Флейта, играющая "на гелии"
 

Так. Задача на знание флейтовой акустики.

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Elga, давай задачу...

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Она у меня распадается на несколько вариантов.
Для пущей наглядности предлагаю рассматривать поперечную флейту.

1) Берем флейтиста, способного ровно и достаточно долго держать длинную ноту. Одну. С помощью описанной Jivatman'ом конструкции подводим к рабочему краю губного отверстия гелий, создавая вокруг него более или менее плотную гелиевую атмосферу. Которую флейтист пытается сдувать воздухом. Вопрос: что будет происходить со звуком?

2) Флейтист тот же самый. На край губного отверстия поступает воздух. Но гелий заполняет "трубу" флейты. Опять же, что будет происходить со звуком? (Вот тут у меня как-то даже и догадок нет. В другой среде будет другая скорость распространения волн. И что из этого следует?)

3) А теперь берем специального гелиедышащего флейтиста...

4) ...и флейту, полностью заполненную гелием...

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Да нормально все будет - нужно просто сделать ижектор, который будет сразу смешивать впрыскиваемую струю (распределенный впрыск).
Плотность обычного воздуха примерно 27г./24 л. (преобладание азота). Гелий - второй по легкости/плотности газ (после водорода), т.к. его ядеро состоит из единственного атома (т.е. занимает меньше места в пространстве, чем любой другой газ) и является самым текучим газом.
Его молярная масса 4г. (против 27 Азота, 32 кислорода, 44 углекислого газа...). Т.е. при впрыскивании гелия молярная масса (соответственно и плотность смеси) будет существенно меняться. Акустическое сопротивление воздушного столба, соответственно будет существенно падать и приводить к повышению скорости распространения волны, и повышению частоты колебаний.
Кстати, можно впрыскивать и не гелий, а какой-нибудь супер тяжелый газ... (желательно нетоксичный, наверное...) - тогда частота колебаний при увеличении его концентрации будет падать...
В общем, примерно так.
P.S. я не предлагаю дышать гелием. Просто сделать впрыск между свистком/амбушуром и виндвеем (где-то на стыке).
Кстати, можно еще на частоту влиять разогревом воздушного столба... Но инструмент может очень горячим получиться, да и быстрое охлаждение тоже нужно...
P.P.S. Как вариант - дополнительный октавный переключатель... :-D

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

* не "ядеро состоит из единственного атома", естественно, а молекула... (очипятка :-D )
P.S. эту конструкцию можно использовать, как "каподастер" для смещения строя обычной флейты... :-D

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Нет, я не понимаю.
Может быть, по необразованности не понимаю, мои знания в этой области поверхностны. Но все-таки.

Суть приспособления - в том, чтобы на лабиум поступал поток гелия, а не воздуха?
Или в том, чтобы резонировал столб гелия, а не воздуха?
И если две эти ситуации разделить, то как изменится звук (по сравнению с "нормальной" ситуацией, когда дуем воздухом и резонирует столб воздуха) в первом случае и во втором?
И этого не понимаю. Мне понятно, что скорость распространения волн связана с плотностью среды. (Кстати, в более плотной среде звуковые волны распространяются быстрее, в менее плотной - медленнее. А не наоборот.)
Но как с ней (плотностью среды) связана частота - не понимаю.

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Прошу прощения, со скоростью разобралась:
Но как частота зависит от плотности среды - все равно не понимаю.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Воздушно-гелиевая смесь должна резонировать.
Частота зависит от скорости звука в среде (в данном случае это воздух). А скорость звука зависит от плотности среды. Принятая 330 м/с дается для "нормальных условий", т.е. для давления 760 мм.рт.ст. и 20С (если не ошибаюсь).
Между прочим если дуть в флейту сильнее, то происходит небольшое смещение частоты нот в вверх из-за эффекта Доплера... Т.к. к скорости звуковой волны добавляется увеличенная скорость потока воздуха. Гелиевая смесь будет двигаться быстрее обычной.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Идея разбавлять воздушную струю - "потрясная"!
Можно сделать не флейту, а трубу или горн, со вставкой после мундштука, в который и подавать гелий или другой газ. Трубача в этом случае можно брать обычного, дышащего воздухом, а не гелеем.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Да, про частоту и скорость поняла.
Плавное повышение тона при увеличении скорости потока через лабиум давно меня беспокоит :) Присутствие здесь эффекта Допплера мне как-то не совсем очевидно - можно ссылку?

...И все-таки. Не могу добиться ответа на вопрос: что мы должны получить в случае потока гелия на лабиуме и что - в случае резонирования гелиевого столба вместо воздушного?

