Bạn đang truy cập vào diễn đàn cũ của Đamsan.Net. Diễn đàn này không nhận đăng kí thành viên mới cũng như bài viết mới kể từ ngày 11-02-2012. BQT.
Theo sự chỉ định của Minh Quang (một đàn anh về vật lý thực nghiệm mà em rất kính phục) em xin post lên video giả lập mô hình dao động của áp suất, thể tích và bản thân của phân tử khí trong ống sáo, nếu bác nào ko xem đuợc xin vui lòng download file flash sau :
http://www.mediafire.com/?mtdgirkjywo
[youtube:fNYDCQWAERk]
bác Lee có thể giải thích rõ hơn về video này, phân tích rõ nó được không ạ? và kết luận rút ra được từ đó? và điều này ảnh hưởng như thế nào đến tần số và cường độ âm phát ra. và yếu tố ảnh hưởng đến đồ thị ở video là những yếu tố nào trên trúc? khi có khoét lỗ trên đó ở các vị trí khác nhau và kích thước khác nhau thì nó thay đổi ra sao? điều này bác có thể làm rõ được không? nhiệt độ và độ ẩm có làm đồ thị thay đổi không và thay đổi thế nào? có thể đưa ra biểu thức quan hệ của các đại lượng đặc trưng cho các yếu tố ảnh hưởng không?
bác đưa lên một video em thấy tò mò lắm và thắc mắc nhiều vấn đề lắm. mong bác nghiên cứu và giải thích rõ, em cũng muốn hiểu thêm về những điều này.
Cảm ơn LHS đã post đoạn video trên!
trước hết ta hiểu sao về âm thanh, tại sao có âm thanh, độ lớn, âm sắc v v
theo tôi hiểu âm thanh là áp suất của môi trường tác động lên màng nhỉ có độ lơn thay đổi (hay nói cách khác là áp suất động) độ lớn của âm thanh là biên độ thay đổi áp suất, tần số âm thanh là số lần áp suất thay đôi trong một giây, âm sắc là hình dạng của mổi lần thay đổi áp suất theo đồ thị áp suất, nói cách khác là trong mổi lần thay đổi áp suất có nhiều lần thay đổi áp suất nhỏ trong đó, các bạn có thể mườn tượng là trong 1 cú đâm của người bình thường và ngưòi bị rung cơ thì người bị rung cơ có nhiều lần đấm nhỏ trong lần đấm lớn
tại sao có âm thanh? theo tôi vụ nổ của viên pháo là do áp suật trong viên pháo quá lớn đủ để xé toạt vỏ pháo 1 cách ĐỘT NGỘT mà phải đột ngột thì hiệu quả âm thanh mới cao, nói ra nghe có vẻ đinh tính quá nhưng nếu các bạn để ý vụ nổ vỏ xe và lũng vỏ xe, mặc dù đều là hiên tượng giống nhau nhưng thời gian giải phóng áp suất khác nhau dẩn đến âm thanh khác nhau, điều này cũng giống như nòng giảm thanh của súng giải phóng áp suất từ từ khác với không có nong giảm thanh giải phóng áp suất 1 cách đột ngột
vậy tại sao sáo có tiếng kêu? ta hảy làm 1 thí nghiệm sau: lấy 1 cái chai khô để nằm ngan trên bàn, sau đó lấy 1 cán thuốc lá hay 1 cục mouse nhỏ để ngay trong miệng chai, kế đến thổi tụt mạnh vào chai như cố thổi cho miếng mouse rơi vào trong chai và quan sát hiện tượng, sau đó thay đổi chai nhỏ hơn hay lớn hơn và cùng cách thổi, lực thổi, thời gian thổi và quan sát,, các bạn hãy làm và cho ý kiến lần sau ta bàn tiếp
ngoccuaanhoi: bác Lee có thể giải thích rõ hơn về video này, phân tích rõ nó được không ạ? và kết luận rút ra được từ đó? và điều này ảnh hưởng như thế nào đến tần số và cường độ âm phát ra. và yếu tố ảnh hưởng đến đồ thị ở video là những yếu tố nào trên trúc? khi có khoét lỗ trên đó ở các vị trí khác nhau và kích thước khác nhau thì nó thay đổi ra sao? điều này bác có thể làm rõ được không? nhiệt độ và độ ẩm có làm đồ thị thay đổi không và thay đổi thế nào? có thể đưa ra biểu thức quan hệ của các đại lượng đặc trưng cho các yếu tố ảnh hưởng không? bác đưa lên một video em thấy tò mò lắm và thắc mắc nhiều vấn đề lắm. mong bác nghiên cứu và giải thích rõ, em cũng muốn hiểu thêm về những điều này.
