Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Т-242. Октава: частотный интервал между звуками, частота которых различается в два раза и звучание которых поэтому кажется похожим. Похожесть некоторых разных музыкальных звуков легко обнаруживается, если, например, прислушаться к звучанию двух разных-«до» или любых других двух звуков с одинаковыми названиями. Явно слышится, что частота у двух таких одноименных звуков разная, что одно «до» намного выше другого, но в то же время явно слышится, что они чем-то очень похожи. Заметить признаки такой похожести тоже нетрудно: частота любого «до» ровно в два раза больше, чем предыдущего, и ровно в два раза меньше, чем последующего. Это относится ко всем одноименным нотам: у двух соседних «ре», двух соседних «ми» и так далее частота всегда различается в два раза. Этот частотный интервал — «в два раза» — называется октавой (Р-141;1), а кроме того, октавой называют все звуки, которые лежат в пределах этого интервала, все ноты, которые находятся между двумя соседними «до».

Р-141

Чтобы сделать предположение о физической природе похожести звуков с кратными частотами, достаточно посмотреть, как происходит колебание реальной струны (Р-141;2). Струна колеблется не только целиком, но еще и своими отдельными частями, колебательные движения совершают половинки струны, четвертушки, участки, равные одной трети длины, одной пятой и так далее. Эти дополнительные колебания как раз и создают высшие гармоники в звуковом спектре струны, создают призвуки, которые определяют ее спектр, окраску звучания. А когда струна работает как приемник звука (Т-97), то она резонирует не только на основной частоте, но и на обертонах, на высших гармониках. Например, струна, настроенная на 110 Гц, будет резонировать и на частотах 220 Гц, 330 Гц, 440 Гц… Можно предположить, что наши природные акустические резонаторы, подобно струне, резонируют на высших частотах, кратных основной частоте, и особенно сильно на частотах, которые в два, в четыре, в восемь, в шестнадцать раз выше основной частоты. И можно предположить, что именно поэтому нам слышатся такими похожими одноименные ноты из разных октав.

В пределах октавы — 12 частотных ступенек «высотой» в 6 % (Р-141;1); если 12 раз последовательно увеличивать или уменьшать частоту на 6 %, то в итоге получится изменение частоты на 100 %, то есть в два раза.

Частотный интервал между двумя соседними нотами получил название «полутон», интервал в два полутона называется «тон». В пределах октавы — 12 полутонов, на всей музыкальной шкале — семь полных октав, и каждая из них имеет свое название (К-12;1).

В пределах октавы частотных ступенек 12, а названий нот, как можно увидеть, всего 7, они относятся к белым клавишам рояля. Названия остальных пяти нот, которые относятся к черным клавишам, образуются с помощью приставок «диез» и «бемоль». Первая из них обозначает повышение частоты на полтона, вторая — понижение на полтона. Так, например, нота, которой соответствует частота звука 554 Гц, называется «до²-диез» или «ре²-бемоль». Знаки «диез» и «бемоль» универсальны, они сдвигают на полтона вверх или вниз любую ноту, перед которой стоят, или все ноты вообще, если находятся в начале нотной строки, как говорят музыканты, в ключе. Знак «бекар» временно отменяет «диез» или «бемоль».

Обратите внимание, что совершенно разные ноты могут занимать одно и то же место на нотных линейках. Например, над пятой основной линейкой может быть «си» (246,9 Гц) и «соль²» (784 Гц), на первой нижней дополнительной линейке может быть «ми» (82,4 Гц) и «до¹» (261,6 Гц). Указание о том, как именно в данном конкретном случае нужно читать ноты, дает скрипичный или басовый ключ в начале нотной строки. Если бы не такое двукратное использование линеек, то их нужно было бы иметь намного больше и нотная запись получилась бы более громоздкой.