sznur musi trochę się rozciągnąć, aby wibrować. Ciąg musi rozciągać się jeszcze bardziej, aby wibrować w większej liczbie części. Jest to jeden z powodów, dla których wyższa częstotliwość harmonicznych w rzeczywistości ma wyższy kąt nachylenia niż można się spodziewać.
Wniosek
Wszystko to oznacza, że częstotliwość rytmu interwału zależy od (ogromnej ilości) fizycznych właściwości fortepianu. Te właściwości są różne dla każdego fortepianu. Aby uzyskać rytm wszystkich interwałów dokładnie tak, każdy fortepian musi być dostrojony inaczej.

Dirk's Piano Tuning Software rozwiązuje zagadkę
To bardzo skomplikowana łamigłówka, aby określić prawidłową wysokość dla każdego struny, aby każdy interwał był dokładnie poprawny, a fortepian brzmi optymalnie. Dirk's Piano Tuner wykonuje to za Ciebie. W tym oprogramowaniu wszystkie struny będą nagrane po kolei, jedna po drugiej, przy czym pozostałe będą wyciszone. Konieczne strojenie jest określane przez komputer za pomocą tych nagrań z jednym ciągiem. Tuner nie tylko nagrywa podstawowy ton, ale także jego składowe harmoniczne. Po nagraniu jednej struny, tuner posiada wszystkie potrzebne dane aby obliczyć podstawowe częstotliwości wszystkich pozostałych strun. Tuner oblicza czystość wszystkich możliwych interwałów i dostraja je. Pźniej wszystkie struny mogą być strojone, jedna po drugiej.