Chvenie

Od chvíle, keď pravekí lovci zistili, že ich luk vydáva zvuk, keď rozvibrujú tetivu, ľudia tušili, že v napätej strune sa skrýva hudba. Chvenie elastického vlákna upevneného na oboch koncoch sa stalo základom rodiny hudobných nástrojov a ovplyvnilo matematiku, fyziku i filozofiu.

Chordofóny sú nástroje, ktoré vytvárajú zvuky vibráciou jednej alebo viacerých strún napnutých medzi pevnými bodmi. Okrem hárf, lutien, huslí a gitár medzi ne patrí napríklad aj klavír, ktorý tiež vydáva zvuk vďaka strunám, hoci to nemusí byť na prvý pohľad zjavné.

Stojatá vlna

Keď sa struna rozoznie úderom, brnkaním alebo sláčikom, vzniká v nej mechanická vlna, ktorá sa šíri pozdĺž nej. Struna je upevnená na oboch koncoch, vlna sa teda odrazí a vracia sa, opäť sa odrazí a vlnenie zostáva medzi oboma miestami aj po vypnutí zdroja (napríklad po zabrnkaní), až kým sa nerozptýli v dôsledku nedokonalých odrazov. V upevnených miestach, teda uzlových bodoch, je výchylka nulová, v bruchu vlny je maximálna. Najnižšia frekvencia, pri ktorej vzniká stojatá vlna s jedným bruchom, sa nazýva základná frekvencia alebo prvý harmonický tón. Vyššie harmonické tóny sú násobkami základnej frekvencie: každý harmonický tón pridáva do vzoru kmitania ďalší uzol a brucho.

Podľa francúzskeho vedca Marina Mersenna je frekvencia (výška tónu) nepriamoúmerná dĺžke struny – čím je struna dlhšia, tým hlbší tón vydáva. Frekvencia je tiež priamoúmerná druhej odmocnine napínacej sily – struny v nástrojoch sa ladia tak, že sa pomocou otáčacích kolíkov napínajú alebo povoľujú. Do tretice, frekvencia je nepriamoúmerná druhej odmocnine hmotnosti na jednotku dĺžky – basové struny nemusia byť dlhšie, ale sú hrubšie, a preto znejú hlboko.

Rezonancia

Mersenne opísal pravidlá frekvencie kmitania natiahnutej struny v roku 1636. V praxi ich však intuitívne objavovali prví hudobníci už tisícky rokov predtým. Dávni výrobcovia hudobných lukov pochopili aj to, že každý predmet a priestor má frekvencie, pri ktorých najlepšie vibruje, teda rezonuje. Keď príde zvuk s takouto frekvenciou, rezonátor sa rozkmitá výraznejšie a daný tón alebo jeho časť sa zosilní. Struna sama osebe hrá pomerne potichu, pretože nerozhýbe vzduch veľmi účinne. Ak sa však vibrácie struny prenesú do rezonátora, ten začne spoluznieť, rozhýbe oveľa viac vzduchu a výsledkom je hlasnejší a bohatší zvuk.

Zvuk z rezonátora je nielen hlasnejší, ale aj pozmenený, pretože nie všetky frekvencie sa zosilňujú rovnako. Závisí to od veľkosti a tvaru rezonátora, ale aj od materiálu, z ktorého je vytvorený. V začiatkoch slúžili ako rezonátory vydlabané tekvice alebo kokosové orechy; neskôr sa začali používať drevené, sofistikovanejšie telá, ktoré ovplyvňujú zvuk nástroja rovnako ako samotné struny.

Hmatník

V mezopotámskych a gréckych lýrach, lutnách a harfách, čo boli prvé strunové nástroje po upravených lukoch, slúžilo ako ozvučnica (rezonátor) samotné telo nástroja. V typickej gréckej lýre bolo sedem strún z ovčích čriev (odtiaľ pochádza grécke slovo chordí označujúce strunu zo zvieracieho čreva) natiahnutých na ráme z dutého dreva potiahnutého zvieracou kožou. Podobne vyzerali aj grécke kithary a harfy. Tie boli väčšie, takže rezonátorom bol aj celý mohutný dutý podstavec. Zvuk chvejúcej sa struny vstupuje do dosky, ktorá sama rezonuje a posiela ho ďalej do dutiny.

Redakčný článok