Материал: История и акустические характеристики арфы

История и акустические характеристики арфы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Российский государственный профессионально-педагогический университет" (РГППУ)

Институт искусств

Факультет кино и телевидения

Кафедра звукорежиссуры, продюсерства кино и телевидения

Реферат

История и акустические характеристики арфы

Студента группы №ЗР 316

Мазуро А.М.

Преподаватель Келлер В.В.

Екатеринбург 2012

Содержание

Введение

. Происхождение и история

2. Особенности и конструкция

3. Акустические характеристики

4. Виды арф

5. Использование инструмента

Заключение

Список использованной литературы

арфа струнный музыкальный акустика

Введение

Арфа - щипковый струнный музыкальный инструмент. Считается одним из самых красивых инструментов в оркестре. Её рама украшена резьбой, мозаикой и орнаментом, иногда и золотом с перламутром, а изящные очертания скрывают треугольную форму. Много веков насчитывает история арфы, как одного из древнейших музыкальных инструментов. Появилась она еще на заре человеческой цивилизации и стала прародительницей всех струнных инструментов, а так же являлась первым струнным щипковым инструментом. "Волшебным инструментом" называли арфу поэты, восхищенные ее нежными звуками.

Однако на протяжении своей 5000 летней истории, арфа, конечно же, не оставалась неизменной. Сохранился лишь принцип: арфа - это многострунный щипковый инструмент, струны которого вертикально натянуты на раме, являющейся одновременно резонатором звука. Что же на самом деле представляет из себя этот инструмент в наше время и каким он был раньше? На данный момент, знания об арфе среди людей, в большинстве своём имеют лишь тот сказочный и волшебный шарм, что создали ей композиторы и исполнители, но не реальную осведомлённость о том, что это за инструмент. Именно поэтому я счел должным осветить все эти вопросы, а так же вопросы, связанные с музыкальной акустикой, что и будет показано в моей работе.

1. Происхождение и история

Арфа - один из самых древних музыкальных инструментов человечества. Она произошла от лука с натянутой струной, которая мелодично звучала при выстреле. Ранние изображения музыкального лука были найдены в виде наскальных рисунков (например, в пещере Trois Freres, 15000BC, Ariege, France). Эти инструменты дали основу для развития лучной арфы, которая переживала свой золотой век в эпоху заката Египетской цивилизации. Даже в 15 века до нашей эры арфы, изображенные на фресках из египетских гробниц (бенты), своей формой еще напоминают луки, а эти арфы не самые древние, самую древнюю арфу археологам удалось обнаружить при раскопках шумерского города Ура в Мессопотамии - она была изготовлена четыре с половиной тысячи лет назад, в 26 веке до нашей эры. Арфа была распространенным и любимым музыкальным инструментом на древнем Ближнем Востоке, в Греции, Риме. Вариацией арфы была лира, которая в дальнейшем стала очень популярной в Греции. В эпоху эллинизма лира была неотъемлемым атрибутом поэтов и певцов, что можно наблюдать на различных картинах и письменных памятниках. Древние арфы были меньше и легче. Они были спутницами певцов и музыкантов почти у всех народов мира.

Древние арфы были различного вида: дугообразные и угловые, большие и малые. Размер арфы варьировался, вид малой лучной арфы перешел из Греции в Европу и достиг сферы влияния на кельтов. Затем, арфа была снабжена вертикальной перекладиной, с этим видом арфы мы и знакомы. Эта техника строения инструмента была основой развития Cithara Anglica и Nabulum в Средневековье и классической арфы Ренессанса. В Европу арфа попала в начале средних веков и пользовалась большой популярностью, особенно в Ирландии, где до сих пор ее изображение используется во многих государственных символах, в том числе, на гербе и президентском флаге.

Так как арфа уже и в прежнее время имела значительный звуковой объём (пять октав), а помещение для струн полной хроматической гаммы недостаточно, то на арфе натянуты струны только для добывания звуков диатонической гаммы. На арфе без педалей можно сыграть только одну гамму. Для хроматических повышений в прежние времена струны должны были быть укорачиваемы прижиманием пальцев у грифа. Около 1660 года в Тироле изобрели первую арфовую механику с крючками; на колковой раме около каждой струны были ввинчены железные крючки, которые при повороте, прикасаясь к струне, укорачивали ее, и благодаря этому происходило повышение звука на полтона. Такие арфы оказывались крайне неудобными для исполнителей; недостатки эти были в значительной степени устранены механизмом в педалях, изобретенным Якобом Хохбрукером из Донаувёрта (Бавария, Германия) в 1720 году. Этот мастер приделал к арфе семь педалей, действовавших на проводники, которые через пустое пространство бруса проходили к грифу и там приводили крючки в такое положение, что они, крепко прилегая к струнам, производили во всем объёме инструмента хроматические повышения. Позже были эксперименты и с большим числом педалей (8, 9, 14), но главной целью пожалуй так и остался эксперимент.

В 1810 году Себастьен Эрар усовершенствовал механизм Хохбрукера и запатентовал в Париже арфу с двойной педалью, которая и используется в настоящее время. Этими педалями можно дважды перестроить струну, повысив звук на полутон и тон, и тем самым обеспечить хроматический звукоряд в диапазоне шести с половиной октав.