Bác hỏi kiểu gì mà giống như ban giám khảo đang tấn công 1 luận án gì đó ... Mà bác đã đặt ra được những vấn đề này, tui nghĩ bác cũng đã có nghiên cứu nhiều rồi, vậy thì theo ý bác nên giải thích ra sao?
--------------
Các định nghĩa ở trên của bạn MQ thì tui xem qua nhiều lần nhưng vẫn không hiểu lắm, phải như có thêm hình ảnh minh họa chắc dễ hiểu hơn. Còn thí nghiệm của bạn kết quả như thế nào, có video clip cho mọi người cùng tham khảo không?
Trong những năm qua, có vài người yêu sáo, thường đem đến cho tôi xem các loại sáo họ sưu tầm, cái nào dỏm thì nhờ tôi sửa lại dùm hoặc tặng miễn phí. Lúc đầu cũng mày mò sửa có lúc được lúc không, có khi thấy 2 sáo của cùng 1 tác giả, giống hệt nhau, nhưng âm thanh lại khác. Tại sao? Bí lối tôi bèn tìm các cao nhân học hỏi thêm. Về lý thuyết thì có rất nhiều người, ai nói cũng hay và đúng, nhưng thực nghiệm cụ thể có số liệu chính xác thì đếm trên đầu ngón tay...
Cũng giống như mọi vấn đề khoa học kỹ thuật khác, bài toán về sáo là 1 hàm đa biến của nhiều hiện tượng cơ lý hóa. Cái khôn khéo của nhà nghiên cứu là đơn giản hóa vấn đề để khảo sát, áp dụng nguyên tắc độc lập tuyến tính, khi khảo sát 1 biến số nào đó thì các biến số còn lại giữ yên, kế tiếp lại xét biến số khác, cứ như vậy... cuối cùng cộng tất cả các kết quả riêng biệt để có trị số chung của hàm. Thí dụ khi muốn biết ảnh hưởng của sự thay đổi lòng kính ống sáo, thì các yếu tố khác như vật liệu, độ nhẵn, cách thổi, v.v... là không thay đổi (constant) trong quá trình khảo sát.
Dưới đây là 1 số vấn đề sơ đẳng cần lưu ý cho các bạn muốn hành nghề copy sáo giống như tôi (thí dụ sáo tông đô) ...
A1) Đường kính Thay đổi 0,1 mm (khoảng độ dầy của 1 tờ giấy, khó nhìn thấy bằng mắt); kính 13,0mm <-> 13,1mm thì cao độ tăng giảm 5 cent, lỗ tai chuyên nghiệp sẽ nghe được sự khác biệt này! Độ co rút của gỗ, tre trúc theo thời gian có khi thay đổi 0,5 mm là chuyện thường. (Tôi có vài ống sáo sau vài năm thì âm thanh khác hẳn lúc ban đầu). Khi đường kính thay đổi cục bộ chỗ phình chỗ co (thả hòn bi vào lòng sáo thì biết ngay), thì âm sắc càng thay đổi quái dị hơn, cho nên vấn đề chọn vật liệu, cách xử lý và độ chế tạo chính xác rất quan trọng. Các nhà làm kèn clarinet professional hiện nay đạt độ chính xác 0,01 mm trong khi độ chính xác xuất xưởng của ống PVC là 0,2mm.
