Обертон

Что такое обертоны?

Обертоны (нем. ober — высокий, Ton — звук) в акустике — призвуки, входящие в спектр звука. Обертоны – высокочастотные призвуки, которые сопровождают любой звук. Высота обертонов выше основного тона, поэтому они и получили такое название.

Кроме основного звука многие слышат дополнительные звуки. Таким звуком и является обертон. Раньше в Европе на дополнительные звуки, сопровождающие игру на музыкальных инструментах или пение, особого внимания не обращали. Изучением и классификацией обертонов занимался профессор Арнольд Кейзерлинг (Австрия) и его ученик Ральф Роузинг.

Наличие обертонов обусловлено сложной картиной колебаний звучащего тела (струны, столба воздуха, мембраны, голосовых связок и т. д.): частоты обертонов соответствуют частотам колебания его частей.

Колебания струны (см. рисунок):
1 — колебание по всей длине образует основной тон,
2 — колебание половинок образует первый обертон,
3 — колебание третей — второй обертон и т. д.

Обертоны бывают гармоническими и негармоническими. Частоты гармонических обертонов больше частоты основного тона в 2, 3, 4, 5 и т. д. раз.

Гармонические обертоны вместе с основным тоном называются гармониками и образуют натуральный звукоряд.

Гармоника (лат. harmonica) — дополнительный тон, который по частоте всегда выше основного тона, причём строго кратно числам натурального ряда (то есть, выше по частоте в 2, 3, 4, 5 и более раз). Вместе с основным тоном гармоники образуют натуральный звукоряд. В современном музыкальном строе с семью основными ступенями (До, Ре, Ми, Фа, Соль, Ля, Си) каждый восьмой звук повторяет первый, но уже на удвоенной частоте (располагается октавой выше) — и соответственно, является для него первой гармоникой. В этом отличие гармоник от более общего понятия обертонов — всех без исключения призвуков, более высокочастотных по отношению к рассматриваемому базовому звуку.

В реальной жизни частоты обертонов могут заметно отклоняться от величин, кратных частоте основного тона — такие обертоны называются «негармоническими». Присутствие негармонических обертонов в колебаниях струн музыкальных инструментов приводит к феномену неточного равенства между рассчитанными частотами равномерно темперированного строя и реальными частотами правильно настроенного фортепиано.

Ввиду исключительной важности для музыки именно гармонических обертонов (и относительной малозначимости негармонических) вместо термина «гармонический обертон» в музыкально-теоретической литературе часто используют термин «обертон» без каких-либо дополнительных уточнений.

Обертон может быть колебанием частей звучащего тела, выраженных как правильными дробями (1/2, 1/3, 1/4 и т. д.), так и неправильными (например, при колебании звучащего элемента ударного инструмента с неопределённой высотой звука, такого как «там-там»).

Количество и характер обертонов влияют на тембр инструмента.

Каждый обертон имеет свой порядковый номер, обозначающий, какая часть струны колеблется. Звукоряд, состоящий из основного тона и его гармонических обертонов, называется натуральным (обертоновым) звукорядом. Все обертоны составляют обертонную лестницу.

Начальные 10 обертонов прослушиваются по высоте и сливаются друг с другом в аккорды. Остальные прослушиваются плохо или не прослушиваются вообще.

Обертоны можно услышать на струнных инструментах (гитаре, скрипке и т. п.), приглушив основной тон пальцем. Даже существует такой исполнительский прием игры, который называется флажолет. Для того чтобы услышать четные обертоны (второй, четвертый, шестой и т.д.) нужно в момент извлечения звука прикоснуться (не прижать к грифу) к струне точно в ее середине, приглушив основной тон и нечетные обертоны. На гитаре центр струны располагается точно над 12-м ладом. Если приглушить колебания в точке расположенной на 1/3 длины струны (над 7 ладом гитары), то можно услышать 3-й, 6-й, 9-й и т. д. обертоны.

Обертоны человеческого голоса, как и обертоны, получаемые на музыкальных инструментах, играют одну из ключевых ролей для передачи всех эмоциональных оттенков вокала. Человеческий голос является самым интересным инструментов природного происхождения, нужно лишь научиться правильно его использовать при помощи множества разработанных техник.