В 1897 году в Париже Г. Лион сконструировал хроматическую беспедальную арфу с перекрестными струнами. Упразднение педалей привело к необходимости увеличить количество струн почти вдвое. Второй набор их, подобно черным клавишам фортепиано, обеспечивал хроматические ступени на всем протяжении звукоряда арфы. Новый инструмент поначалу нашел сторонников, которых привлекло отсутствие педалей и, следовательно, упрощение механизма игры. В дальнейшем, однако, хроматическая арфа не получила широкого распространения и вскоре вышла из употребления, так как потеряла многие характерные и наиболее ценные свои исполнительские особенности и, прежде всего - эффектное глиссандо.

К 20 веку арфа прочно утвердилась в европейской музыке в качестве сольного, ансамблевого и оркестрового инструмента. В наше время трудно назвать композитора, который не использовал бы ее в том или ином жанре своего творчества.

. Особенности и конструкция

Арфа, как уже было сказано, тип щипкового музыкального инструмента, в котором жильные и металлические струны возрастающей длины натянуты между резонаторным корпусом с декой и т.н. шейкой. На раму натягивают струны, в среднем может использоваться 45-48 струн разной длины и толщины, которые образуют прозрачную сетку, но в разные времена и у разных народов их количество было от 7 до 30. В отличие от гитары она не имеет грифа, высота тона определяется фиксированной длиной струн. Вес арфы может достигать 20 килограмм.

Для рассмотрения конструкции арфы более подробно, за пример возьмём оркестровую арфу (Рис. 1).

Рис. 1. Общий вид арфы

- колонна

- резонатор с декой

- боковая планка

- плечо

- шейка (дуга)

- верхушка (капитель)

- металлические пластины, ограждающие механику

- диски педального механизма

- цоколь (постамент)

- педальная коробка

- педали

- ножки

Конструкция арфы представляет собой жесткую и прочную раму, на двух сторонах которой параллельно третьей натянуты струны разной длины и толщины. Рама состоит из резонансного корпуса с плоской декой (1); колонны, внутри которой размещены передаточные соединители педального механизма (2), размещенного в ее основании; верхней дуги с колками и дисками (3). Механизм звукообразования включает передачу механической энергии струнам щипком (генератор), возбуждение колебаний струн (вибратор) и усиление колебаний за счет передачи энергии от струн к деке и резонансному корпусу (резонатор).

В современной арфе с двойными педалями обычно 44-47 струн (у маленьких арф - 30). Струны жильные (сейчас часто нейлоновые); на нижних одиннадцати басовых металлических струнах используют навивку для большей жесткости. Струны закреплены внизу на деке, в верхней части рамы они вставлены в колки (специальные двойные винты). Струны арфы настроены на диатонический звукоряд в строе Ces-dur. Нижняя струна имеет длину 1503 мм, диаметр керна 1,6 мм, диаметр навивки 0,5 мм. Она натянута с силой 410 Н, ее частота настройки 30,87 Гц (С1). Верхняя струна длиной 69 мм, диаметр 0,5 мм, усилие натяжения 37 Н и частота настройки 2960 Гц (G7).

Рис. 2. Система дисков для укорачивания струн

Таким образом, при однократном нажатии всех семи педалей все семь ступеней звукоряда во всех октавах повысятся на полтона; арфа тогда будет звучать в строе C-dur. Нажатие всех семи педалей на вторую зарубку дает строй Cis-dur (т. е. поднимает его еще на полтона). Комбинируя разные глубины нажатия различных педалей, можно получить мажорные и минорные звукоряды, используемые в современной музыке.

Рис. 3. Резонаторный корпус с излучающими отверстиями

Нижняя сторона рамы является резонансным корпусом, служащим для усиления звука струн; он имеет форму конусообразной коробки со срезанным сверху сегментом.

Поверхность корпуса закрыта декой из резонансной ели с поперечным расположением волокон в виде удлиненного равнобедренного треугольника, ширина и толщина которого увеличиваются по направлению к басовым струнам соответственно от 100 до 300-400 мм и от 2 до 8-10 мм.

Рис. 4. Вид педалей

По средней линии деки с верхней стороны приклеены две продольные деревянные планки, к которым прикреплены нижние концы струн, передающие колебания деке. Для увеличения прочности деки на ее нижней половине внутри корпуса приклеены два продольных ребра-пружины симметрично относительно средней линии.

Снизу корпус снабжен пятью большими овальными отверстиями, через которые и происходит основное звукоизлучение. Формы резонансных колебаний деки арфы показаны на Рис. 5.

Рис. 5. Формы колебаний на резонансних частотах

Для небольшой шотландской арфы (с декой длиной 930 мм, шириной - от 100 до 300 мм), первые резонансы оказались равными 170 Гц, 288 Гц, 583 Гц. Резонансы внутреннего объема ящика согласуются с резонансами деки (например, для той же арфы первый резонанс объема воздуха составляет 190 Гц), что позволяет усиливать звук в области совпадений.