A2) Độ dầy ống Thay đổi độ dầy của ống 0,1mm (2,5mm <-> 2,6mm) thì cao độ thay đổi khoảng 4 cent.
A3) Vị trí nút chặn Thay đổi vị trí nút chặn 2mm thì cao độ thay đổi tăng dần từ 0 cent (Đô1) đến khoảng 20 cent (Si2). Suy ra, nếu thay đổi 1mm thì cao độ thay đổi từ 0 đến 10 cent.
(Không hiểu tại sao tôi lại post kết quả của sự dịch chuyển 2mm, rồi lại nói về 1mm, thật là lẩm cẩm. Nút chặn của flute điều chỉnh được xa gần, chắc là có mục đích gì đó)Tóm lại, chưa kể đến vật liệu cũng như lệch lạc về vị trí và kích thước các lỗ trên thân sáo, thì tổng cộng các yếu tố A1+A2+A3 là khoảng 20 cent rồi.
Em cũng lờ mờ nhận ra những thay đổi đó nhưng tất cả những điều này sẽ được kiểm định chuẩn xác hơn nếu chúng ta có cái máy có thể kiểm soát hơi thổi như cái máy này . Vì luồng hơi của con người nó cảm tính lắm bác G216 à, do đó em với bác Minh Quang cũng đang mày mò chế cái máy biết thổi tự động như vậy để có thể cho ra kết quả khách quan hơn !
leehonso: Em cũng lờ mờ nhận ra những thay đổi đó nhưng tất cả những điều này sẽ được kiểm định chuẩn xác hơn nếu chúng ta có cái máy có thể kiểm soát hơi thổi như cái máy này . Vì luồng hơi của con người nó cảm tính lắm bác G216 à, do đó em với bác Minh Quang cũng đang mày mò chế cái máy biết thổi tự động như vậy để có thể cho ra kết quả khách quan hơn !
Bác nói đúng, cần phải có máy móc để xác minh, mong 2 bác thành công. Những kết quả ở trên không thể nào do người thổi mà có, tui nói dùng etuner để đo mục đích là làm vấn đề cho nó có vẻ đơn giản và dễ hiểu hơn và kích thích sự tìm tòi của các bạn thích nghiên cứu.
A4) Nên chọn đường kính nhỏ hay lớnỐng lớn thuận âm trầm, ống nhỏ thuận âm cao; điều này ai cũng biết. Trên thị trường, sáo tông Đô có lòng kính từ 11mm đến 15mm. Ta nên chọn cỡ nào? Thường thì tùy theo cảm tính, nhưng sáo lòng nhỏ khó thổi các nốt trầm và âm sắc không hay, trong khi ống lớn lại khó lên nổi bát độ 3. Thực nghiệm về độ cản âm cho thấy như sau:Giới hạn của flute là khoảng 123dB, trên mức đó ít ai mà thổi được. Đối với sáo tre trúc cỡ tông Đô thì chưa có giá trị gìới hạn cụ thể, nhưng tôi đoán là khoảng 130dB. Có lẽ đa số sẽ chọn kính trung bình khoảng 13mm làm sáo. Sáo Thầy TTT là 12,5mm. Sáo TQ là 15mm. Theo đồ thị trên thì tại nốt Fa2(=F6) là giao điểm của 2 đường cản âm, từ Sol2 trở lên thì độ cản âm của ống lớn cao hơn ống nhỏ, khoảng cách chênh lệch trên đồ thị thì không bao nhiêu, nhưng thực tế rất lớn vì nó được vẽ theo tỉ lệ lôgarit có đơn vị deciBel. Sự hình thành sóng âm của các nốt cao từ Si2 (=B6) trở lên nằm gọn trong phần thân sáo giữa lỗ Si2 và lỗ thổi, đáng lưu ý điều này. Một số nhà chế sáo kết hợp ưu điểm của cả 2 (hay nhiều) đường kính cho 1 ống sáo để dễ thổi cả 3 bát độ. Tôi thấy sáo gỗ tông Si của thầy HB, kính phần trên khớp nối nhỏ hơn phần dưới 1 chút, không rõ đây là sự tình cờ hay có tư duy kỹ lưỡng, vì sáo ở các tông khác thì không như vậy. Đến đây tôi hiểu tại sao tầm âm của flute thổi lên 3 bát độ đầy đủ 1 cách dễ dàng, trong khi sáo Barốc đòi hỏi rất nhiều kỹ thuật thổi (Nói thiệt, tôi chưa thử qua sáo Ba-rốc nên không có kinh nghiệm).