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Среду можно представить как
1 2 3 4 5
OzzzOzzzOzzzOzzzO
OzzzOzzzOzzzOzzzO
OzzzOzzzOzzzOzzzO
OzzzOzzzOzzzOzzzO
Где O -шарики иммитирующие массу (плотность) среды,
а zzz - пружинки, имитирующие сжимаемость.

Создадим волну - сдвинем первый слой, чуть вправо.
Чем тяжелее шарики (выше плотность), тем медленнее будет сдвигаться следующий слой шариков.

Но обычно, чем плотнее среда - тем одновременно и выше коэффициент упругости и поэтому интуиция говорит - чем плотнее, тем выше скорость звука. Но это не всегда так.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Да.:-) Похоже нужен эксперимент.

Были видео роботов:
1) дующие во флейту
2) дующие во флейту Пана.

Им бы заменить газ и можно посмотреть на эффект.
Все сомнения сразу развеятся.

По крайней мере из шланга можно подуть на трубку из флейты Пана.
Воздухом, а потом гелеем.
Жаль сжатого воздуха и гелия под рукой нет.

Re: Сумашедшие, но исполнимые идеи инструментов
 

Совершенно верно - в плотной среде звук распространяется быстрее, т.к. расстояние (путь) между сталкивающимися молекулами среды меньше, и импульс передается быстрее. Но важна так же и масса инерции молекул среды.
А вот эффект Доплера - это отдельная тема...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Кстати, интересная табличка http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA%D0%...3%D0%BA%D0%B0/
гелий - почти в три раза быстрее проводит звук, но водород оказался еще круче - 1284 м/с ... Даешь каподастер на четыре октавы!!!... :-D
P.S. Из таблички по ссылке следует, что у хорошо выпившего музыканта инструмент должен сильно завышать строй, т.к. в этиловом спирте скорость звука очень хороша!.. :-D
Правда в жидком... Нужно проверять!...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Ну так это и имелось ввиду - не дышать же всем этим в самом деле... :-D

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Кстати, было на форуме суждение, что флейта под водой на воде работать не будет, так вот я попробовал проверить.. Взял свисток, погрузился в воду, набрал в рот воду и этой водой дунул, - и свисток звучит, звук конечно кардинально отличается от воздушного,но это действительно звук - его под водой слышно..
Надо попробовать с пластиковой блокфлейтой интересно сохранится ли строй :-D

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Вообще-то гидроакустические свистки существуют уже лет сто, если не больше... Более того, несколько лет назад поступили в продажу гидроакустические нагреватели, работающие на перепаде давления. Там вода колеблется с очень большой (ультразвуковой) частотой и за счет этого нагревается...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Браво! :-D

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Ужас какой... Еще и старика ДоППлера приплели...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

noname, может быть, хоть ты ответишь на возникшие вопросы?

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Elga, отвечу с удовольствием, но вслух. Потому что писать очень много.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

По-поводу написания ДоППлера - http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%F4%...EF%EB%E5%F0%E0
Эффект доплера же я вспомнил лишь для иллюстрации изменения частоты звука при изменении скорости потока в виндвее. Этот эффект в духовых инструментах присутствует, хоть и не слишком сильный, но заметный. Гелий же сам по себе проводит звук быстрее обычного воздуха...
Так что непонятно Ваше замечание... :naughty:

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

noname, эх, и останемся мы без экспертного звукоаккустического мнения... Может, в двух словах? А то из меня физик фиговый:)

Но эффект доплера-то тут при чем?

Пока писал продолжение поста, догнал. Товарищи, все не так просто. Гелий, может, и увеличивает скорость звука в себе, но длина резонатора (а значит и длина волны) остается той же. А до наблюдателя звук будет доходить через воздух, в котором скорость другия. То есть для работы эксперимента в чистом виде надо всю комнату накачать гелием. Фиг его знает, что будет, если наполнить только резонатор гелием. Я недостаточно силен в аккустике, чтобы понимать, что произойдет с волной на границе сред с разным звуковым сопротивлением.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Примерно этим вопросам я посвятила вчерашний день. Правда, меня больше интересовало изменение человеческого голоса после вдыхания гелия. Объяснений в интернете много, но таких, что жуть берет: то "гелий растягивает связки", то "в среде с другой плотностью повышается частота их сокращения", то "на границе раздела сред волны тормозят и укорачиваются", то "в результате увеличения скорости потока гортань переходит на другую гармонику"...

Вот самое правдоподобное, что мне нашлось:
http://vocalmechanika.ru/index.php?o...d=59&Itemid=52

Т.е. таки да, повышение резонансной частоты гортани (но явно не переход на следующую гармонику; я сомневаюсь, что она вообще может перейти на другую гармонику) и, вопреки утверждениям автора, рассогласование резонаторов, потому что как минимум головные резонаторы остаются заполнены воздухом.

