Doğal Frekanslar ve Müzik

Müzik aletleri, çoğu yapı ile ortak olarak paylaştıkları, bir dizi frekanstan birinde kolaylıkla titreştirilebilme özellikleri sayesinde bir ses üretebilirler. Diğer tüm frekanslarda bu büyük uğraş gerektirir. Doğal olarak yanıt verdikleri frekanslara doğal frekanslar denir ve titreşim sırasında deforme oldukları karşılık gelen şekillere modlar denir. Genellikle baskın olan ilk (veya en düşük) doğal frekanstır.

Bir nesneye vurursanız, doğal frekansında titreşmeye başladığı için oluşan bir ses duyarsınız. Bu, nesnenin şekli ve yapıldığı malzeme ile ilgilidir. Parmak eklemi ile bir masaya vurun ve ardından bir kitaba dokunun; daha yumuşak malzeme, daha düşük frekanslı bir ses çıkarır (her iki ses de ahşap ve kağıdın köreltici özelliğinden dolayı hızla kaybolur). Müzik aletleri, melodiye dönüşebilen hoş seslere neden olan malzemeler ve şekiller kullanarak bu fenomenden yararlanır.
Pratik bir örnek olarak bir cetvel veya benzer şekilli bir malzeme düşünün. Bir parçasını, geri kalanı serbest kalacak şekilde masanın kenarında tutun, serbest uca bastırın ve sonra bırakın. Bir ses yaratarak ileri geri salınır. Serbestçe sarkan kısmı kısaltarak veya uzatarak frekans yükseltilebilir veya azaltılabilir - deneyin!

Müzik aletlerinin sesi yaratma şeklini gösteren ikinci deney, bir hava kütlesinin titreşimi yoluyla bir şişenin tepesine üflemektir. İçerideki havayı titreştirmek için uyarmak oldukça kolaydır ve havanın hacmini değiştirmek için su ekleyerek frekansı değiştirebilirsiniz.

Bir titreşimin frekansı, saniyedeki döngü sayısıdır ve Hertz (Hz) cinsinden ölçülür. Aşağıdaki resimde 0,04 saniyede yaklaşık 19 döngü vardır, bu nedenle frekans yaklaşık 475Hz'dir. Bir orkestra tarafından çalınan A notası, 440Hz frekansına sahiptir. Tipik bir cetvelin 7 cm'lik bir çıkıntısı, yaklaşık 200Hz'lik bir frekans verecektir.