(còn tiếp)
Mấy hôm vừa qua tôi có dịp xem 2 ống sáo của người quen, mới mua của thầy TTT (chỉ bán cho khách đặc biệt, giá không mềm), ngoại hình đơn giản mà đẹp theo cái nhìn của tôi. Tôi hơi ngạc nhiên khi thấy trên cả 2 sáo có lỗ Fa nhỏ, lỗ Mi lớn, giống như sáo khoét theo âm chuẩn Tây phương; trong khi 8 năm về trước các lỗ bấm cùng cỡ như nhau với lòng kính Phục hưng.
Một sáo gỗ tông C, lòng kính dạng Ba-rốc và 1 sáo trúc lóng dài (nứa?) tông A lòng trong cấu tạo tự nhiên nhưng giống dạng flute. Tôi thử thổi đồ rê mi ... thì người xung quanh (ko phải dân chơi nhạc) cho rằng tiếng sáo gỗ hay hơn sáo trúc. Riêng tôi cảm thấy sáo trúc thổi nặng hơn sáo gỗ, lẽ ra theo thực nghiệm khoa học thì nó phải nhẹ hơn mới đúng! Xem kỹ hơn thì nhận thấy rằng lòng sáo gỗ đánh bóng trơn láng, tròn đều, các lỗ gia công kỹ lưỡng; khớp nối có vòng cao su rất kín hơi và chắc chắn. Lòng sáo trúc cũng khá tròn nhưng không trơn láng vì cấu trúc thiên nhiên, hơi có sọc dọc tuy rất nhỏ, sáo mới mua còn khô, hơn nữa lỗ khoét còn nhiều cạnh sắc và sớ tre tua tủa; về mặt thiết kế thì khá đúng nguyên tắc khoa học; có lẽ sau khi mài dũa lại sẽ là 1 sáo pro. (Vỏ nhựa bọc giữa thân sáo trúc là do người mua tự gắn thêm vào, ko hiểu lý do)
Tới đây tôi nhớ lại 1 nhạc sĩ sáng tác khuyên tôi nên nhúng ống sáo vào nước trước khi thổi, nhiều NS biểu diễn tiêu sáo đều làm như vậy (không áp dụng cho flute, hay PVC, ...). Thì ra lớp nước bám vào vách sáo tạo thành 1 màng mỏng trơn láng, lấp kín các đường nứt nhỏ, kết quả thổi rất nhẹ; chứ không phải nhúng nước cho tre trúc nở ra.
(......)
Đạt được tuyệt đỉnh công phu: thổi sáo ko cần sáo!
