Чути, бачити, відчувати і робити (с)
Щоб підтвердити або спростувати сумніви, я вирішив для початку розібратися в принципах звукоутворення при грі на варгане. На мій подив, пошук інформації по темі, що майже нічого не дав. Складається враження, що люди, які грають на варгане, ледь розуміють, як він працює. Точніше, емпіричним шляхом вони досконально визначили, як і який фізичний параметр інструменту впливає на гру, але чому він так впливає, відповісти в більшості випадків не можуть.
Тоді я і вирішив розібратися в принципах роботи варганов, спираючись де на логіку, а де на інформацію, може, і не відноситься до обраної тематики, але схожу за змістом.
Отже, для початку розглянемо, чому звучить дримба. Перебільшено, не враховуючи багато особливостей, лише загальні моменти.
1. При коливаннях язичка варгана в повітряному середовищі відбувається стиснення (ущільнення) повітря перед язичком і розрідження - за ним. В результаті цих дій утворюються області підвищеного та зниженого тиску. Різниця тисків по обидва боки язичка обумовлює виникнення так званої сили опору повітря. Величина останньої залежить від щільності повітря, геометричних і фізичних характеристик рухомого тіла.
, де F - сила опору повітря (також може позначатися буквами X, R); Cx - коефіцієнт аеродинамічного опору (залежить від форми тіла, що рухається, його положення щодо напрямку руху і чисел подібності); # 961; - щільність повітря; S - площа поперечного проекції рухомого тіла; V - швидкість рухомого тіла.
Швидкість руху язичка не однакова на всьому протязі шляху проходження. Найбільше значення за один період вона досягає в момент проходження точки рівноваги, біля якої, власне, і відбуваються коливання язичка. Таким чином, найбільший опір повітря, відповідно до наведеної формулою, що коливається язичок відчуває в точці рівноваги. А значить тут же відбуваються максимальні стиснення-розрідження повітря, які точно відповідають пікових значень амплітуди звукової хвилі.
(Природно, що швидкість руху язичка тим вище, чим більше початкове відхилення язичка від положення рівноваги.)
Втім, через невелику ширини язичка вплив на навколишнє повітря залишається незначним. Тому звук, що породжується коливаннями окремої вузької пластинки, виявляється ледь помітним.
2. Під час руху язичка повітря, що стикається з платівкою, частково ущільнюється, а частиною розсується, обтікає пластинку і на деякій відстані знову замикається.
У момент проходження язичка крізь рамку обтікання його повітрям різко не може (чим менше зазори між язичком і рамкою, тим сильніше). Різниця тисків по обидві сторони пластинки миттєво збільшується, а області стиснення і розрідження моментально поширюються на бо льшие обсяги повітря (за логікою - на ширину рамки).
З огляду на, що на момент проходу язичка крізь рамку доводиться пік його швидкості, слід було б очікувати і помітного збільшення гучності. Однак насправді різниця на слух виявляється не настільки велика.
3. Будь-яка коливається пластина надає руху повітря по обидва боки від своєї площині. При цьому, коли з одного боку відбувається ущільнення повітря, з іншого - навпаки, розрідження. Інакше кажучи, при однаковій частоті і амплітуді породжувані коливаннями пластини дві звукові хвилі виявляються протилежними за фазою.
Хвилі в повітрі мають тенденцію до сферичного поширенню. Якщо між ними є межа, то поширення обох хвиль в просторі відбувається незалежно один від одного. Коли межа зникає, хвилі накладаються один на одного.
Протилежність фаз призводить їх до взаємної нейтралізації. Говорячи образно, при зіткненні області підвищеного тиску з областю зниженого тиску відбувається вирівнювання тисків. І подальше просування цих областей припиняється через їх зникнення. Звук зникає.
Таке явище носить назву акустіческогокороткогозамиканія. Воно добре відомо тим, хто займається акустичним оформленням динаміків, і характерно для хвиль, довжина яких перевищує довжину розділяє кордону.
У тому, що коротке акустичне замикання має місце бути і при звукообразованії у варганов, легко переконатися, провівши невеликий експеримент.
1.Закрепіть варган в лещатах, наводимо в рух його язичок. Звук ледь чутний.
2.Снова змушуємо язичок коливатися і швидко приставляє свої долоні в бічних краях «ДЕК». У цей момент добре чутно, як змінюється гучність звучання інструменту.
Стає зрозумілою необхідність щільного притиснення губ до «декам» варгана: таким чином запобігає акустичне коротке замикання, а звук (в сукупності з роботою ротового резонатора) стає значно голосніше.
Що стосується принципів дії самого резонатора, розбирати їх не буду, оскільки саме цей момент завжди добре вивчався і висвітлювався як в літературі, так і в Мережі.