Думаю, эти выводы более или менее можно переносить на флейту. Т.е. заполнение тела флейты гелием повысит ее строй.

(Пропорционально увеличению скорости распространения волн?)

По поводу потока гелия на лабиуме: с Допплером дело тёмное, оставим пока. А сам по себе поток гелия, похоже, никаких изменений не привнесет. Он точно так же будет генерировать непрерывный спектр частот, выбирать из которых будет резонатор. Если поток будет достаточно сильным, резонатор подхватит следующую гармонику. Но меня пока никто не убедил, что флейтист, выдыхая гелий с тем же усилием, с которым он привык выдыхать воздух, создаст более сильный/быстрый поток.

(Я все-таки рассматриваю гелиедышащего флейтиста, потому что так удобнее организовать мысленный эксперимент. В реальности дышать гелием лучше не надо, это не так безопасно, как принято думать.)

Вот что все-таки происходит при переходе из одной среды в другую, мне тоже не совсем понятно. Или при образовании стоячей волны плотность среды имеет значение, а при распространении звука уже нет? Почему?

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

1. Давайте, все-таки, ДоПлера оставим в покое - в этом имени ОДНА буква П...
2. Про гармоники я изначально ничего не писал - речь идет именно о плавном сдвиге резонансной частоты, благодаря изменению скорости распространения звука при изменении физических свойств воздушной смеси. Т.е. изначально я вообще предложил флейту-скрипку. Увеличение частоты в 3 раза (теоретически) с гелием может произойти именно из-за того, что в гелии звук распространяется примерно в три раза быстрее чем в обычном воздухе.
3. Для тех, кто не понял - у воздушного столба есть резонансная часта. Если мы обрезаем трубку (столб) в два раза (дырочку открываем посередине флейты), то резонансная частота увеличивается в два раза. Если мы не будем обрезать трубку, но наполним ее воздушной смесью, проводящей воздух в два раза быстрее обычного воздуха, то эффект будет тот же - резонансная частота увеличится вдвое. И это будет именно резонансная частота, а не гармоника.
4. Продувать гелий, действительно, легче - я уже писал обе этом: гелий самый "текучий" газ, а следовательно в смеси, содержащей гелий уменьшится сопротивление столба (и акустический импенданс, т.е. сопротивление - тоже).
5. По-поводу гармоник - при меньшем сопротивлении воздушного столба действительно легче возбудить более высокие гармоники. Теоретически.
По-видимому, количество обертонов (их громкость) также будет больше.
6. То, что вне флейты находится обычный воздух - не имеет никакого значения, т.к. дальше конца флейты начинается обычное распространение звука от точечного - источника - обычная волновая передача. То что среды имеют разную плотность - да это повлияет например на громкость звука, т.к. есть фазовый переход, но он не будет абсолютно резким, т.к. газы смешиваются достаточно быстро, но все-таки в зоне с некоторой протяженностью. Например в духовых инструментах сложной формы имеются раструбы, в которых резко уменьшается акустический импенданс, но это мешает инструментам нормально звучать.
Словом, идея введения смеси в канал флейты - 100% рабочая. А вот сами акустические характеристики звучания такого инструмента... - нужно пробовать.
7. По-поводу дыхания гелием: глубоководные водолазы используют кислородно-гелиевую смесь для предотвращения возможности кессоновой болезни (образование пузырьков азота в крови при резком понижении давления во время быстрого подъема с глубины на поверхность. Гелий не превращается в пузырьки). Кстати, голоса у этих водолазов, при дыхании этой смесью, менее разборчивые и более высокочастотные... все по той же самой причине...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

P.S. Допплер - и так и так пишут... Непорусски - Doppler... Наверное Допплер, все-таки правильнее... :oops: Однако, в словаре и то и это допустимы...
Вообще с грамотностью - беда... В СМИ (не говоря уже про интернет) такого понаслушаешься, что потом уже и сам не знаешь чего и как правильно говорить, а министр образование только потакает этому... Я одного кофея балдею...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Нет, мы в России живем, и наше написание подчиняется правилам русского языка.


Вопрос № 238322
Подскажите, пожалуйста, как правильно писать доПлерография или доППлерография и почему? Заранее спасибо.
Marchoso
Ответ справочной службы русского языка
Фамилия австрийского физика Доплера по-русски пишется с одной буквой П (несмотря на то что в языке-источнике – с двумя). Так же пишутся и все слова, образованные от этого имени собственного. Правильно: доплерография (зафиксировано «Русским орфографическим словарем» РАН).