[URL=http://www.facebook.com/karmalaw.net[/url]
guest216:Mấy hôm vừa qua tôi có dịp xem 2 ống sáo của người quen, mới mua của thầy TTT (chỉ bán cho khách đặc biệt, giá không mềm), ngoại hình đơn giản mà đẹp theo cái nhìn của tôi. Tôi hơi ngạc nhiên khi thấy trên cả 2 sáo có lỗ Fa nhỏ, lỗ Mi lớn, giống như sáo khoét theo âm chuẩn Tây phương; trong khi 8 năm về trước các lỗ bấm cùng cỡ như nhau với lòng kính Phục hưng. Một sáo gỗ tông C, lòng kính dạng Ba-rốc và 1 sáo trúc lóng dài (nứa?) tông A lòng trong cấu tạo tự nhiên nhưng giống dạng flute. Tôi thử thổi đồ rê mi ... thì người xung quanh (ko phải dân chơi nhạc) cho rằng tiếng sáo gỗ hay hơn sáo trúc. Riêng tôi cảm thấy sáo trúc thổi nặng hơn sáo gỗ, lẽ ra theo thực nghiệm khoa học thì nó phải nhẹ hơn mới đúng! Xem kỹ hơn thì nhận thấy rằng lòng sáo gỗ đánh bóng trơn láng, tròn đều, các lỗ gia công kỹ lưỡng; khớp nối có vòng cao su rất kín hơi và chắc chắn. Lòng sáo trúc cũng khá tròn nhưng không trơn láng vì cấu trúc thiên nhiên, hơi có sọc dọc tuy rất nhỏ, sáo mới mua còn khô, hơn nữa lỗ khoét còn nhiều cạnh sắc và sớ tre tua tủa; về mặt thiết kế thì khá đúng nguyên tắc khoa học; có lẽ sau khi mài dũa lại sẽ là 1 sáo pro. (Vỏ nhựa bọc giữa thân sáo trúc là do người mua tự gắn thêm vào, ko hiểu lý do)Tới đây tôi nhớ lại 1 nhạc sĩ sáng tác khuyên tôi nên nhúng ống sáo vào nước trước khi thổi, nhiều NS biểu diễn tiêu sáo đều làm như vậy (không áp dụng cho flute, hay PVC, ...). Thì ra lớp nước bám vào vách sáo tạo thành 1 màng mỏng trơn láng, lấp kín các đường nứt nhỏ, kết quả thổi rất nhẹ; chứ không phải nhúng nước cho tre trúc nở ra.(......)
Thật là hấp dẫn, kiến thức của bác uyên thâm thật.
Đa số các lòng ống trúc đều không được nhẵn. Có lẽ sáo của anh em đamsan thì tốt về vấn đề này nhưng em thích sáo gỗ hơn bởi tính thẫm mỹ, bền chắc cao và tiếng không thua gì trúc. Em tìm chưa thấy ai phổ biến cách làm sáo gỗ cả. Không biết đặt tại cửa hàng mộc người ta có làm không nữa, để thử xem.
Rất mong các bài viết hay sau của bác.
leehonso:Theo sự chỉ định của Minh Quang (một đàn anh về vật lý thực nghiệm mà em rất kính phục) em xin post lên video giả lập mô hình dao động của áp suất, thể tích và bản thân của phân tử khí trong ống sáo, nếu bác nào ko xem đuợc xin vui lòng download file flash sau :http://www.mediafire.com/?mtdgirkjywo [youtube:fNYDCQWAERk]
cám ơn bài viết của bác guest216(bài viết rất công phu và hệ thống kiến thức rất hay)
về mô phỏng trên. mô phỏng khá công phu nhưng em có ý kiến sau
việc mô phỏng dữ liệu 3d cùng hầu hết các vecto dựa trên cơ sở toán là hoàn toàn có thể.vì em đã từng xem 1 báo cáo về mô phỏng dữ liệu của 1 cái recoder hình hộp chữ nhật . chỉ tiếc là bài viết này hôm nay em mới đọc, bài báo cáo kia có lẽ đã bị xóa(lần đó tính post lên nhưng ko dám vì nó hình hộp chữ nhật). hi vọng bác lee đề nghị anh minh quang mô phỏng thử dữ liệu khi ta thổi sáo trên mô hình 3d.
(trình độ em ko đủ để làm việc này:( )
thanks for share.