Верхняя изогнутая сторона рамы современной арфы несет на себе, во-первых, порожки и колки, служащие для натягивания струн при их настройке, а во-вторых, заключенный в особую коробку сложный дисковый механизм для изменения высоты звуков.

3. Акустические характеристики

Частотный диапазон составляет 30,86 Гц-2960 Гц, т.е. шесть с половиной октав, с учетом обертонов до 15 кГц. Трехмерный спектр звуков арфы показан на Рис. 6.

Рис. 6. Спектр звучания струн арфы при разных точках возбуждения

Как видно из рисунка, количество обертонов в спектре не очень велико. Основная энергия колебаний сосредоточена в диапазоне 100-1250 Гц. Форманта находится в области 250 Гц.

Переходные процессы аналогичны другим щипковым инструментам. Арфа имеет короткое время атаки (10-30 мс) и сравнительно длинное время спада (до 200 мс).

Тембр: арфа имеет нежный, но относительно тихий тембр. У нее нет четко выраженных регистров, можно только приблизительно разделить по тембру: нижний регистр - немного глуховатый; средний - полнозвучный и мягкий; высокий - звонкий и светлый; высший - резкий, слабый. В звучании арфы имеется небольшое количество шумовых призвуков, характерных для щипковых инструментов.

. Виды арф

Исходя из уже упомянутых ранее арф, стоит отдельно сказать о некоторых видах или же вариантах изготовления арф.

Эолова арфа - (Эол - бог ветра) струнный музыкальный инструмент. Состоит из узкого деревянного ящика, служащего резонатором, внутри которого натянуты струны (9-13) различной толщины, настроенные в унисон (обычно g). Движение воздуха, поступающего через специальное отверстие, вызывает колебания струн, издающих различные обертоны общего тона. В зависимости от силы ветра звучание эоловой арфы меняется в широких пределах - от совсем тихого, нежного до весьма громкого при сильных порывах. Известны случаи, когда данные арфы располагались на пути следования врага таким образом, что ветер извлекал звуки, кажущиеся ужасающими. К сожалению, нет информации о высоте звука Эоловых арф, но должно быть он был довольно впечатляющим, чтобы достичь подобной реакции. Размеры инструмента могли достигать 7,5 и 10 метров. Ныне вышла из употребления.

Кельтская (или же Леверсная) - кельтскими сейчас принято называть арфы, довольно разнородные по размеру, весу, звуку, и объединенные одной особенностью: для повышения-понижения высоты звучания струн используется не педальный механизм, как у оркестровых арф, а специальные рычажки - леверсы. Именно эта особенность дала таким арфам их официальное название: леверсные арфы. Кельтской же такую арфу называют в основном из-за того, что арфа была и остается значимым символом кельтской (ирландской) культуры и неразрывно с ней связана в воображении современного человека. Однако подобные инструменты издревле существовали и у большинства других народов. Впрочем, время и технологии не стоят на месте, и современная кельтская арфа существенно отличается от своих древних сородичей материалами и особенностями конструкции, поэтому иногда ее называют еще "нео-кельтской".

За время существования инструмента создавались и другие вариации в зависимости от направленности идеи: различные размеры, модификации и эксперименты или же особенностей различных стран, культур и народов. Вариаций достаточно много, арфа пережила массу вариантов в своём изготовлении, но и приживались не многие, поэтому наиболее целесообразным будет упоминать обо всех возможных вариантах уже в рамках отдельного и более глубокого изучения именно исторического вопроса данного инструмента.

. Использование инструмента

Виртуозные возможности арфы довольно своеобразны: на ней прекрасно удаются широкие аккорды, пассажи из арпеджий, глиссандо - скольжение руки по всем струнам, настроенным на какой-нибудь аккорд, флажолеты. Звук извлекается посредством защипывания струн пальцами или, очень редко, плектрами, прикрепленными к пальцам.

При возбуждении колебаний с помощью щипка струна оттягивается в сторону, затем освобождается, после чего начинает совершать свободно затухающие колебания. Форма импульса возбуждения имеет вид, аналогичный импульсу в гитаре. Состав обертонов в спектре, а следовательно и тембр звучания также зависит от способа отщипывания и от места возбуждения. При отщипывании с помощью мягкой части пальца получается более мягкий, бедный обертонами звук; при помощи ногтя происходит сильная деформация струны, что дает более резкий звук с большим количеством обертонов. Как и у всех струнных инструментов, место приложения силы влияет на состав обертонов в спектре: при возбуждении точно в центре струны превалируют в основном нечетные гармоники. Сдвигая место возбуждения ближе к подставке, можно увеличить количество высших гармоник и сделать звучание более ярким. Поскольку на арфе нет специальных демпферов, как, например, у рояля, то после исполнения каждого аккорда и пассажа исполнитель приглушает струну прикосновением ладони.

Из особых акустических эффектов на арфе применяется игра флажолетами. Для этого к струне слегка прикасаются пальцем точно в середине, одновременно отщипывая ее в какой-то точке ближе к одному из концов. Получающийся при этом звук лишается своего основного тона, звучит на октаву выше и приобретает несколько смягченный тембр вследствие ослабления в нем некоторых гармоник.