Ноунейм живет не в России... поэтому для него доППлер. =0)

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Про Доплера согласна, есть такое правило - сокращать при русской транскрипции "неозвучиваемые" двойные согласные. По этому же правилу положено писатьТелеман. Сама пишу с двойной согласной, потому что привыкла, научники ориентируются на англоязычные источники и потом транскрибируют на свой лад.
В три не будет. Там, судя по экспериментам с голосом, коэффициент пропорциональности меньше единицы. Мне слышится, что голос повышается примерно на терцию или что-то близкого порядка.
Совершенно верно, shame on me. Волна пробегает до конца трубы и благополучно отражается обратно, она и в нормальных условиях там отражается, иначе не образуются стоячие волны. А собственно звук излучается от корпуса флейты, перпендикулярно корпусу во все стороны, где-то в "Звукорежиссере" была об этом целая статья.
Да. Гелий безвреден. Но мозгу все-таки нужен кислород. Опасность состоит в том, что экспериментатор может увлечься, додышаться до гипоксии, грохнуться в обморок и расшибиться о какой-нибудь угол.
Ну и редкие случаи, когда тальк, которым присыпаны шарики, провоцирует астматические приступы, спазм или отек гортани.
Мораль: не дышите гелиевыми шариками в одиночестве, а если что-то не так с органами дыхания - лучше вообще не дышите шариками.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

В примере по ссылке на "Голос и гелий" объяснение совершенно абсурдное... Автор не понимает того что частота и длина волны - явления физически неразрывные... Смещение спектра - это и есть смещение частоты. Что же касается модуляций голоса - естественно они определяются голосовым аппаратом. Вероятнее всего, что мозг человек пытается управлять голосом, подгоняя его в привычный частотный диапазон, а формантные частоты в гелиевой среде, действительно, будут выше. Но "pitching" голоса все-таки происходит. А вот на сколько именно он смещается - это можно определить только спектроанализатором. У меня был когда-то плагин для soundforge, но чего-то не найду...
А частота именно в чистом гелии будет выше именно в эти самых почти три раза... Иначе физику придется отменять...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Ты эту фразу имеешь ввиду?
Меня она сперва смущала, но я утешилась формулой L=C/f (L - длина волны, С - скорость звука, f - частота колебаний.)
У меня есть претензии к этой статье, но только по поводу физиологии голосообразования.

Значит, отменяем физику. Или ищем другую причину. В два раза - это уже октава. Нету там повышения на октаву с хвостиком. Понятно, что там жуткая смесь частот и ничего не понятно, но повышение основных частот на октаву было бы слышно.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Физику отменять - это от гордыни... Или от дремучего неведения...
... Совсем меня запутали... Голосовой аппарат человека и флейта совершенно по разному формируют звук... - разные это инструменты. В флейте резонирует на основной частоте именно воздушный столб. А в голосовом аппарате резонируют голосовые связки... И частота звука в гортани зависит от степени натяжения связок. Связки - ближе к язычковым инструментам, а полость рта и гортань формируют формантный резонатор, задающий тембр...
Физику отменять - низя... Эдак мы можем далеко зайти...

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Elga, флейта испускает звук из открытых концов, а не корпусом. Волна инвертируется на концах и, в то же время, распространяется наружу.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Matamune, читала об этом совсем давно, похоже, что не так поняла. Сейчас находится следующее:
http://rus.625-net.ru/audioproducer/...kondrashin.htm

http://corpuscul.net/zvukorezhissura/mikrofony/orkestr/

То есть мне, видимо, запомнилось, что "не из раструба". И топографически "от корпуса". Но фактически - "от конца" звучащего столба, ты прав.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Я так понял, эксперимент до сих пор не поставлен? Баллон гелия в наличии на работе. Берем шланг от редуктора и направляем в мундштук. Только надо нормально звук записать, а то на телефон очень паршиво. Что будем пробовать- альт или сопрано?

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Надо пробовать бас

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

нужно заполнить гелием весь канал флейты. лучше всего тестировать на панфлейте играя на ней донышками вниз. тогда заполненный гелием канал флейты имеющий только одну дырку будет довольно долго его хранить. возможно дуть гелием даже не обязательно. а обычную блокфлейту нужно будет поместить в герметичный бокс с перчатками и заполнить его гелием иначе все быстро улетучится.

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

Гелий легче воздуха, вы имели ввиду "донышками вверх"?

Сам способ (и без гелия) должен привести к новым эффектам.
Блеск!!!

Можно сделать трубки панфлейты в виде крюка (крючка). В такие трубки можно поместить гелий, а играть в короткую часть.

Интересно!!!
)))

Re: Флейта, играющая "на гелии"
 

да я имел ввиду вверх ногами чтоб гелий оставался в трубках так как он легче воздуха. хотел написать горлышками вниз.