(Nhân lúc các bạn nhắc đến clip các dạng sóng âm của 2 bác Lee & MQ)
Đó là lý thuyết cơ bản không thể thiếu cho người nghiên cứu. Thực tế sóng âm trong lòng sáo không giản dị như vậy, vì nó còn bị chi phối bởi nhiều thông số khác như nhiệt độ, lực ma sát trong lòng ống, thành phần hóa học của khí, độ ẩm, kích thước cấu tạo,v.v... Trải qua hơn 50 năm nghiên cứu về ảnh hưởng của từng thông số, cùng với sự tiến bộ trong ngành đo lường và khoa học tin học, sau những năm 2000 ngưòi ta mới hệ thống hóa khá hoàn chỉnh phương pháp tính toán dựa trên kết quả thu được từ hàng ngàn thí nghiệm. Những kết quả này phù hợp với những nghiên cứu và tiên đoán của Arthur Benade từ những năm 60 của thế kỷ trước. Benade quả là 1 nhân vật lỗi lạc trong lãnh vực nghiên cứu âm học bộ khí. Dưới đây là minh họa các dạng sóng âm (khá đúng, đáng tin hơn dạng lý thuyết) trong lòng ống sáo dạng trụ khi tất cả các lỗ đều mở (Si):
Nhận xét:1) Sóng âm không dừng lại ngay vị trí lỗ Si mà còn kéo dài xa hơn, bởi vì lỗ bấm không đủ lớn để tất cả phân tử khí có thể ra vào dễ dàng. Khi tần số càng tăng thì sóng càng kéo dài hơn về đuôi sáo, vì phân tử khí chuyển động quá nhanh và do quán tính khối khí không thích bị uốn cong nơi lỗ bấm; tăng đến 1 lúc nào đó thì các lỗ dường như bị đóng kín hẳn, sóng lan ra trọn lòng ống. Ta có thể thí nghiệm: lấy ống dẫn nước khoét vài lỗ, rồi mở vòi cho nước chảy qua từ chậm đến nhanh, xem lượng nước thoát ra lỗ như thế nào.2) Theo kết quả số liệu ở bảng trên, sai số về cao độ tăng nhanh theo tần số dao động do tổn thất năng lượng bởi ma sát và trao đổi nhiệt với vách ống.3) Sáo TQ có lỗ màng nằm giữa lỗ thổi và lỗ Si; ở chế độ cộng hưởng 1 (Si1) sóng áp suất tại lỗ màng có biên độ cực đại, cho nên màng rung mạnh. Ở chế độ cộng hưởng 2 (Si2), áp suất dao động có biên độ gần bằng không, màng hầu như không rung. Đó là lý do tại sao màng sáo không hoạt động ở các nốt Sol2, La2, Si2 (Xem mục Máy đo âm sắc). Tại bề mặt nút chặn ta thấy biên độ sóng áp suất gần như không bị triệt tiêu, đây có thể là chỗ nên khai thác.4) Chế độ cộng hưởng thứ 3 trở lên, ta không thể thổi được, nó chỉ tồn tại dưới dạng họa âm. Dạng (?) không có trong lý thuyết, sự hiện hữu của nó có lẽ là do phần cộng hưởng của cột khí trong vùng nút chận tạo ra (sẽ bàn chi tiết hơn vào 1 dịp khác, rất thú vị). Giả sử ta đủ sức thổi được nhiều chế độ cộng hưởng cao hơn, thì nốt thứ ba đạt được sẽ là G7-24c (ko phải F7-2c), vì tần số của nó chênh lệch với F7-2c không nhiều và có độ cản âm thấp hơn. Theo định luật tự nhiên, cân bằng bền là cân bằng có vị trí (thế năng) thấp nhất.5) Đồ thị minh họa các dạng sóng ở trên có biên độ biểu hiện lớn gần như nhau ở mọi chế độ, mục đích để dễ quan sát. Thực tế tùy theo cách thổi, ta có 1 âm chính với biên độ lớn nhất (ví dụ Si1) và nhiều âm phụ (họa âm) với biên độ nhỏ hơn (dùng etuner sẽ thấy rõ), tổng cộng các sóng đó lại với nhau thành 1 dạng sóng tổng hợp, nó cũng đặc trưng âm sắc cho âm chính (Si1).6) Biết dạng phân bố áp suất trong lòng ống ta có thể tính toán biên độ dao động của thân sáo với các loại vật liệu khác nhau. Đây là công việc của bộ môn sức bền vật liệu. Kết quả đo đạc của 1 nhà nghiên cứu phương tây là khoảng 0,01mm (tôi xem đã lâu nên không nhớ rõ là của sáo gỗ hay kim loại).