Enstrümanların Tınıları Neden Farklı?
DEMİR GÜLER

DEMİR GÜLER

Fizik ve Müzik

Enstrümanların Tınıları Neden Farklı?

14 Kasım 2020 - 14:40 - Güncelleme: 14 Kasım 2020 - 15:13

İmparator penguenler yavrularının sesini sayıları binleri aşan kalabalıkların arasından seçebilir, peki ama nasıl? Tanıdığımız bir insanın sesini aynı anda konuşan insanlar arasından ayırt edebilme yetisine sahibiz, ya da aynı notayı çalan iki müzik enstrümanını ayırt edebilme yetisine. Bu yazımda sizlere bu ayrımı nasıl yapabildiğimizi fiziksel bir bakış açısı ile aktarmaya çalışacağım.

Fiziksel olarak sesi duyulabilir bir basınç dalgası olarak tanımlayabiliriz. Ses dediğimiz fenomen, aslında bir titreşimdir. Titreşen bir kaynaktan çıkan basınç dalgalarının belirli aralıklar ile kulak zarımızı, içindeki kemikleri titreştirmesi ve beynimizde algılanması sonucunda ses dediğimiz fenomen oluşmaktadır. Bu titreşimlerin olduğu aralıkları frekans ile tanımlayabiliriz, ancak bu yazının asıl konusu, aynı frekansta olsa dahi farklı kaynaktan çıkan iki sesi nasıl ayırt edebildiğimiz. Aslında bu sorunun çok basit bir cevabı var, harmonikler.

Fizikte dalgaları tanımlamak ve hareketlerini açıklamak için sinüs dalgalarını kullanıyoruz, ancak doğaya baktığımızda mükemmel bir sinüs dalgasını gözlemlemek pek mümkün değil. Doğadaki titreşimleri ancak bir kaç sinüs dalgasını birbirine ekleyerek tanımlayabiliriz. Bu eklediğimiz sinüs dalgalarının frekanslarına baktığımızda ise harmonikleri görürüz. Müzik açısından bakarsak bu harmonikler majör 3 ve 5’li aralıklara denk gelmektedir, yani doğuşkanlar. Yani aslında bir müzik enstrümanı tek bir nota bastığında dahi belirli oranlarda o notanın doğuşkanlarını da duyuyoruz ve bu fenomeni sesin tınısı olarak adlandırıyoruz.

Yazının bu kısmında bahsedilen bu olayı Fourier dönüşümleri ve spektral analiz metodunu kullanarak bu fenomenleri görselleştirerek anlatmaya çalışacağım. Aşağıda üç müzik aletinden D4 notasının örnekleri bulunmaktadır.

Yukarıdaki görsellerde gitar, trompet ve çello enstrümanlarının çaldığı D4 notasının dalga halini görüyoruz, genlik-zaman uzayında çizilen bu grafikler bize zamana bağlı olarak ses dalgasının hangi genlikte geldiğini gösteriyor. Görebildiğimiz üzere bu dalgaları sinüs dalgaları olarak tanımlamak oldukça zor. Birlikte tınlayan sinüs dalgalarını ayrı ayrı görebilmek için bu dalgalara Fourier dönüşümü uygulamamız gerekiyor. Bu dönüşüm sayesinde dalgaların genlik-frekans uzayındaki görüntüsünü elde edebiliriz.

Yukarıdaki grafikte hangi frekanstaki dalgaların hangi genlikte geldiğini görüyoruz. Yukarıdaki grafiklere bakarak trompetin üst harmonikleri daha zengin bir şekilde verdiğini, hayali merkezinin daha ileride olduğunu, yani daha parlak bir sesi olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Şimdi bu iki grafiği birleştirerek, üç boyutlu bir grafik oluşturalım.

Spektral analiz metodu ile görselleştirdiğimiz bu bir kaç saniyelik aralıkta, çellocunun yaklaşık 0.5 saniye sonra vibrato yapmaya başladığını, trompetçinin hiç vibrato yapmadan tek bir nota üflediğini ve üst harmonikleri en zayıf olan gitarın nota vurulduktan sonra harmoniklerinin kaybolduğunu görebiliriz.

Son olarak, spektral analiz metodu ile bu üç enstrümanın verdiği D4 notasını inceliğimizde, üç enstrümanın da temel frekansının aynı olduğunu ancak üç enstrümanın da farklı üst harmonikleri farklı oranda verdiğini görüyoruz. Tını olarak adlandırdığımız şey de tam olarak bu, duyduğumuz bütün sesler üst harmonikleri ile birlikte tınlıyor ve biz bu harmonikleri de algılıyoruz.

Demir Güler

14 Kasım 2020, Ankara

Reklam
Bu yazı 3117 defa okunmuştur .

Son Yazılar